Hamster-Computing: Intel baut Neuronen-Chips auf Kleinsäuger-Niveau

Gehirn, Strahlung, Denken, Kopf Bildquelle: CC0 / TheDigitalArtist
Die Forschung an möglichen neuen Computing-Architekturen hat bei Intel einen neuen Höhepunkt erreicht. Durch die Verbindung hunderter Loihi-Chips, in denen die Neuronen des Gehirns simuliert werden, kommt man inzwischen auf ein ziemlich komplexes System. 768 Einheiten dieser Bauform konnten in einem Rack auf fünf Höheneinheiten miteinander kom­bi­niert werden. Das System namens Pohoiki Springs kommt so nun auf rund 100 Mil­li­o­nen Neuronen, die miteinander in Interaktion treten und sich zu Schaltungen or­ga­ni­sie­ren können. Diese Zahl entspricht dem Gehirn eines kleinen Säugetiers wie etwa dem eines Hamsters.

Intel hatte den ersten Loihi-Chip im Jahr 2017 vorgestellt. Seitdem können Wissenschaftler Nutzungszeit bekommen, um experimentelle Algorithmen zu erproben, die sich an den Pro­zes­sen in natürlichen Gehirnen orientieren. Ebenso wie im natürlichen Nervensystem be­ste­hen die Bauelemente aus Neuronen-Imitaten, die sich in gewissem Grad selbst or­ga­ni­sie­ren kön­nen. Impulse werden in Form von Spannungs-Pulsen durch sie geleitet.

KI in Hardware

Auf diese Weise entsteht ein System zur Da­ten­ver­ar­bei­tung, das extrem stark auf pa­ral­le­li­sierte Prozesse setzt. Das Prinzip kennt man in der Informatik im Grunde auch schon aus den heute vielfach eingesetzten KI-Algorithmen, die ebenfalls neuronale Vernetzungen simulieren. Auf herkömmlichen CPU-Architekturen ist dies aber ein ziemlich ressourcenintensiver Vorgang.

Die Loihi-Chips bieten hierfür eine sehr viel pas­sen­dere Hardware-Basis an, die vor allem sehr viel weniger Energie für die gleichen Ar­bei­ten benötigt. Dabei betonen die Entwickler al­ler­dings, dass man es hier keinesfalls mit KI-Beschleunigern zu tun habe, wie sie diverse Fir­men anbieten. Man sollte sich hier aktuell noch nicht zu viel erwarten, die Chips sind noch ver­gleichs­weise langsam. Es geht eben viel mehr darum, die Grundlagen einer komplett neuen Hardware-Architektur zu untersuchen.

Letztlich arbeitet man hier auch ein Stück weit an dem, was man als konzeptionelle Kopie des menschlichen Gehirns ansehen könnte. Doch ist unser Denkorgan aus rund 86 Milliarden Neu­ro­nen zusammengesetzt, wofür man 650.000 Loihi-Chips zusammenschalten müsste.

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