NeuroCM
Hardware-Plattform und Computing-Modell für neuromor-phes Rechnen
Motivation
Die forschungsintensive Mikroelektronik und ihre Anwendungen sind branchenübergreifend Treiber für Fortschritt, Wettbewerb und Innovation. Sie stößt jedoch bezüglich des Energieverbrauches an fundamentale Grenzen und ist bezüglich ihrer Rechenleistung begrenzt. Deshalb wurde in den letzten Jahren die Entwicklung der neuromorphen Mikroelektronik auf der Basis von memristiven Bauelementen sehr stark vorangetrieben. Auf dem Weg zur energetisch optimalen Nutzung von neuromorphen Prozessoren ist es von fundamentaler Bedeutung, die wissenschaftlichen Grundlagen für die Berechnungsstärke und die optimale Programmierung der neuromorphen Mikroelektronik zu legen.
Ziele und Vorgehen
Das Ziel von NeuroCM ist die Erforschung wissenschaftlicher Grundlagen für die optimale Entwicklung und Nutzung der neuromorphen Mikroelektronik als zukünftige zentrale Hardware-Plattform für die Datenübertragung und Datenverarbeitung. In der neuromorphen Mikroelektronik spielen analoge Schaltungen mit nichtlinearem Verhalten eine wichtige Rolle. Damit ergibt sich für neuromorphe Schaltungen, im Vergleich zu digitalen, ein wesentlich komplexeres Verhalten. Im Projekt NeuroCM wird daher ein vollständig neues Berechenbarkeitsmodell entwickelt. Auf dessen Basis sollen drei wesentliche Ergebnisse erarbeitet werden: die Analyse der Vorteile und der Leistungsstärke der neuromorphen Mikroelektronik im Vergleich zur etablierten digitalen Technik, den energetisch optimalen Entwurf und die Programmierung der neuromorphen Mikroelektronik sowie die Entwicklung von universellen neuromorphen Prozessoren.
Innovationen und Perspektiven
Das interdisziplinäre Projektteam verbindet zentrale Forschungsgebiete der Elektrotechnik, der Informatik und der angewandten Mathematik. Insbesondere spielen Fragen des optimalen Entwurfs und der optimalen Programmierung der neuromorphen Mikroelektronik in Zusammenhang mit der Erforschung von universellen neuromorphen Prozessoren eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung eines Roadmap-Prozesses für den Einsatz in der Industrie sowie zum Aufdecken neuer Skalierungsgesetze, ähnlich dem Mooreschen Gesetz der digitalen Technik. Durch die Vernetzung der Aktivitäten mit den relevanten Akteuren neuromorpher Mikroelektronik sollen so die Grenzen digitaler Hardware durchbrochen werden und weiterhin eine stetige Steigerung der Leistungsfähigkeit der Mikroelektronik ermöglichen.