Eine weniger stromlastige Zukunft der KI
Richard Clode, Portfoliomanager für globale Technologieaktien, erläutert, wie die Innovationskraft im Technologiesektor zunimmt, um die Herausforderung des KI-Strombedarfs zu meistern.
4 Minuten Lesezeit
Zentrale Erkenntnisse:
- Das neue iPhone ist ein Frühindikator für zukünftige Trends, wobei nun der Fokus erneut auf Energieeffizienz liegt, da KI intensive Verarbeitungsbedürfnisse aufweist. Rechenzentren nutzen zudem Technologien, die Smartphones vorbehalten waren, um ihren Stromverbrauch zu senken.
- Zu den stromsparenden Technologien, die eingeführt werden, gehören OLED-Display-Technologie, Arm-Prozessoren mit geringerem Stromverbrauch und NAND-Flash-Speicher.
- Die Innovation beschleunigt sich, um die Stromverbrauchskurve der KI abzuflachen, was erhebliche Anlagemöglichkeiten schafft und eine nachhaltigere Zukunft ermöglicht.
Die Markteinführung des iPhone 16 im September dieses Jahres konzentrierte sich auf die Enthüllung von Apple Intelligence, einer Reihe von KI-Funktionen. Ein weniger hervorgehobenes Merkmal war jedoch, dass Apple zum ersten Mal seit 2021 einen neuen Prozessor sowohl für das Pro- (Premium) als auch für das Nicht-Pro-Modell entwickelt hat. Wenn Sie in den letzten drei Jahren ein neues iPhone, das keine Pro-Version war, gekauft haben, hatte es aufgrund von Herausforderungen in Verbindung mit dem Moore'schen Gesetz und der steigenden Kosten der neuesten Halbleiterherstellungsprozesse den Prozessor aus dem Vorjahr. In diesem Jahr musste Apple jedoch aufgrund der Einführung seiner generativen KI-Suite die neueste Halbleitertechnologie für alle seine neuen iPhones nutzen, um die Herausforderungen des höheren Energieverbrauchs bei der Stromversorgung von KI zu bewältigen.
Apples Innovation gibt den Takt vor
Dies ist eine wichtige Wende, denn dem Weg, den das iPhone einschlägt, sind andere Edge-Geräte (die Anwendungen verwenden, die Echtzeitverarbeitung und -speicherung benötigen) tendenziell gefolgt. Viele der Fortschritte, die das iPhone im Laufe der Jahre verzeichnet hat, finden nun ihren Weg in die Rechenzentren, da der Schwerpunkt stärker auf Energieeinsparungen gelegt wird – etwas, das für mobile Geräte angesichts der begrenzten Akkulaufzeit schon immer von größter Bedeutung war. Dies unterstreicht eine attraktive, sich erweiternde Anlagemöglichkeit, um die Versorgungsherausforderungen einer KI-Welt zu meistern.
Ein breiter Upgrade-Zyklus von Edge-Geräten ist im Gange
Wir stehen jetzt am Anfang eines umfassenden Upgrade-Zyklus von Edge-Geräten, um uns auf zukünftige AI Copilots (KI-fähige Assistenten) vorzubereiten. Bei Smartphones zielen die Roadmaps der Prozessoren auf mehr Rechenleistung ab, insbesondere rund um die neuronalen Verarbeitungseinheiten für KI. Hierzu werden Technologien wie Gate-All-Around-Transistoren (GAA), fortschrittliche Packaging-Techniken wie thermische Kompression und Hybrid-Bonding eingesetzt, um dieses Leistungs-Upgrade innerhalb der Einschränkungen der Silizium-„Immobilien“ im Telefon sowie der Akkulaufzeit zu erreichen.
Mit dem neuen iPad, das früher dieses Jahr auf den Markt kam, wurden zum ersten Mal OLED-Displays (Organic Light-Emitting Diode) eingeführt, eine Technologie, die seit vielen Jahren im iPhone verwendet wird. Die Displays sind der größte Einzelstromverbraucher eines Edge-Geräts. In der Vergangenheit verwendeten (Flüssigkristall-) LCD-Displays eine stromintensive Hintergrundbeleuchtungseinheit, wohingegen OLED-Displays natürlich phosphoreszierende Materialien verwenden, um Licht zu erzeugen, wodurch eine erhebliche Menge an Strom eingespart wird. Dadurch wird mehr Batterielaufzeit freigesetzt, um die höhere Rechenleistung zu unterstützen, die für Apple Intelligence erforderlich ist.
Von Arm entwickelte Prozessoren mit geringerem Stromverbrauch wurden von Anfang an im iPhone verwendet. Jetzt sehen wir, dass diese Arm-Prozessoren auch in Laptops zum Einsatz kommen, da wir in einen Upgrade-Zyklus eintreten, in dessen Rahmen der Einsatz von AI Copilots ermöglicht werden soll. Apple ist bereits vor einigen Jahren von älteren Intel x86-Prozessoren auf Arm für MacBooks umgestiegen. Der Rest der Branche folgt diesem Beispiel und versucht, die von Microsoft Copilot festgelegten Leistungsspezifikationen zu erfüllen, ohne Kompromisse bei der Akkulaufzeit einzugehen. Darüber hinaus versprechen die neuen Qualcomm Snapdragon Elite X-Prozessoren die verlockende Aussicht, dass Sie Ihr Laptop-Ladegerät zu Hause lassen können, indem sie die Akkulaufzeit verlängern.
Der Fortschritte bei Smartphones gehen auf Rechenzentren über
Ähnliche Trends sind auch in Rechenzentren zu beobachten, wo ältere x86-Prozessoren ebenfalls durch Arm-Prozessoren mit geringerem Stromverbrauch ersetzt werden. Dieser Trend ändert sich mit der Einführung von NVIDIAs Grace Blackwell in diesem Jahr sowie den benutzerdefinierten Arm-Prozessoren, die von Hyperscalern wie Amazon Graviton und Google Axiom entwickelt werden. Der Speicher des iPhones verwendet NAND-Flash anstelle der herkömmlichen Festplattenlaufwerke, die in einem Rechenzentrum eingesetzt werden. NAND-Flash hat keine beweglichen Teile, im Gegensatz zu einer Festplatte, die über einen Spindelmotor verfügt, der einen geringeren Stromverbrauch ermöglicht. KI-Rechenzentren stellen jetzt auf NAND-Flash-basierten Speicher und All-Flash-Arrays um, um ihre überlegene Leistung und ihren geringeren Strombedarf zu nutzen. Die Netzwerke sind ein weiterer großer Stromverbraucher in KI-Rechenzentren, da der Datendurchsatz exponentiell zunimmt. Glücklicherweise verbraucht der neueste Broadcom Tomahawk 5-Switch rund 95% weniger Strom als die erste Generation, die vor einem Jahrzehnt eingeführt wurde.
Chancen bei den Herausforderungen des Technologiesektors
Es ist aktuell eine erhebliche Beschleunigung der Innovationen zu beobachten, um die Herausforderungen einer KI-Zukunft zu meistern. Es wird zwar zweifellos Risiken geben, aber dank technischer Innovationen gibt es auch zahlreiche Anlagemöglichkeiten, die dazu beitragen, die Stromverbrauchskurve in den kommenden Jahren abzuflachen, und die zudem Vorteile für die Nachhaltigkeit bieten.
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AI Copilot: ein intelligenter virtueller Assistent, der große Sprachmodelle (LLMs) nutzt, um natürliche, menschenähnliche Konversationsinteraktionen zu ermöglichen und Benutzer bei einer Vielzahl von Aufgaben zu unterstützen.
Edge-Gerät: Computergeräte in der Nähe des Endpunkts des Netzwerks, in der Regel in der Nähe von Datenquellen oder Verbrauchern, die für Echtzeitanwendungen und die Bereitstellung des Internets der Dinge (IoT) von entscheidender Bedeutung sind.
Gate-All-Around-Transistor: Die GAA-Technologie ist eine neue Halbleiterfertigungstechnologie, die dazu beitragen kann, die Skalierung von Silizium weiter voranzutreiben und es so zu ermöglichen, dass Transistoren mehr Strom leiten können und dabei relativ klein bleiben.
Hybrid-Bonding: Auch als heterogene Integration bekannt, hilft Halbleiterunternehmen, Chiplets basierend auf einer Vielzahl von Funktionen, Technologieknoten und Größen in fortschrittlichen Packages zu kombinieren, sodass die Kombination als ein einziges Produkt ausgeführt werden kann. Die Fähigkeit, Transistoren mit klassischer 2D-Skalierung zu verkleinern, lässt nach und wird teurer – und Hybrid-Bonding löst diese Herausforderung der Branche.
Herausforderung in Verbindung mit dem Moore‘schen Gesetz: bezieht sich auf die seit langem vertretene Auffassung, dass die alle paar Jahre erwartete exponentielle Zunahme der Rechenleistung von Computern ihre Grenze erreicht hat. Da sich die Größenordnung der Chipkomponenten immer mehr der Größe einzelner Atome annähert, ist es heute teurer und technisch schwieriger, die Anzahl der Transistoren und damit die Verarbeitungsleistung für einen bestimmten Chip alle zwei Jahre zu verdoppeln.
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- Wenn ein Fonds ein hohes Engagement in einem bestimmten Land oder in einer bestimmten Region hat, trägt er ein höheres Risiko als ein Fonds, der breiter diversifiziert ist.
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- Wenn der Fonds Vermögenswerte in anderen Währungen als der Basiswährung des Fonds hält oder Sie in eine Anteilsklasse investieren, die auf eine andere Währung als die Fondswährung lautet (außer es handelt sich um eine abgesicherte Klasse), kann der Wert Ihrer Anlage durch Wechselkursänderungen beeinflusst werden.
- Wenn der Fonds oder eine währungsabgesicherte Anteilsklasse versucht, die Wechselkursschwankungen einer Währung gegenüber der Basiswährung des Fonds abzumildern, kann die Absicherungsstrategie selbst aufgrund von Unterschieden der kurzfristigen Zinssätze zwischen den Währungen einen positiven oder negativen Einfluss auf den Wert des Fonds haben.
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Besondere Risiken
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