Abo
  • Services:

Project Brainwave: Microsoft beschleunigt KI-Technik mit Cloud-FPGAs

Statt auf fest verdrahtete ASICs, wie Googles TPU, setzt Microsoft für sein Azure-Cloud-Geschäft auf flexiblere FPGAs. Mit diesen sollen künftig Machine-Learning-Modelle beschleunigt werden, um "Echtzeit-KI" bereitzustellen.

Artikel veröffentlicht am ,
Eines der FPGA-Boards von Microsofts Project Brainwave
Eines der FPGA-Boards von Microsofts Project Brainwave (Bild: Microsoft)

Die wohl am weitesten verbreitete Möglichkeit, maschinelles Lernen zu beschleunigen, ist die Verwendung von Grafikkarten. Einige Hersteller setzen inzwischen aber fest verdrahtete ASICs, wie etwa Google mit seinen TPU, zum Anwenden und Trainieren von Modellen. Microsoft will unter dem Projektnamen Brainwave künftig für derartige Einsatzgebiete auf FPGAs in seiner Azure Cloud zurückgreifen.

Stellenmarkt
  1. Dataport, Bremen, Magdeburg
  2. Bosch Gruppe, Waiblingen

In der Ankündigung heißt es, dass damit "Echtzeit-KI" ermöglicht werden soll, wobei entsprechende Daten möglichst schnell von dem System verarbeitet werden. Microsoft setzt hierfür auf drei verschiedene Bestandteile: eine leistungsfähige Cloud-Architektur, eine in den FPGAs synthetisierte Engine für neuronale Netze sowie einen Compiler und eine Laufzeitumgebung, um trainierte Modelle auszurollen.

Direkt ans Netzwerk angebunden

Die FPGAs werden als PCIe-Karten in den Servern untergebracht, werden aber über eigene Schnittstellen direkt mit dem Netzwerk des Rechenzentrums verbunden, so dass die CPU der Server umgangen werden kann. Ebenso lassen sich die so verfügbaren FPGAs leicht zu Pools zusammenschließen. Google verfolgt für die Anbindung seiner TPUs eine ähnliche Strategie.

Zur Umsetzung der neuronalen Netze in den FPGAs greift Microsoft auf das Konzept des sogenannten Soft-Prozessors zurück. Diese DPU (Deep Neural Network Processing Unit) seien im Vergleich zu ASICs flexibler, da zum Zeitpunkt der DPU-Synthese zwischen verschiedenen Datentypen gewählt werden kann. Darüber hinaus können dank der FPGAs Neuerungen im Bereich des maschinellen Lernens innerhalb von nur wenigen Wochen in den Rechenzentren ausgerollt werden.

Breite Unterstützung für Software und Modelle

Brainwave könne bisher für Machine-Learning-Anwendungen genutzt werden, die mit Microsofts Cognitive Toolkit umgesetzt worden sind oder mit Googles Tensorflow. Die Unterstützung für weitere Frameworks soll folgen. Die Modelle werden dann zunächst in eine Graph-Repräsentation überführt und anschließend für die Brainwave-Infrastruktur kompiliert.

Microsoft hebt außerdem hervor, dass sich das FPGA-System nicht nur für die leicht parallelisierbaren Convolutional Neural Networks (CNN) einsetzen lasse, sondern insbesondere auch für die Beschleunigung von rekurrenten neuronalen Netzen (RNN) wie LSTMs oder jenen mit GRUs. RNNs enthalten eine Art Rückkanal und werden etwa zur Verarbeitung natürlicher Sprache verwendet.

Fast 40 TOPS dank Altera-FPGAs

Als FPGA-Hardware verwendet Microsoft die Stratix 10 der Intel-Tochter Altera. Laut Hersteller bieten die Chips eine Rechengeschwindigkeit von 10 Teraflops bei einfacher Genauigkeit (FP32). Den Tests von Microsoft zufolge erreicht das Brainwave-System beim Ausführen eines GRU-Modells gar fast 40 Teraflops bei reduzierter Genauigkeit von 8-Bit (FP8), die im Machine-Learning teilweise üblich ist.

Zum Vergleich: Die zweite Generation von Googles TPU, die auch über die Google-Cloud genutzt werden können, bietet pro Board 180 Teraops (INT8) und damit pro ASIC theoretisch rund 45 Teraops.



Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. 34,99€

Folgen Sie uns
       


HTC U12 Life - Hands on (Ifa 2018)

HTC hat mit dem U12 Life ein neues Mittelklasse-Smartphone vorgestellt, das besonders durch die gravierte Glasrückseite auffällt. Golem.de konnte sich das Gerät vor dem Marktstart anschauen.

HTC U12 Life - Hands on (Ifa 2018) Video aufrufen
SpaceX: Milliardär will Künstler mit zum Mond nehmen
SpaceX
Milliardär will Künstler mit zum Mond nehmen

Ein japanischer Milliardär ist der mysteriöse erste Kunde von SpaceX, der um den Mond fliegen will. Er will eine Gruppe von Künstlern zu dem Flug einladen. Die Pläne für das Raumschiff stehen kurz vor der Fertigstellung.
Von Frank Wunderlich-Pfeiffer

  1. Mondwettbewerb Niemand gewinnt den Google Lunar X-Prize

Elektroroller-Verleih Coup: Zum Laden in den Keller gehen
Elektroroller-Verleih Coup
Zum Laden in den Keller gehen

Wie hält man eine Flotte mit 1.000 elektrischen Rollern am Laufen? Die Bosch-Tochter Coup hat in Berlin einen Blick hinter die Kulissen der Sharing-Wirtschaft gewährt.
Ein Bericht von Friedhelm Greis

  1. Neue Technik Bosch verkündet Durchbruch für saubereren Diesel
  2. Halbleiterwerk Bosch beginnt Bau neuer 300-mm-Fab in Dresden
  3. Zu hohe Investionen Bosch baut keine eigenen Batteriezellen

Zahlen mit Smartphones im Alltagstest: Sparkassenkunden müssen nicht auf Google Pay neidisch sein
Zahlen mit Smartphones im Alltagstest
Sparkassenkunden müssen nicht auf Google Pay neidisch sein

In Deutschland gibt es mittlerweile mehrere Möglichkeiten, drahtlos mit dem Smartphone zu bezahlen. Wir haben Google Pay mit der Sparkassen-App Mobiles Bezahlen verglichen und festgestellt: In der Handhabung gleichen sich die Apps zwar, doch in den Details gibt es einige Unterschiede.
Ein Test von Tobias Költzsch

  1. Smartphone Auch Volksbanken führen mobiles Bezahlen ein
  2. Bezahldienst ausprobiert Google Pay startet in Deutschland mit vier Finanzdiensten

    •  /