Experten haben ein GPU-Modul namens Jetson TX2i, hergestellt von Nvidia und erhältlich auf Online-Marktplätzen, in ein Hyperschallflugzeug (Geschwindigkeiten über Mach 7) eingebaut.

Tests haben gezeigt, dass dieses spezielle Modul computergestützte hydrodynamische Modelle (CFDs) mit beispielloser Leistung verarbeiten kann, wodurch die Verarbeitungszeit von Berechnungen, die zuvor mehrere Sekunden dauerten, auf nur 25 Millisekunden verkürzt wird – viermal schneller als ein menschlicher Lidschlag.

Laut dem gemeinsamen Projektteam des Beijing Institute of Electrical Machinery Research und der Dalian University of Technology eignet sich das Modul aufgrund seiner Reaktionsgeschwindigkeit ideal für die „Echtzeitoptimierung von Kraftstoffversorgungssystemen, Fehlerdiagnose und Fehlertoleranzsteuerung in Überschall-Stativstrahltriebwerken“.

Effizienz steigern, Kosten senken.

TX2i ist ein Industrieprodukt von Nvidia – derzeit dem weltweit größten Hersteller von KI-Chips –, das vor etwa sechs Jahren auf den Markt kam. Die maximale Leistung dieses Moduls beträgt lediglich 20 % der Leistung des leistungsstärksten KI-Chips, des H100.

3dde0fdb05ca04d7416bc1d661b29df9bbd904c5.jpeg
Das TX2i-Modul eignet sich ideal zur Optimierung der Leistung von Strahltriebwerken. Foto: Nvidia

Der Vorteil der TX2i liegt jedoch in ihrem niedrigen Preis: Sie kostet nur wenige Hundert Dollar im Vergleich zu den Zehntausenden von Dollar des High-End-Chips von Nvidia. Hinzu kommt, dass der GPU-Mangel und die Exportbeschränkungen Washingtons den Zugang zur H100 zusätzlich erschweren. Die TX2i hingegen ist weit verbreitet, unterliegt keinen Beschränkungen und ist problemlos online erhältlich.

In einer wissenschaftlichen Arbeit, die letzten Monat im Journal of Push Technology veröffentlicht wurde, erklärte das Projektteam, dass das kostengünstige Modul von Nvidia dazu beiträgt, die Reichweite und Stabilität von Hyperschallflugzeugen zu erhöhen und gleichzeitig die Forschungs- und Entwicklungskosten deutlich zu senken.

Es ist nicht das erste Mal, dass chinesische Wissenschaftler amerikanische Chips in der Hyperschallwaffenforschung einsetzen. In früheren Studien wurden bereits Intel-Prozessoren und High-End-Grafikkarten von Nvidia zur Simulation komplexer Hochgeschwindigkeitsfelder verwendet.

„Hochleistungsgrafikkarten verfügen zwar über hervorragende Rechenleistung, benötigen aber unterstützende Komponenten wie Speicherplattformen, Netzteile und Kühlsysteme“, schrieb das Expertenteam. „Sie weisen Nachteile wie hohen Stromverbrauch, hohes Gewicht und große Abmessungen auf und erfüllen daher nicht die Anforderungen an kleine und leichte Embedded-Controller im Luft- und Raumfahrtsektor.“

Strategie-Upgrade

Die Verbreitung von Hyperschallwaffentechnologie bereitet den Vereinigten Staaten große Sorgen. Im Jahr 2017 schlug die Rand Corporation vor, dass Washington mit Moskau und Peking zusammenarbeiten sollte, um zu verhindern, dass andere Länder in den Besitz dieser Technologie gelangen.

Hyperschallrakete fliegt über den Wolken (lizenzfreies Bild 1676330497.jpg)
Viele Länder wetteifern um die Entwicklung von Hyperschallwaffen.

Einige Militärexperten räumen ein, dass die Hyperschallwaffentechnologie gewisse Risiken birgt, doch eine der größten Auswirkungen besteht darin, dass sie den „Zusammenbruch der US-zentrierten Weltordnung“ beschleunigen könnte.

Sie argumentieren, dass Hyperschallraketen die Verteidigung von Flugzeugträgerflotten durchdringen können – eine Streitmacht, auf die die USA lange Zeit gesetzt haben, um ihre globale militärische Vorherrschaft zu erlangen. Sollten also immer mehr Nationen über Hyperschallwaffen verfügen, könnte der Vorteil, den einige wenige Nationen mit bedeutender Seemacht seit Jahrhunderten genossen haben, ein Ende finden.

Immer mehr Länder, darunter Deutschland, Frankreich, Japan, Nordkorea und Iran, haben Forschungs- und Entwicklungsprogramme für Hyperschallwaffen gestartet. Selbst die Huthis, eine Rebellengruppe, die große Teile des Jemen kontrolliert, behaupten, eine Hyperschallrakete getestet zu haben, die Geschwindigkeiten von Mach 8 erreichen kann.

Das chinesische Forschungsteam veröffentlichte zudem eine detaillierte Anleitung zur Integration des TX2i in ein Überschallfahrzeug. Diese enthält Formeln und Lösungen für potenzielle technische Probleme wie Einschränkungen der Simulationsnetzgröße, Speicherverwaltung, Codeoptimierung und spezifische Kompilierungsanweisungen. Selbst die Schnittstelle und die Kommunikationsprotokolle des Controllers entsprechen internationalen Standards.

Die Autoren merkten jedoch auch an, dass „weitere Forschung zu Eingangsmodellen, Stoßwellenkorrektur und Datenmodellierung“ bei der Integration von KI-Chips in Fahrzeuge erforderlich sei.

Mehrere wichtige Parameter im Zusammenhang mit diesen Aufgaben müssen typischerweise durch umfangreiche Windkanaltests und Flugtests ermittelt werden.

Die SCMP merkte an, dass es trotz vielversprechender Testergebnisse höchst unwahrscheinlich sei, dass China den TX2i in seinen im Inland produzierten Hyperschallraketen einsetzen werde. Das Militär werde der Verwendung im Inland hergestellter Chips Priorität einräumen, um eine bessere Leistung ohne Bedenken hinsichtlich Zuverlässigkeit oder Lieferkettensicherheit zu gewährleisten.

Hyperschallraketenabwehrsysteme sind nicht länger „unbesiegbar“. Die oft als stählerner Schutzschild betrachteten Systeme können nun mithilfe eines jahrzehntealten Algorithmus problemlos umgangen werden.