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40 Elektronik 02 2020 Künstliche Intelligenz Chipdesign Elektroniksysteme mit KI auf dem Vormarsch Künftig wird KI und maschinelles Lernen ML nicht nur stärker in Geräten und Systemen eingesetzt werden sondern auch vermehrt für die IC-Entwicklung genutzt Michal Siwinski von Cadence ist überzeugt nur mit ML-Unterstützung werden sich künftig komplexe KI-Chips entwickeln lassen Von Michal Siwinski Die künstliche Intelligenz KI ist seit Jahrzehnten ein wichtiger Aspekt der Forschung und Entwicklung Sie ist nicht nur in der Science-Fiction-Welt sondern inzwischen auch im täglichen Leben präsent Zwar scheint der Heilige Gral des menschlichen Denkens noch unerreichbar doch sind Maschinen die eine dem Menschen ähnliche Entscheidungsfindung beherrschen bereits ein Teil unseres Lebens Die Integration von künstlicher Intelligenz in Elektroniksysteme wird daher auch die Elektronikindustrie mehr und mehr beherrschen Praktisch jedes Elektronikoder Embedded-System enthält inzwischen eine intelligente Verarbeitung oder bearbeitet zumindest die Daten für eine nachfolgende Analyse und Entscheidungsfindung Im Jahr 2019 wurden nicht nur in Europa sondern weltweit sehr viele neue KI-Chips vorgestellt Wachsende Datenmengen fordern neuartige Halbleiter und Rechenzentren Die dadurch produzierte Datenflut soll bis 2025 rund 10 Zettabyte pro Jahr erreichen Die Übertragung und Verarbeitung dieser Datenmengen erfordert nicht nur Halbleiter mit einem entsprechenden Kommunikationsund Verarbeitungsdurchsatz sondern auch neue Cloud-Rechenzentren-Architekturen zur Verarbeitung der Daten und den Einsatz optischer Netzwerke Nur so werden sich die hohen Anforderungen erfüllen lassen Im Jahr 2020 werden viele Rechenzentren auf 400-Gigabit-Ethernet aufrüsten um die zunehmenden Datenvolumen bewältigen zu können Die für das Sammeln der Daten eingesetzten Sensoren sind meist sehr klein dagegen erfolgt die KI-Berechnung der Sensordaten durch die derzeit wohl größten und komplexesten integrierten Schaltkreise Diese ICs enthalten mehrere CPUs GPUs und zunehmend auch neuronale Verarbeitungseinheiten NPUs in einem Chip Die Integration erfolgt über ein Netzwerk Fabric Zusammengeführt werden die Daten über unzählige sehr leistungsfähige Protokoll-Schnittstellen Durch zusätzliche Systemüberwachungsund Verwaltungsfunktionen sind in diesen ICs Hunderte von großen IP-Blöcken mit jeweils einigen hundert Millionen oder sogar Milliarden Logikgattern integriert Die Komplexität dieser Bauelemente ist immens da diese auch Funktionen für die BeDie Integration von künstlicher Intelligenz in Elektroniksysteme wird die Elektronikindustrie mehr und mehr beherrschen