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.



  • Produktionserwartungen steigen den dritten Monat in Folge

    Produktionserwartungen steigen den dritten Monat in Folge

    In der aktuellen Ifo-Konjunkturumfrage gehen die Teilnehmer insgesamt von steigender Produktion aus. Laut Ifo-Experte Klaus Wohlrabe seien die Erwartungen in den einzelnen Branchen jedoch unterschiedlich.

    mehr lesen: Produktionserwartungen steigen den dritten Monat in Folge

  • Sebastian Walter neuer Head of Sales für Westeuropa

    Sebastian Walter neuer Head of Sales für Westeuropa

    Seit Anfang März ist Sebastian Walter neuer Vertriebschef für Westeuropa beim Roboterhersteller Universal Robots.

    mehr lesen: Sebastian Walter neuer Head of Sales für Westeuropa

  • Angriff auf Exchange-Server

    Angriff auf Exchange-Server

    Nach Informationen des IT-Dienstleisters Shodan sind zehntausende Exchange-Server in Deutschland über das Internet angreifbar und mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits mit Schadsoftware infiziert. Dabei sind Organisationen jeder Größe betroffen. Das Bundesamt…

    mehr lesen: Angriff auf Exchange-Server

  • IT-Sicherheit an Werkzeugmaschinen

    IT-Sicherheit an Werkzeugmaschinen

    Etwa jedes zweite Unternehmen wurde im vergangenen Jahr Opfer eines Cyberangriffs. Das geht aus dem DsiN-Praxisreport Mittelstand 2020 unter Schirmherrschaft des Bundeswirtschaftsministeriums hervor. Nicht nur die konventionelle IT ist davon…

    mehr lesen: IT-Sicherheit an Werkzeugmaschinen

  • Industrie Informatik kooperiert mit SIB Visions

    Industrie Informatik kooperiert mit SIB Visions

    Der MES-Anbieter Industrie Informatik setzt auf Low-Code-Entwicklung und geht eine strategische Partnerschaft SIB Visions ein.

    mehr lesen: Industrie Informatik kooperiert mit SIB Visions

  • Pick-by-light-System ergänzt MES

    Pick-by-light-System ergänzt MES

    Bei KSB setzt man seit etwa einem Jahr auf ein Pick-by-light-System von Microsyst, was den Workflow an den Montagearbeitsplätzen effizienter gestaltet hat.

    mehr lesen: Pick-by-light-System ergänzt MES

  • Vorausschauende Wartung ist in der Industrie etabliert

    Vorausschauende Wartung ist in der Industrie etabliert

    Maschinen in der Produktion werden zunehmend schlauer. Eine von Reichelt Elektronik in Auftrag gegebene Umfrage zeigt, dass sich Predictive Maintenance in der deutschen Industrie etabliert.

    mehr lesen: Vorausschauende Wartung ist in der Industrie etabliert

  • Neuer Technik-Chef bei Phoenix Contact

    Neuer Technik-Chef bei Phoenix Contact

    Roland Bent hat sein Amt als CTO bei Phoenix Contact niedergelegt und sein Berufsleben beendet. Sein Nachfolger wird Frank Possel-Dölken.

    mehr lesen: Neuer Technik-Chef bei Phoenix Contact

  • Unzufriedenheit mit der Corona-Wirtschaftspolitik

    Unzufriedenheit mit der Corona-Wirtschaftspolitik

    177 Ökonomen haben Ifo und FAZ im Rahmen des Ökonomenpanel zur aktuellen Corona-Wirtschaftspolitik der Bundesregierung befragt. Kurz vor der nächsten Ministerpräsidenten-Konferenz zeigt sich ein Großteil der Teilnehmer unzufrieden.

    mehr lesen: Unzufriedenheit mit der Corona-Wirtschaftspolitik

  • Babtec erweitert Geschäftsführung

    Babtec erweitert Geschäftsführung

    Babtec hat bekanntgegeben, dass Peter Hönle, Dagmar Henkel und Lutz Krämer die Führungsebene des Wuppertaler Softwareherstellers erweitern. Zudem gibt es ein neues Leitbild sowie eine Stammkapitalerhöhung zu vermelden.

    mehr lesen: Babtec erweitert Geschäftsführung

  • Kontron stellt Switch-Familie vor

    Kontron stellt Switch-Familie vor

    Kontron erweitert seine Industriehardware um die Switch-Familie KSwitch. Die Fast- und Gigabit-Ethernet-fähigen Modelle sollen über das Jahr verteilt auf den Markt kommen. Die ersten 23 Varianten bereits im ersten Quartal,…

    mehr lesen: Kontron stellt Switch-Familie vor

  • Neue Arbeitsgemeinschaft im VDMA

    Neue Arbeitsgemeinschaft im VDMA

    Für einen besseren Austausch mit der Telekommunikationsindustrie hat der VDMA die Arbeitsgemeinschaft Wireless Communications for Machines ins Leben gerufen.

    mehr lesen: Neue Arbeitsgemeinschaft im VDMA