Das japanische Telekommunikationsunternehmen NTT hat eine Reihe innovativer Forschungsprojekte vorgestellt, die darauf abzielen, künstliche Intelligenz (KI) zu verbessern und die Energieeffizienz von Rechenzentren zu steigern.
Auf einer kürzlichen Pressekonferenz in San Francisco präsentierten NTT-Forscher ein neu entwickeltes großes Sprachmodell (LLM), das grafische Elemente in Dokumenten analysieren kann. Zudem kündigten sie den Beginn eines bahnbrechenden Forschungsfeldes an, das als „Physik der Intelligenz“ bezeichnet wird und sich auf die Entwicklung nachhaltiger und vertrauenswürdiger KI in Zusammenarbeit mit der Harvard University konzentriert.
Während der Veranstaltung stellte NTT sein rein photonisches Netzwerk vor, das für verteilte Rechenzentren konzipiert wurde und signifikante Fortschritte in der latenzarmen Kommunikation erzielt hat. Yosuke Aragane, Vizepräsident des IOWN Development Office bei NTT, betonte, dass die Verlagerung großer Rechenzentren in die Vororte Kosten senken und die Energieeffizienz verbessern könnte, insbesondere durch die schnellen Glasfaserverbindungen von NTT.
Mit mehr als 330.000 Mitarbeitern und einem Jahresumsatz von 97 Milliarden Dollar investiert NTT jährlich über 3,6 Milliarden Dollar in Forschung und Entwicklung. Das Unternehmen hat vor fünf Jahren seine F&E-Abteilung im Silicon Valley gegründet und dabei seine Fortschritte beim Upgrade 2024-Event in San Francisco präsentiert.
„Unsere Mission ist es, Ihr Konzept von Normalität auf die nächste Stufe zu heben“, erklärte Kazu Gomi, Präsident und CEO von NTT Research.
Niedriglatenznetze in den USA und Großbritannien
Aragane hob hervor, dass die Demonstration des NTT IOWN All-photonics Netzwerks (APN) bemerkenswert niedrige Kommunikationsverzögerungen zwischen verbundenen Rechenzentren erreichte, was für KI-Analysen und Finanzdienstleistungen entscheidend ist. Er wies darauf hin, dass städtische Gebiete mit Herausforderungen wie hohen Kosten, Landknappheit und teurer Elektrizität konfrontiert sind. NTT untersucht die Machbarkeit, Rechenzentren in die Vororte zu verlagern und sie mit Glasfaserkabeln zu verbinden, die Datenübertragungsraten von bis zu 400 Gigabit pro Sekunde unterstützen.
In Großbritannien ergaben Tests, dass Rechenzentren, die 100 Kilometer voneinander entfernt sind, mit APN-Verbindungen weniger als eine Millisekunde Netzwerkverzögerung aufwiesen. Diese Netzwerkleistung reduzierte die Verzögerungsvariationen erheblich im Vergleich zu herkömmlichen Netzwerken und brachte geografisch verteilte Rechenzentren näher an die Funktionalität eines einzelnen Zentrums.
Im Vereinigten Königreich wurden Rechenzentren nördlich und östlich von London mit NTTs Innovativen Optischen Funknetz (IOWN) APN verbunden und erreichten eine Hin- und Rückverzögerung von weniger als einer Millisekunde. Ähnliche Ergebnisse wurden in Northern Virginia, USA, beobachtet.
Die Initiative zielt darauf ab, entfernte IT-Infrastrukturen in ein einheitliches Rechenzentren-Erlebnis zu transformieren. Lokale Einschränkungen wie CO2-Emissionsvorschriften und Platzmangel treiben Betreiber dazu, nach Vorortalternativen zu suchen. Verzögerungen bleiben jedoch eine Herausforderung bei geografisch verteilten Zentren, und NTTs photonische Verbindungen werden genutzt, um diese Probleme anzugehen.
Fortschrittliche Demonstrationen von Rechenzentren
In separaten Versuchen haben NTT und NTT DATA erfolgreich Rechenzentren in Großbritannien und den USA mithilfe der APN-Technologie verbunden. Die Tests zeigten, dass die britischen Rechenzentren mit weniger als einer Millisekunde Latenz und bemerkenswert niedrigen Verzögerungsvariationen betrieben wurden. Zum Vergleich: Herkömmliche Netzwerke weisen typischerweise Latenzen von über 2.000 Mikrosekunden auf.
Das APN-System erfüllt die strengen Latenzanforderungen für aktuelle und aufkommende Anwendungen, einschließlich Echtzeit-KI-Analysen für industrielle IoT, intelligentes Energiemanagement und Naturkatastrophenreaktionen. Im Finanzsektor führt NTT DATA Demonstrationen durch, bei denen niedrige Latenz für Transaktionen und Überweisungen entscheidend ist.
Aragane bemerkte: „Die Nachfrage nach Rechenzentren steigt, doch Landknappheit und Stromverfügbarkeit erschweren den Bau neuer Einrichtungen. Wir streben an, energieeffizientere Rechenzentren zu schaffen, um diese Hürden zu überwinden.“
Innovationen im Bereich der visuellen Verständniss
NTT stellte auch einen Durchbruch in der visuellen Maschinenleseverständnis vor, der es LLMs ermöglicht, grafische Elemente innerhalb von Dokumenten, einschließlich Diagrammen und Charts, zu interpretieren. Diese Technologie wurde in Zusammenarbeit mit Jun Suzuki von der Tohoku University entwickelt und in NTTs leichtgewichtigem LLM, tsuzumi, implementiert.
Im Vergleich zu großen Modellen übertrifft NTTs LLM Open-Source-Optionen wie LLaVA sowie OpenAI's GPT-3.5 und GPT-4 bei verschiedenen Dokumentenverständnisaufgaben. Kyosuke Nishida, Senior Researcher bei NTT, erkannte die wachsenden Fähigkeiten von LLMs an, sprach jedoch auch die fortwährenden Herausforderungen bei der Verarbeitung multimodaler Informationen an.
Erstmals im November 2023 vorgestellt, ist tsuzumi in zwei Varianten verfügbar: einer ultraleichten Version mit 600 Millionen Parametern und einer leichtgewichtigen Version mit sieben Milliarden Parametern. Ihre kompakte Größe reduziert den Energieverbrauch und die Trainingskosten erheblich und macht sie zu einer nachhaltigen Wahl für Unternehmen.
Zu den potenziellen Anwendungen von tsuzumi gehören Automatisierungen in Callcentern, digitale Aufzeichnungen und Aufgaben in der Softwareentwicklung. Das Modell unterstützt derzeit über 20 Sprachen, darunter Englisch und Japanisch, und befindet sich in kommerziellen Tests mit mehr als 500 globalen Unternehmen.
Partnerschaft mit dem Harvard Center for Brain Science
NTT Research hat eine bedeutende Spende zugesichert, um das Harvard University Center for Brain Science (CBS)-NTT Fellowship Programm zu gründen, das postdoktorale Forschung im aufkommenden Bereich der Physik der Intelligenz fördert. Dieses erneuerbare zweijährige Geschenk könnte letztendlich über 1,7 Millionen Dollar hinausgehen und innovative Forschung an der Schnittstelle von Informatik, Neurowissenschaften und Psychologie unterstützen.
Die Zusammenarbeit von NTT mit dem Harvard CBS hat zuvor wertvolle Erkenntnisse hervorgebracht, unter anderem zur Bekämpfung von KI-Vorurteilen mithilfe kognitionswissenschaftlicher Prinzipien. Jüngste Publikationen haben die Wissenschaft hinter generativer KI und deren Anwendbarkeit in der Neurowissenschaft untersucht.
„Die Unterstützung des Harvard CBS entspricht unserer Vision, KI zur Lösung drängender Probleme wie rechnerischer Fairness und Nachhaltigkeit zu nutzen“, sagte Gomi.
Eine einzigartige Position im Silicon Valley
Mit einem umfangreichen Büro in Sunnyvale, Kalifornien, hebt sich NTT Research durch sein Engagement für grundlegende Forschung hervor. In den letzten fünf Jahren hat NTT Research über 450 wissenschaftliche Arbeiten veröffentlicht und mehrfach Auszeichnungen für Exzellenz in verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen erhalten.
Gomi wies darauf hin, dass die laufende Forschung sich auf die Entwicklung photonischer integrierter Schaltungen und das Studium der Hirnfunktion konzentriert, um die Rechenprozesse besser zu verstehen. Darüber hinaus beabsichtigt NTT, quantenresistente Verschlüsselungstechnologien voranzutreiben, um sich auf zukünftige Herausforderungen der Quantencomputer vorzubereiten.
Während NTT voranschreitet, sieht es die Schaffung von „digitalen Zwillingen“ biologischer Systeme, wie zum Beispiel des Herzens, vor, um Arzneimittelreaktionen für personalisierte medizinische Versorgung zu simulieren.
Durch diese strategischen Initiativen treibt NTT nicht nur die Technologie voran, sondern verbessert auch die Zukunft der KI und den Betrieb von Rechenzentren.
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