China entwickelt voll integrierten Memristor-Chip

Dieses Foto vom 18. Januar 2020 zeigt das Forschungsteam unter der Leitung von Professor Wu Huaqiang (zentral) an der Tsinghua-Universität in Beijing. (Tsinghua-Universität/Handout via Xinhua)

Chinesische Wissenschaftler haben einen voll integrierten Memristor-Chip mit verbesserter Lernfähigkeit und geringen Energiekosten entwickelt, so eine kürzlich veröffentlichte Studie in der Zeitschrift Science.

Da die KI-Technologie die Produktion und das Leben tiefgreifend verändert, wird das Lernen für Geräte der künstlichen Intelligenz sehr wichtig, um sich an verschiedene Anwendungsszenarien anpassen zu können. Die derzeitigen Technologien für das Training neuronaler Netze erfordern jedoch die Übertragung umfangreicher Daten zwischen dem Prozessorchip und dem externen Hauptspeicher, was einen hohen Energieverbrauch verursacht und den Lernprozess behindert.

Auf der Grundlage von elf Jahren Forschung haben Wissenschaftler der Tsinghua-Universität einen vollständig systemintegrierten Chip entwickelt, der aus mehreren Memristor-Arrays und allen notwendigen peripheren Schaltkreisen besteht, um vollständiges Lernen auf dem Chip zu unterstützen.

„Der Chip beinhaltet komplette Schaltkreismodule zur Unterstützung des autonomen Lernens und kann verschiedene Lernaufgaben wie Bewegungssteuerung, Bildklassifizierung und Spracherkennung erfolgreich meistern“, sagte Yao Peng, Erstautor der Studie, von der School of Integrated Circuits der Tsinghua-Universität.

Der Studie zufolge kann der Chip autonomes Lernen mit nur etwa drei Prozent des Energieverbrauchs herkömmlicher anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreise (ASIC) erreichen.

Der Chip habe bei den Experimenten eine hohe Energieeffizienz und eine hohe Genauigkeit bei vielseitigen KI-Aufgaben gezeigt, was die Lernfähigkeit intelligenter Geräte in praktischen Anwendungsszenarien effektiv verbessern könne, so Yao.

„Dieser Chip bietet einen innovativen Entwicklungspfad für bahnbrechende KI-Hardware“, betonte Gao Bin, Professor an der Tsinghua-Universität.

Die Studie sei ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu zukünftigen Chips mit hoher Energieeffizienz und Lernfähigkeit, so Wu Huaqiang, Dekan der Fakultät für integrierte Schaltungen der Universität.

„Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse die Entwicklung zukünftiger intelligenter Geräte beschleunigen werden, die sich an unterschiedliche Anwendungsszenarien und Besitzer anpassen können“, fügte Wu hinzu.

Dieses Bild zeigt den voll integrierten Memristor-Chip und sein Testsystem. (Tsinghua Universität/Handout via Xinhua)