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.



  • Trotz Personalmangels die Cybersicherheit verbessern

    Trotz Personalmangels die Cybersicherheit verbessern

    76 Prozent der Security-Verantwortlichen berichteten von einer Zunahme der Cyberangriffe im vergangenen Jahr – beschleunigt durch die Covid-19-Pandemie und eine rasche Verlagerung von Büro- zu Remote-Mitarbeitern sowie von der lokalen…

    mehr lesen: Trotz Personalmangels die Cybersicherheit verbessern

  • Dassault Systèmes verändert Konzernleitung

    Dassault Systèmes verändert Konzernleitung

    Pascal Daloz soll sich auf seine Aufgabe als Chief Operating Officer von Dassault Systèmes konzentrieren. Rouven Bergmann wird zum Executive Vice President und Chief Financial Officer des Konzerns ernannt.

    mehr lesen: Dassault Systèmes verändert Konzernleitung

  • Softing mit neuer Doppelspitze

    Softing mit neuer Doppelspitze

    Softing Industrial Automation wird seit Jahresbeginn von einer Doppelspitze geleitet. Thomas Hilz und Thomas Rummel haben die Nachfolge von Frank Steinhoff angetreten.

    mehr lesen: Softing mit neuer Doppelspitze

  • EU investiert 43Mrd.€ in Halbleiterfertigung

    EU investiert 43Mrd.€ in Halbleiterfertigung

    Das Chip-Gesetzt soll die Resilienz sowie die Wettbewerbsfähigkeit Europas in Sachen Halbleitertechnologien stärken. Die EU-Kommission hat nun die Eckpunkte des Gesetzes vorgestellt.

    mehr lesen: EU investiert 43Mrd.€ in Halbleiterfertigung

  • Integrierte Angriffserkennung und -blockierung in Echtzeit

    Integrierte Angriffserkennung und -blockierung in Echtzeit

    Dynatrace hat das Application Security Module erweitert. Es bietet nun eine automatische Erkennung und Abwehr von Angriffen in Echtzeit. Dies schützt vor Injection-Attacken, die kritische Schwachstellen wie Log4Shell ausnutzen.

    mehr lesen: Integrierte Angriffserkennung und -blockierung in Echtzeit

  • Kaspersky meldet Allzeithoch

    Kaspersky meldet Allzeithoch

    DDoS-Angriffe haben im letzten Quartal 2021 ein trauriges Allzeithoch erreicht. Laut Kaspersky-Telemetrie ist die Gesamtzahl der DDoS-Angriffe im Vergleich zum dritten Quartal 2021 um 52% gestiegen. Das ist 4,5-mal höher…

    mehr lesen: Kaspersky meldet Allzeithoch

  • Eva Heuer wird Gesellschafterin bei T.Con

    Eva Heuer wird Gesellschafterin bei T.Con

    Mit Eva Heuer hat die T.Con eine neue Gesellschafterin. Seit 2019 ist sie Personalverantwortliche des SAP-Partners und wird sich dieser Aufgabe auch weiterhin widmen.

    mehr lesen: Eva Heuer wird Gesellschafterin bei T.Con

  • Aufträge für die nächsten 4,5 Monate

    Aufträge für die nächsten 4,5 Monate

    Der Auftragsbestand der deutschen Industrie reicht laut Berechnungen des Ifo Instituts für die nächsten 4,5 Monate. In der Automobilindustrie liegt der Auftragsbestand sogar bei 8 Monaten.

    mehr lesen: Aufträge für die nächsten 4,5 Monate

  • Keba übernimmt Drag and Bot

    Keba übernimmt Drag and Bot

    Drag and Bot gehört nun zur Keba Gruppe. Der Österreichische Automatisierungsspezialist hat die Übernahme bereits Ende vergangenen Jahres abgeschlossen.

    mehr lesen: Keba übernimmt Drag and Bot

  • Jaggaer übernimmt DocSkiff

    Jaggaer übernimmt DocSkiff

    Der Source-to-Pay-Anbieter Jaggaer übernimmt die KI-gestützte Vertragsanalyseplattform DocSkiff und will durch die Akquise, nach eigenen Angaben, die ’Autonomous Commerce’-Strategie vorantreiben.

    mehr lesen: Jaggaer übernimmt DocSkiff

  • Dassault Systèmes verändert Führungsebene

    Dassault Systèmes verändert Führungsebene

    Im Rahmen der 3DExperience World hat Dassault Systèmes Gian Paolo Bassi die Leitung von 3DExperience Works übergeben und zugleich Manish Kumar zum CEO von Solidworks ernannt.

    mehr lesen: Dassault Systèmes verändert Führungsebene

  • Siemens startet mit Umsatz- und Auftragsplus in 2022

    Siemens startet mit Umsatz- und Auftragsplus in 2022

    Das erste Quartal des aktuellen Geschäftsjahres hat Siemens mit einem Umsatzplus von 9 Prozent abgeschlossen und auch die Aufträge entwickelten sich positiv. Die aktuelle Prognose für das Geschäftsjahr bleibt zunächst…

    mehr lesen: Siemens startet mit Umsatz- und Auftragsplus in 2022