Energiefresser KI? Made in China: Die energiesparendsten KI-Chips aller Zeiten

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In China haben Forscher zwei äußerst energieeffiziente KI-Chips entwickelt; einer ist für die Spracherkennung optimiert, der andere Chip dient der Erkennung epileptischer Anfälle und weist einen weltweit führenden Energieverbrauch auf. Diese technologischen Durchbrüche könnten nicht nur die KI-Landschaft verändern, sondern auch das Rennen zwischen den USA und China im Chip-Sektor beeinflussen.

Chinesische Forscher haben zwei der energiesparendsten KI-Chips entwickelt, die bisher bekannt sind. Der Erste ist speziell für den Offline-Einsatz bei der Spracherkennung entwickelt worden. Der Zweite ist ein Spezial-Chip für die Erkennung epileptischer Anfälle. Beide sind von den Forschern kürzlich auf der Fachmesse ISSCC 2024 in San Francisco vorgestellt worden.

Chips für Anwendungen der Künstlichen Intelligenz haben gewöhnlich einen sehr hohen Energiebedarf, was ihren Einsatz in bestimmten Szenarien schwierig macht. Genau das macht diese aktuelle Entdeckung in China so interessant.

Das Team um Professor Zhou Jun von der „University of Electronic Science and Technology of China“ (UESTC) in Chengdu hat an der Optimierung der Algorithmen und der Architektur der Chips gearbeitet, um ihre Energieeffizienz zu erhöhen, angeblich, ohne dass die Spracherkennung leidet.

Höchste Präzision, niedriger Energieverbrauch

„Der Chip erreicht einen Erkennungs-Energieverbrauch von weniger als zwei Mikrojoule pro Instanz, mit einer Präzisionsrate von mehr als 95 Prozent in ruhigen Szenarien und 90 Prozent in lauten Umgebungen, dabei neue globale Benchmarks sowohl für die Energie-Effizienz, als auch für die Präzision setzend“, zitiert das Fachportal Interesting Engineering die chinesischen Forscher.

Auf der ISSCC, die im Februar in San Francisco stattgefunden hat, zeigte das Team seinen neuen KI-Chip in einem Spielzeugauto, das auf Sprachkommandos reagiert. Doch auch andere Endgeräte mit kleiner Batterie und hohen Anforderungen an die Spracherkennung sind potenzielle Anwendungen für den neuen Chip, etwa Smartwatches und Geräte in Smarthomes.

Gesundheitssignale erkennen und verarbeiten

Der zweite, besonders energieeffiziente Chip ist entwickelt worden, um die Signale einsetzender Epilepsie-Anfälle erkennen zu können. In einem tragbaren medizinischen Endgerät verbaut kann er helfen, Patienten mittels EEG-Technologie vorzuwarnen, damit sie Hilfe suchen oder andere Gegenmaßnahmen einleiten können.

Dieser Chip hat einen durchschnittlichen Energieverbrauch von rund 0,07 Mikrojoule pro Erkennungs-Instanz. Dies sei weltweit führend, heißt es auf der Webseite der Universität im Südwesten Chinas.

Dank der EEG-Technologie entfällt bei diesem Design der Bedarf für langwieriges Training mit echten Patientendaten. Stattdessen hätten die Forscher einen „Zero-Shot“-Trainings-Algorithmus optimiert, mit dessen Hilfe dann ein allgemein vorbereitetes KI-Modell akkurate Prognosen mit einer Präzisionsrate von mehr als 98 Prozent liefern kann, berichtet die South China Morning Post in Hongkong über den neuen Epilepsie-Chip aus Chengdu.

Dieser neue KI-Chip könne auch für andere Anwendungen nützlich sein, etwa beim Schlaf-Monitoring oder in diversen Computer-Hirn-Schnittstellen, schreiben die Wissenschaftler aus Sichuan.

Konkurrenz für die USA

Das Team um Professor Zhou arbeitet seit mehreren Jahren an der Optimierung von Halbleitern und unterhält strategische Kooperationen mit führenden chinesischen Technologie-Konzernen, darunter SeneTime, Huawei und Elektronikhersteller BOE.

Vor dem Hintergrund des KI-Rennens und des „Chip Wars“ zwischen den USA und China beweisen diese zwei technologischen Neuerungen erneut eine Verschiedenheit bei den Stärken beider Nationen.

Während die USA nach Ansicht der meisten Experten gegenüber ihrer Konkurrenz in China einen Vorsprung von einigen Jahren bei der Entwicklung und dem Bau der leistungsstärksten KI-Chips haben, sind chinesische Forscher besonders schnell und erfolgreich bei der anwendungsorientierten Forschung & Entwicklung.

So ist GPT-4 beispielsweise in den USA entwickelt worden, nicht in China. Dennoch machen chinesische Forscher und Unternehmen gerade auch im Bereich der LLM rasant Fortschritte.

„Wenn wir in einer besonderen Geschäfts-Domäne exzellent sein können, indem wir ein Large Model mit einzigartigen Business-Daten trainieren können – und das dann mit vielen Business-Tools im selben „vertical“ verbinden können – dann wird so ein Large Model nicht nur Intelligenz besitzen, sondern auch spezielles Wissen“, zitiert die Zeitung China Daily Zhou Hongyi, den Gründer und Vorstandsvorsitzenden von „360 Security Technology“. „Es ist absolut möglich, dass China seine Wettbewerber in den USA in ein, zwei Jahren überholt“, glaubt Zhou. (sb)

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* Henrik Bork, langjähriger China-Korrespondent der Süddeutschen Zeitung und der Frankfurter Rundschau, ist Managing Director bei Asia Waypoint, einer auf China spezialisierten Beratungsagentur mit Sitz in Peking.

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