KI-Prozessoren mit nichtflüchtigen Speichern für quantisierte Synapsen von neuronalen Netzen - Pilot-Inno LODRIC

Abstract

Das übergeordnete Ziel des Projekts bestand in der Entwicklung einer Entwurfsmethodik für energiesparsame digitale KI-Chips, die mit eingebetteten nichtflüchtigen Speicherelementen ausgestattet sind. Diese Methodik sollte anschließend prototypisch anhand drei konkreter Anwendungsfälle (Use-Cases) validiert werden. Das Projekt knüpft direkt an die Hauptinnovation des Vorgängerprojekts „LO3-ML“ aus dem Sprunginnovationswettbewerb „Energieeffizientes KI-System“ an. Dessen zentrale Errungenschaften – namentlich die Entwicklung von datenflussorientierten Rechnerarchitekturen in Kombination mit einem verteilten, nicht-flüchtigen Gewichtsspeicher und der Nutzung stark quantisierter (ternärer) Gewichte – sollten aufgegriffen und methodisch systematisch weiterentwickelt werden. Aus diesem Gesamtziel wurden zwei konkrete Teilziele abgeleitet: Entwicklung eines Entwicklungsframeworks: Es sollte ein Framework geschaffen werden, das unter Nutzung eines Baukastens aus konfigurierbaren Hardware-Bausteinen und verschiedenen Optimierungsalgorithmen automatisch eine möglichst energieeffiziente Rechnerarchitektur für eine gegebene KI-Anwendung generiert. Prototypische Umsetzung einer optimierten Architektur: Basierend auf den Methoden des Entwicklungsframeworks sollte ein realer Chip (ASIC) entworfen und gefertigt werden. Dieser Prototyp musste in der Lage sein, drei unterschiedliche Applikationen zu bedienen: die Analyse von EKG-Daten, prädiktive Instandhaltung und Radarsignalverarbeitung.