Ein Chip könnte schon bald die Welt der Künstlichen Intelligenz grundlegend verändern. In China haben Forscher eine neue Art von Prozessor entwickelt, der Kohlenstoffnanoröhren anstelle von Silizium verwendet.
Diese Innovation, die kürzlich in
Nature Electronics veröffentlicht wurde, zielt darauf ab, ein großes Problem zu lösen: den Energieverbrauch von Modellen der Künstlichen Intelligenz. Die aktuellen Systeme sind äußerst rechenintensiv und verbrauchen enorm viel Energie. Doch dieser neue Chip könnte das ändern.
Die Kohlenstoffnanoröhren, die im Zentrum dieses Fortschritts stehen, sind mikroskopische Strukturen, die aus aus Kohlenstoffatomen bestehen, die in sechseckiger Anordnung angeordnet sind. Sie bieten eine bessere elektrische Leitfähigkeit als Silizium und senken dadurch den Energieverbrauch.
Der neue Chip, eine sogenannte Tensor Processing Unit (TPU), verfügt über 3.000 Transistoren aus Kohlenstoffnanoröhren. Diese Transistoren sind in einer systolischen Matrix angeordnet, einer Konfiguration, die es ermöglicht, mehrere Daten parallel zu verarbeiten und dadurch die Berechnungsgeschwindigkeit zu steigern.
Tests haben gezeigt, dass diese TPU nur 295 Mikrowatt Energie verbraucht, während sie eine Billion Operationen pro Watt ausführt. Dies stellt im Vergleich zu aktuellen Chips einen erheblichen Fortschritt dar und ebnet den Weg für energieeffizientere und leistungsstärkere KI-Systeme.
Die Forscher haben ihren Chip getestet, indem sie ein neuronales Netz für Aufgaben zur Bilderkennung trainierten. Das Ergebnis? Eine Genauigkeit von 88 % bei minimalem Energieverbrauch. Diese beeindruckenden Leistungen könnten den Beginn einer neuen Ära für die Künstliche Intelligenz markieren.
Das chinesische Team plant, seine Forschung fortzusetzen, um die Leistung dieses Chips weiter zu verbessern und untersucht die Möglichkeit, ihn mit Siliziumprozessoren zu kombinieren, um noch leistungsstärkere Hybridsysteme zu schaffen.
Was ist eine Kohlenstoffnanoröhre?
Kohlenstoffnanoröhren sind winzige zylindrische Strukturen, die aus Kohlenstoffatomen bestehen, die in sechseckigen Mustern angeordnet sind. Sie haben einen Durchmesser von nur wenigen Nanometern (1 Nanometer = 1 Milliarde Mal kleiner als ein Meter) und sind Tausende Mal dünner als ein menschliches Haar.
Ihre einzigartige Struktur verleiht Kohlenstoffnanoröhren außergewöhnliche Eigenschaften, insbesondere eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie eine sehr hohe mechanische Festigkeit. Diese Eigenschaften machen sie besonders interessant, wenn es darum geht, Silizium in Halbleitern zu ersetzen, und sie versprechen eine neue Generation von schnelleren und energieeffizienteren Chips.
Quelle: Nature Electronics