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Entwurf von KI-Algorithmen und Hardware gekoppelt KIT-Projekt konzentriert sich auf effiziente und vertrauenswürdige KI-Chips

Von Martin Hensel 2 min Lesedauer

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KIT Karlsruher Institut für Technologie
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Das am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierte Projekt „EDAI“ hat sich die Entwicklung Energie-effizienter und vertrauenswürdiger KI-Chips zur Aufgabe gemacht. Mit der Kopplung von KI-Algorithmen und Hardware verfolgen die Forscher dabei einen neuen Ansatz.

Das vom KIT koordinierte Projekt „EDAI“ koppelt KI-Algorithmen und KI-Chips. (Bild: Edelweiss / Fotolia)
Das vom KIT koordinierte Projekt „EDAI“ koppelt KI-Algorithmen und KI-Chips.
(Bild: Edelweiss / Fotolia)

Ohne leistungsfähige Hardware ist der erfolgreiche KI-Einsatz nicht möglich. Das am KIT koordinierte und vom Bundesforschungsministerium geförderte Projekt EDAI („German Open-Source Tools for AI Algorithm-Hardware Co-Design“) widmet sich in dieser Angelegenheit einem neuen Ansatz:

Durch die Kopplung von KI-Algorithmen und KI-Chips sollen sich Hardware-Anforderungen wie Energie-Effizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit im gesamten Prozess berücksichtigen lassen. Dabei baut EDAI auf Open-Source-Software auf, um den Zugang zu KI-basierten Lösungen vor allem für kleine und mittelständische Unternehmen einfacher zu gestalten.

Mehdi B. Tahoori, Professor für Dependable Nano Computing am Institut für Technische Informatik des KIT, erläutert: „Die Entwicklung von Hardware erfordert spezielles Know-how, da die Entwurfsprozesse deutlich komplexer sind als bei Software.“ Allerdings mangele es weltweit an Fachleuten für Hardware. Zudem seien Lizenzen für moderne Hardware-Entwurfswerkzeuge extrem teuer. Derartige Herausforderungen würden insbesondere für kleinere und mittelständische Unternehmen hohe Hürden darstellen.

Security und Safety im Fokus

Im Projekt EDAI geht man deshalb gezielt andere Wege: „Wir entwickeln Algorithmus-Hardware-Co-Design-Tools, welche die Optimierung von KI-Algorithmen mit der Erkundung des Hardware-Designraums kombinieren“, verdeutlicht Tahoori. Dabei berücksichtige man die Hardware-Anforderungen im gesamten Prozess. Besonderes Augenmerk gelte dabei den Kriterien Sicherheit („Security“) und Funktionssicherheit („Safety“).

Das Projekt baut auf Open Source auf, die entwickelte Software ist damit quelloffen. Die Forscher wollen dadurch sowohl die Community rund um den Entwurf von KI-Chips vergrößern und dem weltweiten Fachkräftemangel entgegenwirken als auch Unternehmen den Zugang zu KI-basierten Lösungen erleichtern.

Mithilfe eines automatisierten Design-Flows wird eine Brücke zwischen der Optimierung von KI-Modellen auf Software-Ebene und der Implementierung in Hardware gespannt. Dabei kommt ein Ansatz des Algorithmus-/Hardware-Co-Designs zum Einsatz, der KI-Algorithmen optimiert, indem er die Hardware von vornherein berücksichtigt. Die Forscher entwickeln zudem neue Vorlagen für KI-Hardware-Architekturen, die je nach den Anforderungen der vorgesehen Anwendung automatisch ausgewählt und optimiert werden.

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