Europäisch-koreanisches Projekt forscht an energieeffizienter KI

Partner im ViTFOX-Projektkonsortium.
Partner im ViTFOX-Projektkonsortium. – Bild: ©ETH Zürich

Im Projekt ‚Vitfox‘ wollen acht Partner aus Europa und Korea eine Vision-Transformer-Architektur auf der Grundlage von ferroelektrischem Oxid entwickeln, die eine erhebliche Verringerung des Energieverbrauchs und der Latenzzeit ermöglichen soll. Die Europäische Union fördert das Projekt mit 1,5 Millionen Euro.

Gängige Rechnerarchitekturen sind in der Bewältigung riesiger Datenmengen begrenzt hinsichtlich Verarbeitungsgeschwindigkeit und Energieeffizienz. Neuromorphe Systeme, also Systeme, die die Arbeitsweise des menschlichen Gehirns imitieren, nutzen spezialisierte Hardware, wie ferroelektrische Geräte, um Berechnungen effizienter auszuführen und so Echtzeitverarbeitung und Entscheidungsfindung zu ermöglichen. Dieser Ansatz vermag die Leistung von KI-Anwendungen etwa zur Bilderkennung und Verarbeitung natürlicher Sprache zu steigern und zugleich den Energieverbrauch zu senken. Hier setzt Vitfox an. Das Herzstück des Projekts ist die Vision-Transformer-Architektur (ViT), die komplexe KI-Berechnungen bei geringerem Energieverbrauch durchführen soll.

Die Forschenden beschreiben Vision Transformers als eine Art neuronaler Netzwerkarchitektur, welche visuelle Daten effektiver verarbeitet als herkömmliche Methoden. Sie wollen einen ViT entwickeln, der ferroelektrische Oxidmaterialien nutzt, um Energieeffizienzwerte von mehr als 50 TOPS/W zu erreichen. Dieser Schwellenwert sei für KI-gestützte Edge-Anwendungen entscheidend. „Wir wollen die Grenzen der aktuellen Technologie erweitern, indem wir Plattformen zur Hardware-Software-Co-Optimierung, neuartige Materialien und Integrationsmethoden entwickeln. Diese können nicht nur die KI-Leistung verbessern, sondern auch einen nachhaltigen Energieverbrauch gewährleisten“, sagt Prof. Dr. Thomas Kämpfe, Projektleiter am Fraunhofer IPMS, einem der Partner im Konsortium. „Wir wollen einen wichtigen Beitrag für die Halbleiterindustrie leisten, indem wir sowohl die technischen Herausforderungen von neuen Speichertechnologien als auch den gesellschaftlichen Bedarf an effizienten Computerlösungen angehen“, fügt er hinzu.

Das Vitfox-Konsortium besteht aus acht Partnern – Forschungseinrichtungen, Universitäten und Technologieentwicklungslaboren – aus Europa und Korea. Das Projekt zielt darauf ab, die Position der EU und Koreas im Bereich der Silizium-kompatiblen ferroelektrischen Elektronik auf Hafnium-Basis zu stärken und profitiert von den jüngsten Fortschritten bei ferroelektrischen Materialien, insbesondere Hafnium-Zirkonium-Oxid (HZO). Da es sich als kompatibel mit herkömmlichen Silizium-Bauelementen erwiesen hat, sehen die Forschenden darin einen vielversprechenden Ansatz für die Verbesserung von Speicherbauelementen und die Verringerung des Stromverbrauchs.

Drei der Projektziele sind auf die Entwicklung und Herstellung der Hauptkomponenten des ViT ausgerichtet. Geplant ist ein Compute-in-Memory-Demonstrator, ein Simulator auf Schaltungsebene und eine Plattform zur gemeinsamen Optimierung von Hardware und Software mit ferroelektrischen Oxiden. Die Plattform wird zwei Arten von neuen Speichern unterstützen: den in Korea entwickelten hochdichten 3D-FeRAM und die in Europa entwickelten epitaktischen ferroelektrischen Tunnelverbindungen. Weitere Informationen über die Zusammenarbeit sind auf der offiziellen Projektwebsite www.vitfox.eu zu finden.



  • Maschinenausfuhren gehen zurück

    Maschinenausfuhren gehen zurück

    Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau hat im ersten Quartal 2024 nominal 4,6 Prozent weniger als im Vorjahr exportiert, meldet der Branchenverband VDMA. Die Exporte nach China sinken weiter, das Wachstum…

    mehr lesen: Maschinenausfuhren gehen zurück

  • All About Automation in Heilbronn vorüber

    All About Automation in Heilbronn vorüber

    Das Messekonzept der All About Automation: überschaubar, praxisnah und regional. Damit ist Veranstalterin Easyfairs erfolgreich, die dritte Ausgabe der Automatisierungsschau in Heilbronn verzeichnete rund 30 Prozent mehr Aussteller und 40…

    mehr lesen: All About Automation in Heilbronn vorüber

  • Instandhaltung und Field Service mit SAP-Software abwickeln

    Instandhaltung und Field Service mit SAP-Software abwickeln

    Der 28. Jahreskongress SAP EAM 2024 findet am 20. und 21. Juni in Berlin statt. Auch dieses Mal stehen auf der unabhängigen Konferenz Neuigkeiten und Herausforderungen rund um SAP-softwaregestütztes Instandhaltungsmanagement…

    mehr lesen: Instandhaltung und Field Service mit SAP-Software abwickeln

  • AI Act nimmt letzte Hürde

    AI Act nimmt letzte Hürde

    Die Mitgliedsstaaten der EU wollen am 21. Mai 2024 im Ministerrat den AI Act beschließen. In der Verordnung werden Systeme mit künstlicher Intelligenz nach Risikoklassen unterteilt und reguliert. Bitkom-Präsident Dr.…

    mehr lesen: AI Act nimmt letzte Hürde

  • Decide4ECO nutzt Manufacturing-X für nachhaltige Produktentwicklung

    Decide4ECO nutzt Manufacturing-X für nachhaltige Produktentwicklung

    Im Rahmen der Initiative Manufacturing-X fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) das Konsortialprojekt Decide4Eco mit 7,3Mio.€. Das Projekt beschäftigt sich mit der Frage, wie Produkte nachhaltiger entwickelt und…

    mehr lesen: Decide4ECO nutzt Manufacturing-X für nachhaltige Produktentwicklung

  • Forschungsbeirat Industrie 4.0 stellt Engineering-Roadmap vor

    Forschungsbeirat Industrie 4.0 stellt Engineering-Roadmap vor

    Der Forschungsbeirat Industrie 4.0 stellt mit seiner Engineering-Roadmap und den darin enthaltenen Themenblöcken einen Rahmen für konkrete Forschungsschwerpunkte der nächsten zehn Jahre vor. Im Mittelpunkt stehen vier Hauptthemen.

    mehr lesen: Forschungsbeirat Industrie 4.0 stellt Engineering-Roadmap vor

  • Eine gemeinsame Sprache für Daten finden

    Eine gemeinsame Sprache für Daten finden

    Unternehmen treffen Entscheidungen meist auf Basis von strukturierten Daten. Dabei haben auch unstrukturierte Daten Erkenntnisse zu bieten. Der Software-Spezialist Progress erläutert, wie Unternehmen die beiden Datentypen zu einem sinnvollen Ganzen…

    mehr lesen: Eine gemeinsame Sprache für Daten finden

  • IFS ernennt Hannes Liebe zum COO für Nord-, Ost und Zentraleuropa

    IFS ernennt Hannes Liebe zum COO für Nord-, Ost und Zentraleuropa

    Hannes Liebe übernimmt ab sofort die Position des neuen Chief Operation Officer (COO) von IFS für die Region Nord, Ost und Zentraleuropa.

    mehr lesen: IFS ernennt Hannes Liebe zum COO für Nord-, Ost und Zentraleuropa

  • SPS ab 2025 wieder Ende November

    SPS ab 2025 wieder Ende November

    Die SPS wird im nächsten Jahr (2025) vom 25. bis zum 27. November in Nürnberg stattfinden und somit wieder auf den seit vielen Jahren bekannten Zeitraum zurückkehren. Auch die Termine…

    mehr lesen: SPS ab 2025 wieder Ende November

  • Was Unternehmen gegen Produktpiraterie tun können

    Was Unternehmen gegen Produktpiraterie tun können

    Produktpiraterie verursacht immense Schäden in Wirtschaft und Gesellschaft – Eine neue Broschüre des Deutschen Patent- und Markenamts informiert, wie sich Unternehmen dagegen schützen und wehren können.

    mehr lesen: Was Unternehmen gegen Produktpiraterie tun können

  • Mit künstlicher Intelligenz gegen Krisen

    Mit künstlicher Intelligenz gegen Krisen

    Wie künstliche Intelligenz dabei helfen kann, Krisensituationen wie etwa Naturkatastrophen oder Krankheiten besser zu bewältigen, präsentierten Forschende aus unterschiedlichen Projekten auf dem Demo Day ’KrisenFest’.

    mehr lesen: Mit künstlicher Intelligenz gegen Krisen

  • Stackit und ServiceNow schließen Partnerschaft

    Stackit und ServiceNow schließen Partnerschaft

    ServiceNow-Lösungen können künftig auch in der Stackit-Cloud der Schwarz Gruppe (u.a. Lidl und Kaufland) gehostet werden. Beide Unternehmen haben dazu eine Partnerschaft vereinbart.

    mehr lesen: Stackit und ServiceNow schließen Partnerschaft