Chip-Revolution: Rechnen mit Wahrscheinlichkeiten

Das Start-up Lyric Semiconductor hat heute, Dienstag, eine Computer-Revolution in Aussicht gestellt. Denn bei seiner Technologie des „Probability Processing“ rechnen Chips nicht mehr nur mit den Bit-Werten 0 und 1, sondern mit Wahrscheinlichkeiten. Damit sind gegenüber x86-Prozessoren von AMD oder Intel Performance-Steigerungen um einen Faktor 1.000 möglich, so das Unternehmen.

Als erste Umsetzung kommt die „Lyric Error Correction“ (LEC) für Flash-Speicher auf den Markt. Damit sind dem Spin-out des Massachusetts Institute of Technology zufolge nötige Fehlerkorrekturen deutlich energieeffizienter möglich. Ab 2013 soll mit „GP5“ (General-Purpose Programmable Probability Processing Platform) eine Allzweck-Prozessorplattform folgen. Diese verspricht einen Leistungssprung bei Anwendungen von der Websuche bis hin zu Gensequenzierung.

Nur nicht binär

Ein Grundprinzip moderner Computer ist, dass Daten binär in einer Abfolge von Nullen und Einsen gespeichert und von booleschen Logikgattern verarbeitet werden. Lyric hat nun nach eigenen Angaben einen neuartigen Logikschaltkreis entwickelt, in dem Transistoren eher wie Dimmer als wie Ein-Aus-Schalter fungieren. Dadurch wird es möglich, nicht einfach nur die Bitwerte 0 und 1 zu verarbeiten. Vielmehr rechnet der Schaltkreis mit dazwischen liegenden Werten, also Wahrscheinlichkeiten. Die Lyric-Prozessoren sind zudem darauf ausgelegt, viele derartige Rechnungen parallel auszuführen.

Damit verspricht das Unternehmen eine deutlich gesteigerte Prozessor-Performance gerade bei Anwendungen, bei denen es um Wahrscheinlichkeiten geht. Denn in solchen Fällen sind derzeitige Chips relativ ineffizient, da sie für solche Berechnungen unglaublich viele Einzelschritte benötigen. Das Spektrum potenzieller Einsatzgebiete für die neue Architektur ist groß und reicht von Suchanfragen über Spam-Filter bis hin zu finanzmathematischen Modellen.

Heute Flash, morgen die Computer-Welt

Zunächst will Lyric seine Technologie bei Flash-Speicher zum Einsatz bringen. Denn zirka jedes tausendste Bit wird dort falsch ausgelesen, was aufwendige Fehlerkorrekturen nötig macht. Mit zunehmender Speicherdichte dürfte sich dieses Problem noch verschärfen. Die LEC setzt nun auf das Rechnen mit Wahrscheinlichkeiten, um die erforderlichen Prozessormodule 30 mal kleiner und zwölf mal energieeffizienter zu machen. Diese Technologie kann laut Unternehmen innerhalb von zwölf Monaten in Produkte umgesetzt werden.

Es wird noch etwas länger dauern, ehe GP5 verfügbar wird. Erste Produktproben der Plattform mit eigener Programmiersprache sollen ab 2013 ausgeliefert werden. Mit seinen Chips und Programmiermethoden will Lyric dann für Rechenaufgaben wie eben Websuche und Gensequenzierung bis zu 1.000 mal mehr Leistung bieten als x86-Prozessoren.