Zukunftssicherung: KI und SuperMUC-NG Lenovo setzt auf Künstliche Intelligenz

Auf mehr als 44 Billionen Gigabyte soll sich das weltweite Datenvolumen im Jahr 2020 belaufen. KI-Anwendungen - darunter maschinelles Lernen oder Deep Learning - sollen es möglich machen, aus diesem Informationsschatz größtmöglichen Nutzen zu ziehen. Lenovo verstärkt jetzt seine Aktivitäten in diesem Bereich und setzt damit den Hebel an, um sich im HPC-Markt vorne zu positionieren.

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Der Markt für Künstliche Intelligenz boomt. Wenngleich sich der in diesem Segment erwirtschaftete weltweite Umsatz laut Zahlen des Marktforschungsunternehmen Tractica im Jahr 2016 mit knapp 644 Millionen Dollar noch recht bescheiden ausnahm, soll dieser bis 2025 auf 36,8 Milliarden Dollar anwachsen.

Wie viel künftig tatsächlich drin ist, variiert abhängig davon, welche Technologien und Lösungen die Analystenhäuser zu KI zählen. So prognostiziert IDC beispielsweise, dass Unternehmen bereits im Jahr 2021 für entsprechende Systeme 57,6 Milliarden Dollar in die Hand nehmen werden. Research and Markets geht hingegen von rund 16 Milliarden Dollar im Jahr 2022 aus.

Gradmesser Investitionsverhalten

Wie auch immer die Einschätzungen derzeit noch ausfallen mögen, eines ist gewiss: Die Bedeutung von KI wächst. Dies untermauert eine von der Unternehmensberatung McKinsey im Juni veröffentlichte Studie, gemäß der sich die Private-Equity- und Risikokapitalinvestitionen sowie Übernahmen in diesem Sektor seit 2013 verdreifacht haben sollen.

Auch geben US-Techriesen wie Google, Amazon und Apple sowie ihre chinesischen Pendants, darunter Baidu und Alibaba, viel Geld aus, um auf diesem Gebiet voranzukommen. Zwischen 20 und 30 Milliarden Dollar sollen es im vergangenen Jahr gewesen sein, von denen 90 Prozent in Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten flossen, die verbleibenden zehn Prozent in Akquisitionen.

KI als transformative Kraft

Die Ausgabefreudigkeit ist nicht nur dem Umstand geschuldet, dass es sich bei KI für die Hersteller um einen aussichtsreichen Markt mit hohem Ertragspotenzial handelt. Sondern auch der Tatsache, dass die unter diesem Begriff subsummierten Techniken aus Expertensicht bei der digitalen Transformation eine Schlüsselrolle spielen werden, sich durch ihren Einsatz zudem alle Lebensbereiche berührenden Fortschritte erzielen lassen.

Diese Meinung teilen in Unternehmen tätige Führungskräfte, wie aus einer von der IT-Firma Infosys durchgeführten Befragung hervorgeht. 76 Prozent sehen KI als Kernkomponente für ihren künftigen geschäftlichen Erfolg an. 64 Prozent sind überdies davon überzeugt, dass der Einsatz der Technologien für das langfristige Wachstum entscheidend sei.

Es bedarf Technik und Expertise

Allerdings gibt es noch die ein oder andere Hürde zu überwinden, denn die Arbeit mit KI-Anwendungen, die eng mit dem maschinellen Lernen und Deep Learning verwoben sind, ist ein kompliziertes Unterfangen. Ihr Betrieb setzt aufgrund der enormen zu verarbeitenden Datenmengen viel Rechenleistung und somit leistungsfähige High-Performance-Computing- (HPC) Infrastrukturen voraus. Des Weiteren geht es nicht ohne ein hohes Maß an technischem Know-how, doch noch mangelt es an Fachkräften.

Nach Aussage von Wolfgang Wahlster, Professor für Informatik und Chef des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI), fehlten in Deutschland zu Anfang des Jahres noch 5.000 KI-Spezialisten. In den USA fänden sich bislang nur 0,1 Prozent ausgebildete Datenwissenschaftler, so McKinsey. Doch die braucht es, um herauszufinden, wie es um den vorgehaltenen Datenbestand sowie dessen Qualität bestellt ist und die im Umgang mit KI geschult sind, um den größtmöglichen Nutzen aus den verfügbaren Tools zu ziehen.

Milliarden-Investition

Rick Koopman, Lenovos technischer Leiter HPC in der EMEA-Region, bestätigt dies im Gespräch. Zwar nehme die Einstellung von Data Scientists in den Unternehmen an Fahrt auf. Trotz alledem benötigten viele Firmen, Organisationen und wissenschaftliche Einrichtungen nach wie vor Unterstützung bei der Umsetzung ihrer geplanten KI-Projekte. Hierzu zähle Kunden konkrete Anwendungsfälle für den Einsatz der Technik sowie daraus resultierende Vorteile aufzuzeigen, ihnen die nötige Infrastruktur an die Hand zu geben und sie bei der Implementierung mit professionellen Services zu begleiten.

Dabei setzt der PC-Riese, der in seinem Heimatland China die Nummer eins im Supercomputer-Markt ist, auf Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten, Innovationszentren und neue speziell auf KI-Workloads ausgelegte HPC-Hard- und Softwarelösungen. Darüber hinaus können Kunden auf den bereits in verschiedenen Initiativen gesammelten Erfahrungsschatz der rund 100 für Lenovo tätigen Big-Data- und KI-Entwickler zurückgreifen.

Dies lässt sich das Unternehmen etwas kosten. In den kommenden vier Jahren sollen über 1,2 Milliarden Dollar in Lösungen rund um Künstliche Intelligenz und in andere neue Technologien wie das Internet der Dinge, Big Data und Virtual Reality (VR) investiert werden.

Erweiterte Intelligenz

Schon heute stünde ein übergreifendes Ökosystem zur Verfügung, um Kunden bei jedem Schritt auf ihrem KI-Weg zur Seite zu stehen, so Madhu Matta, Vice President und General Manager KI und HPC der Lenovo Data Center Group (DCG). Dabei stünde im Vordergrund, ihnen die nötigen Mittel an die Hand zu geben, um sich die Stärke der Technologie zur Lösung komplexer Fragen und Probleme zu Nutze zu machen.

Im wesentlichen geht es dabei darum, Daten ihren wahren Wert zu entlocken. Die Anwendung von Algorithmen des maschinellen Lernens und von Deep-Learning-Verfahren liefern dabei die für die Entscheidungsfindung nötigen Informationen. KI ist somit lediglich ein technisches Hilfsmittel, um menschliche Fähigkeiten zu erweitern. "Wir glauben, dass Maschinen nicht den Menschen ersetzen, sondern unser Handeln in jedem Aspekt des Lebens bereichern und unterstützen werden. Wir nennen dies Augmented Intelligence", erklärt Matta.

Schulterschluss mit Wissenschaft und Forschung

Welche neuen Möglichkeiten KI eröffnet, lässt sich unter anderem an den Ergebnissen der Zusammenarbeit von Lenovo mit universitären Einrichtungen ablesen. So entwickelte der Hersteller mit Forschern der North Carolina State University (NCSU) ein geographisches Bildanalyseverfahren, mit dem sich landwirtschaftliche Flächen, Nutzpflanzen sowie Bodenverhältnisse erkennen, deren Zustand überwachen sowie der jeweilige Wasserbedarf berechnen lässt. Dies ermöglicht Dürregebiete zu identifizieren und sie mit den verfügbaren Ressourcen effizienter zu bewirtschaften, um die Nachfrage nach Lebensmitteln decken zu können.

„Um landwirtschaftliche Trends, Dürren oder andere aus dem Klimawandel resultierende Auswirkungen vorhersagen zu können, müssen wir Milliarden Datenpunkte verarbeiten“, erläutert Ranga Raju, Associate Professor Geospatial Analytics an der NCSU. „Unsere bestehende Infrastruktur reicht von der Rechnerleistung hierfür jedoch nicht mehr aus. Durch die Partnerschaft konnten wir das KI-Innovationszentrum von Lenovo in Morrisville nutzen und zudem von dem Wissensschatz des Unternehmens und seiner Partner profitieren.“

Ebenso vertraut das University College London (UCL) bei der Rekonstruktion der im Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) des CERN durchgeführten und aufgezeichneten Partikelkollisionen auf die KI-Kompetenz des chinesischen Herstellers. Gemeinsam arbeiten sie an einer herkömmlichen Mustererkennungstechniken überlegenen Methode, mit denen sich die bildgebenden Daten aus ATLAS mit weniger Rechenressourcen nachbilden lassen.

Des Weiteren engagiert sich Lenovo stark im medizinischen Bereich, berichtet Rick Koopman. So kooperiere das Unternehmen unter anderem mit den Universitäten in München und Tel Aviv. Ziel sei es mittels fortschrittlicher Bildverarbeitungs- und 3D-Modelling-Verfahren unter zu Hilfenahme von KI-Algorithmen Tumore bei Patienten aufzuspüren und diese anhand ihrer Größe und Struktur zu klassifizieren. Dies schaffe die Grundlage für bessere Diagnosen.

KI als Wettbewerbsfaktor

KI hält in Unternehmen ebenfalls sukzessive Einzug. So ermittelte das Portal AI Business, dass 32 Prozent der Fortune Global 500 und FTSE100-Konzerne schon die ein oder andere hierzu zählende Lösung betreiben. Weitere 82 Prozent ziehen die Einführung in den nächsten 12 bis 18 Monaten in Betracht oder sind schon in der Planung.

Laut Kirk Skaugen, Präsident der Lenovo Data Center Group, steht KI für die meisten Führungskräfte im kommenden Jahr ganz oben auf der Prioritätenliste. Wohl nicht ohne Grund, denn gemäß einer Studie des Londoner Instituts Economist Intelligence Unit (EIU) befürchten 44 Prozent, dass eine verzögerte Implementierung ihre Wettbewerbsfähigkeit beeinträchtigen könnte. Erklärtes Ziel von Lenovo ist daher, Unternehmen die Realisierung von KI-Initiativen zu erleichtern.

„Damit unsere Kunden in der heutigen wettbewerbsintensiven Landschaft erfolgreich bestehen können, müssen sie KI als Hilfsmittel nutzen, um von den riesigen ihnen zur Verfügung stehenden Datenmengen zu profitieren“, erklärt Skaugen. „Mit unserem ganzheitlichen Ansatz - KI-Innovationszentren, Industriepartnerschaften sowie Produkten und Serviceleistungen - wollen wir sie vom Prototyping bis hin zur Bereitstellung der Anwendungen bestmöglich unterstützen.“

Zentrale KI-Anlaufstellen

Neben dem bereits in Betrieb befindlichen KI-Innovationszentrum in Morrisville, im US-amerikanischen Bundesstaat North Carolina, öffnen im ersten Quartal 2018 in Stuttgart und darauffolgend in der chinesischen Hauptstadt Peking zwei weitere Einrichtungen ihre Pforten. Hier können Kunden Antworten auf unterschiedlichste Fragen finden, zum Beispiel wie sie KI in ihre Unternehmensprozesse sinnvoll einbinden können und wie die zu diesem Zweck aufzusetzende rechnerbasierte Installation und Konfiguration aussehen muss, erläutert Koopman.

Auf die in den KI-Innovationszentren vorhandene Infrastruktur ließe sich remote zugreifen. Dies eröffne Kunden die Möglichkeit, ihre Anwendungen sowie Workloads auf den dort betriebenen und für das HPC optimierten Systemen kostenfrei zu testen oder weiterzuentwickeln. Dabei stünden ihnen Ingenieure, Datenwissenschaftler und KI-Experten von Lenovo und seinen Partnern, darunter Intel und NVDIA, beratend zur Seite.

KI-optimierte Hardware und Frameworks

Im Rahmen seines KI-Engagements erweiterte Lenovo obendrein sein Angebot an Hard- und Softwareprodukten. Damit können Kunden nun auf weitere speziell für das Zusammenspiel mit KI-Anwendungen, dem maschinellen Lernen und Deep Learning konzipierte HPC-Lösungen zurückgreifen.

Hierzu gehören neue Grafikprozessoren für das „Think System SD530“, das sowohl die „Intel Xeon Scaleable“-Prozessoren als auch die auf der „Nvidia Volta“-Architektur beruhenden aktuellen „Tesla V100“-Beschleunigerkarten unterstützt. Aufgrund seiner Leistungsstärke und Skalierbarkeit sei die Lösung ideal für Kunden, die große und komplexe HPC- oder Software-definierte Umgebungen betreiben. Durch die Integration der Tesla V100-GPU zeichne sich das System zudem über eine hohe Inferenz-Leistung aus und sei bestens für Anwendungen und Workloads für maschinelles Lernen geeignet.

Software-seitig bietet Lenovo mit dem „Lenovo Intelligent Computing Orchestrator“ (LiCO) jetzt eine Management-Suite an, dank der laut Hersteller KI-Anwendungen schneller entwickelt werden können. Zu den Features zählt die Bereitstellung einer breiten Auswahl an gängigen Open Source KI-Frameworks. Darüber hinaus sollen sich mit dem Lösungsanbieter-übergreifend nutzbaren Software-Paket Worklads in Multiprojekt-Umgebungen planen und neuronale Netzwerktrainings überwachen lassen.

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