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Coding mit KI in der Praxis: Der Fragebogen

10. April 2025 um 08:16

Vor einem dreiviertel Jahr haben Bernd Öggl, Sebastian Springer und ich das Buch Coding mit KI geschrieben und uns während dieser Zeit intensiv mit diversen KI-Tools und Ihrer Anwendung beschäftigt.

Was hat sich seither geändert? Wie sieht die berufliche Praxis mit KI-Tools heute aus? Im folgenden Fragebogen teilen wir drei unsere Erfahrungen, Wünsche und Ärgernisse. Sie sind herzlich eingeladen, in den Kommentaren eigene Anmerkungen hinzuzufügen.

Bei welchen Projekten hast du KI-Tools im letzten Monat eingesetzt? Mit welchem Erfolg?

Bernd: KI-Tools haben in meine tägliche Programmierung Einzug gehalten und sparen mir Zeit. Oft traue ich der Ki zu wenig zu und stelle Fragen, die nicht weit genug gehen. Zum „vibe-coding“ bin ich noch nicht gekommen :-) Ich verwende KI-Tools in diesen Projekten:

  1. ein großes Code Repo mit Angular und C#: Einsatz sowohl in VSCode (Angular) und Visual Studio (C#, die Unterstützung ist überraschend gut).
  2. ein kleines Projekt (HTML, JS, MongoDB (ca. 20.000 MongoDocs)).
  3. zwei verschiedene Flutter Apps für Android
  4. für eine größere PHP/MariaDB Codebase

Sebastian: Ich setze mittlerweile verschiedene KI-Tools flächendeckend in den Projekten ein. Wir haben das mittlerweile auch in unsere Verträge mit aufgenommen, dass das explizit erlaubt ist.

Die letzten Projekte waren in JavaScript/TypeScript im Frontend React, im Backend Node.js, und es waren immer mittelgroße Projekte mit 2 – 4 Personen über mehrere Monate.

Die verschiedenen Tools sind mittlerweile zum Standard geworden und ich möchte nicht mehr darauf verzichten müssen, gerade bei den langweiligen Routineaufgaben helfen sie enorm.

Michael: Ich habe zuletzt einige Swift/SwiftUI-Beispielprogramme entwickelt. Weil Swift und insbesondere SwiftUI ja noch sehr dynamisch in der Weiterentwicklung ist, hatten die KI-Tools die Tendenz, veraltete Programmiertechniken vorzuschlagen. Aber mit entsprechenden Prompts (use modern features, use async/await etc.) waren die Ergebnisse überwiegend gut (wenn auch nicht sehr gut).

Ansonsten habe ich in den letzten Monaten immer wieder kleinere Mengen Code in PHP/MySQL, Python und der bash geschrieben bzw. erweitert. Mein Problem ist zunehmend, dass ich beim ständigen Wechsel die Syntaxeigenheiten der diversen Sprachen durcheinanderbringe. KI-Tools sind da meine Rettung! Der Code ist in der Regel trivial. Mit einem sorgfältig formulierten Prompt funktioniert KI-generierter Code oft im ersten oder zweiten Versuch. Ich kann derartige Routine-Aufgaben mit KI-Unterstützung viel schneller erledigen als früher, und die KI-Leistungen sind diesbezüglich ausgezeichnet (besser als bei Swift).

Welches KI-Tool verwendest du bevorzugt? In welchem Setup?

Michael: Ich habe in den vergangenen Monaten fast ausschließlich Claude Pro verwendet (über die Weboberfläche). Was die Code-Qualität betrifft, bin ich damit sehr zufrieden und empfand diese oft besser als bei ChatGPT.

In VSCode läuft bei mir Cody (Free Tier). Ich verwende es nur für Vervollständigungen. Es ist OK.

Ansonsten habe ich zuletzt den Großteil meiner Arbeitszeit in Xcode verbracht. Xcode ist im Vergleich zu anderen IDEs noch in der KI-Steinzeit, die aktuell ausgelieferten KI-Werkzeuge in Xcode sind unbrauchbar. Eine Integration von Claude in Xcode hätte mir viel Hin und Her zwischen Xcode und dem Webbrowser erspart. (Es gibt ein Github-Copilot-Plugin für Xcode, das ich aber noch nicht getestet habe. Apple hat außerdem vor fast einem Jahr Swift Code angekündigt, das bessere KI-Funktionen verspricht. Leider ist davon nichts zu sehen. Apple = Gute Hardware, schlechte Software, zumindest aus Entwicklerperspektive.)

Für lokale Modelle habe ich aktuell leider keine geeignete Hardware.

Sebastian: Ich habe über längere Zeit verschiedene IDE-Plugins mit lokalen Modellen ausprobiert, nutze aber seit einigen Monaten nur noch GitHub Copilot. Die Qualität und Performance ist deutlich besser als die von lokalen Modellen.

Für Konzeption und Ideenfindung nutze ich ebenfalls größere kommerzielle Werkzeuge. Aktuell stehen die Gemini-Modelle bei mir ganz hoch im Kurs. Die haben mit Abstand den größten Kontext (1 – 2 Millionen Tokens) und die Ergebnisse sind mindestens genauso gut wie bei ChatGPT, Claude & Co.

Lokale Modelle nutze ich eher punktuell oder für die Integration in Applikationen. Gerade wenn es um Übersetzung, RAG und ähnliches geht, wo es entweder um Standardaufgaben oder um Teilaufgaben geht, wo man mit weiteren Tools wie Vektordatenbanken die Qualität steuern kann. Bei den lokalen Modellen hänge ich nach wie vor bei Llama3 wobei sich auch die Ergebnisse von DeepSeek sehen lassen können.

Für eine kleine Applikation habe ich auch europäische Modelle (eurollm und teuken) ausprobiert, wobei ich da nochmal deutlich mehr Zeit investieren muss.

Für die Ausführung lokaler Modelle habe ich auf die Verfügbarkeit der 50er-Serie von NVIDIA gewartet, wobei mir die RTX 5090 deutlich zu teuer ist. Ich habe seit Jahresbeginn ein neues MacBook Pro (M4 Max) das bei der Ausführung lokaler Modelle echt beeindruckend ist. Mittlerweile nutze ich das MacBook deutlich mehr als meinen Windows PC mit der alten 3070er.

Bernd: Ich verwende aus Interesse vor allem lokale Modelle, die auf meinem MacBook Pro (M2/64GB) wunderbar schnell performen (aktuell gemma3:27b und deepseek-r1:32b, aber das ändert sich schnell). Am MacBook laufen die über ollama. Ich muss aber beruflich auch unter Windows arbeiten und arbeite eigentlich (noch) am liebsten unter Linux mit neovim.

Dazu ist das Macbook jetzt immer online und im lokalen Netz erreichbar. Unter Windows verwenden ich in VSCode das Continue Plugin mit dem Zugriff auf die lokalen Modelle am MacBook. In Visual Studio läuft CoPilot (die „Gratis“-Version). Unter Linux verwende ich sehr oft neovim (mit lazyvim) mit dem avante-Plugin. Während ich früher AI nur für code-completion verwendet habe, ist es inzwischen oft so, dass ich Code-Blöcke markiere und der AI dazu Fragen stelle. Avante macht dann wunderbare Antworten mit Code-Blöcken, die ich wie einen git conflict einbauen kann. Sie sagen es ist so wie cursor.ai, aber das habe ich noch nicht verwendet.

Daneben habe ich unter Linux natürlich auch VSCode mit Continue. Und wenn ich gerade einmal nicht im Büro arbeite (also das Macbook nicht im aktuellen Netz erreichbar ist), so wie gerade eben, dann habe ich Credits für Anthropic und verwende Claude (3.5 Sonnet aktuell) für AI support.

Wo haben dich KI-Tools in letzter Zeit überrascht bzw. enttäuscht?

Sebastian: Ich bin nach wie vor enttäuscht wie viel Zeit es braucht, um den Kontext aufzubauen, damit dir ein LLM wirklich bei der Arbeit hilft. Gerade wenn es um neuere Themen wie aktuelle Frameworks geht. Allerdings lohnt es sich bei größeren Projekten, hier Zeit zu investieren. Ich habe in ein Test-Setup für eine Applikation gleich mehrere Tage investiert und konnte am Ende qualitativ gute Tests generieren, indem ich den Testcase mit einem Satz beschrieben habe und alles weitere aus Beispielen und Templates kam.

Ich bin sehr positiv überrascht vom Leistungssprung den Apple bei der Hardware hingelegt hat. Gerade das Ausführen mittelgroßer lokaler LLMs merkt man das extrem. Ein llama3.2-vision, qwq:32b oder teuken-7b funktionieren echt gut.

Bernd: Überrascht hat mich vor allem der Qualitäts-Gewinn bei lokalen Modellen. Im Vergleich zu vor einem Jahr sind da Welten dazwischen. Ich mache nicht ständig Vergleiche, aber was die aktuellen Kauf-Modelle liefern ist nicht mehr so ganz weit weg von gemma3 und vergleichbaren Modellen.

Michael: Ich musste vor ein paar Wochen eine kleine REST-API in Python realisieren. Datenbank und API-Design hab‘ ich selbst gemacht, aber das Coding hat nahezu zu 100 Prozent die KI erledigt (Claude). Ich habe mich nach KI-Beratung für das FastAPI-Framework entschieden, das ich vorher noch nie verwendet habe. Insgesamt ist die (einzige) Python-Datei knapp 400 Zeilen lang. Acht Requests mit den dazugehörigen Datenstrukturen, Absicherung durch ein Time-based-Token, komplette, automatisch generierte OpenAPI-Dokumentation, Wahnsinn! Und ich habe wirklich nur einzelne Zeilen geändert. (Andererseits: Ich wusste wirklich ganz exakt, was ich wollte, und ich habe viel Datenbank- und Python-Basiswissen. Das hilft natürlich schon.)

So richtig enttäuscht haben mich KI-Tools in letzter Zeit selten. In meinem beruflichen Kontext ergeben sich die größten Probleme bei ganz neuen Frameworks, zu denen die KI zu wenig Trainingsmaterial hat. Das ist aber erwartbar und insofern keine Überraschung. Es ist vielmehr eine Bestätigung, dass KI-Tools keineswegs von sich aus ‚intelligent‘ sind, sondern zuerst genug Trainingsmaterial zum Lernen brauchen.

Was wäre dein größter Wunsch an KI-Coding-Tools?

Bernd: Gute Frage. Aktuell nerven mich ein bisschen die verschiedenen Plugins und die Konfigurationen für unterschiedliche Editoren. Wie gesagt, neovim ist für mich wichtig, da hast du, wie in OpenSource üblich, 23 verschiedene Plugins zur Auswahl :-) Zum Glück gibt es ollama, weil da können alle anbinden. Ich glaub M$ versucht das eh mit CoPilot, eine Lösung, die überall funktioniert, nur ich will halt lokale Modelle und nicht Micro$oft….

Sebastian: Im Moment komme ich mit dem Wünschen ehrlich gesagt gar nicht hinterher, so rasant wie sich alles entwickelt. Microsoft hat GitHub Copilot den Agent Mode spendiert, TypeScript wird “mehr copiloty” und bekommt APIs die eine engere Einbindung von LLMs in den Codingprozess erlauben. Wenn das alles in einer ausreichenden Qualität kommt, hab ich erstmal keine weiteren Wünsche.

Michael: Ich bin wie gesagt ein starker Nutzer der webbasierten KI-Tools. Was ich dabei über alles schätze ist die Möglichkeit, mir die gesamte Konversation zu merken (als Bookmark oder indem ich den Link als Kommentar in den Code einbaue). Ich finde es enorm praktisch, wenn ich mir später noch einmal anschauen kann, was meine Prompts waren und welche Antworten das damalige KI-Modell geliefert hat.

Eine vergleichbare Funktion würde ich mir für IDE-integrierte KI-Tools wünschen. Eine KI-Konversation in VSCode mit GitHub Copilot oder einem anderen Tool sowie die nachfolgenden Code-Umbauten sind später nicht mehr reproduzierbar — aus meiner Sicht ein großer Nachteil.

Beeinflusst die lokale Ausführbarkeit von KI-Tools deinen geplanten bzw. zuletzt durchgeführten Hardware-Kauf?

Bernd: zu 100%! Mein MacBook Pro (gebraucht gekauft, M2 Max mit 64GB) wurde ausschließlch aus diesem Grund gekauft und es war ein großer Gewinn.

Ich habe jetzt ein 2.100 EUR Thinkpad und ein 2.200 EUR MacBook. Rate mal was ich öfter verwende :-) . Die Hardware beim Mac (besonders das Touchpad) ist besser und ich habe quasi alle Linux-Tools auch am Mac (fish-shell, neovim, git, Browser, alle anderen UI-Programme). Wenn ich unter Linux arbeite, denke ich mir oft: »Ah, das kann ich jetzt nicht ollama fragen, weil das nur am MacBook läuft«. Natürlich könnte ich Claude verwenden, aber irgend etwas im Kopf ist dann doch so: »Das muss man jetzt nicht über den großen Teich schicken.«

4000 EUR für die Nvidia-Maschine, die ich zusätzlich zum Laptop mitnehmen muss, ist kein Ding für mich. Ich möchte einen Linux Laptop, der die LLMs so schnell wie der Mac auswerten kann (und noch ein gutes Touchpad hat). Das ist der Wunsch ans Christkind …

Michael: Ein ärgerliches Thema! Ich bin bei Hardware eher sparsam. Vor einem Jahr habe ich mir ein Apple-Notebook (M3 Pro mit 36 GB RAM) gegönnt und damit gerade mein Swift-Buch aktualisiert. Leider waren mir zum Zeitpunkt des Kaufs die Hardware-Anforderungen für lokale LLMs zu wenig klar. Das Notebook ist großartig, aber es hat zu wenig RAM. Den Speicher brauche ich für Docker, virtuelle Maschinen, IDEs, Webbrowser etc. weitgehend selbst, da ist kein Platz mehr für große LLMs.

Aus meiner Sicht sind 64 GB RAM aktuell das Minimum für einen Entwickler-PC mit lokalen LLMs. Im Apple-Universum ist das sündhaft teuer. Im Intel/AMD-Lager gibt es wiederum kein einziges Notebook, das — was die Hardware betrifft — auch nur ansatzweise mit Apple mithalten kann. Meine Linux- und Windows-Rechner kann ich zwar billig mit mehr RAM ausstatten, aber die GPU-Leistung + Speicher-Bandbreite sind vollkommen unzureichend. Deprimierend.

Ein externer Nvidia-Mini-PC (kein Notebook, siehe z.B. die diversen Ankündigungen auf notebookcheck.com) mit 128 GB RAM als LLM-Server wäre eine Verlockung, aber ich bin nicht bereit, dafür plus/minus 4000 EUR auszugeben. Da zahle ich lieber ca. 20 EUR/Monat für ein externes kommerzielles Tool. Aber derartige Rechner, wenn sie denn irgendwann lieferbar sind, wären sicher ein spannendes Angebot für Firmen, die einen lokalen LLM-Server einrichten möchten.

Generell bin ich überrascht, dass die LLM-Tauglichkeit bis jetzt kein großes Thema für Firmen-Rechner und -Notebooks zu sein scheint. Dass gerade Apple hier so gut performt, war ja vermutlich auch nicht so geplant, sondern hat sich mit den selbst entwickelten CPUs als eher zufälliger Nebeneffekt ergeben.

Sebastian: Ursprünglich war mein Plan auf die neuen NVIDIA-Karten zu warten. Nachdem ich aber im Moment eher auf kommerzielle Tools setze und sich mein neues MacBook zufällig als richtige KI-Maschine entpuppt, werde ich erstmal warten, wie sich die Preise entwickeln. Ich bin auch enttäuscht, dass NVIDIA den kleineren karten so wenig Speicher spendiert hat. Meine Hoffnung ist, dass nächstes Jahr die 5080 mit 24GB rauskommt, das wär dann genau meins.

DeepSeek kämpft mit schweren Vorwürfen

Von:MK
02. Februar 2025 um 09:00

Ein chinesisches Unternehmen sorgt derzeit für Aufsehen in der Tech-Welt. DeepSeek behauptet, ein KI-Modell entwickelt zu haben, das mit ChatGPT mithalten kann. Das ganze zu einem Bruchteil der üblichen Kosten. Statt Hunderte Millionen Dollar habe man lediglich fünf Millionen investiert. Zudem soll das Modell ohne die teuren Nvidia-Chips auskommen. Diese Ankündigung ließ die Nvidia-Aktie einbrechen. […]

Der Beitrag DeepSeek kämpft mit schweren Vorwürfen erschien zuerst auf fosstopia.

Deepseek: Chinas Antwort auf ChatGPT. Wo ist Europa?

Von:MK
29. Januar 2025 um 07:00

Eine chinesische KI namens Deepseek zieht aktuell weltweite Aufmerksamkeit auf sich. Ihre App stürmte an die Spitze von Apples App Store, was gleichzeitig die Aktienkurse führender US-Tech-Unternehmen ins Wanken brachte. Doch hinter dem Hype steckt mehr – und weniger –, als viele glauben. Die Aufregung dreht sich um die Behauptung, Deepseek habe für nur rund […]

Der Beitrag Deepseek: Chinas Antwort auf ChatGPT. Wo ist Europa? erschien zuerst auf fosstopia.

Künstliches Scheitern: Technische Diagramme mit KI-Tools zeichnen

19. Dezember 2024 um 18:34

Unser Buch Coding mit KI wird gerade übersetzt. Heute musste ich diverse Fragen zur Übersetzung beantworten und habe bei der Gelegenheit ein paar Beispiele aus unserem Buch mit aktuellen Versionen von ChatGPT und Claude noch einmal ausprobiert. Dabei ging es um die Frage, ob KI-Tools technische Diagramme (z.B. UML-Diagramme) zeichnen können. Die Ergebnisse sind niederschmetternd, aber durchaus unterhaltsam :-)

UML-Diagramme

Vor einem halben Jahr habe ich ChatGPT gebeten, zu zwei einfachen Java-Klassen ein UML-Diagram zu zeichnen. Das Ergebnis sah so aus (inklusive der falschen Einrückungen):

+-------------------------+
|         Main            |
+-------------------------+
| + main(args: String[]): void |
| + initializeQuestionPool(): List<Question> |
+-------------------------+

+-------------------------+
|        Question         |
+-------------------------+
| - text: String          |
| - answers: List<Answer> |
| - correctAnswers: List<Answer> |
+-------------------------+
| + Question(text: String, answers: List<Answer>, 
|            correctAnswers: List<Answer>) |
| + askQuestion(): void   |
| - validateAnswer(userInput: String): boolean |
+-------------------------+

Dabei war ChatGPT schon damals in der Lage, PlantUML- oder Mermaid-Code zu liefern. Der Prompt Please generate PlantUML code instead liefert brauchbaren Code, der dann in https://www.planttext.com/ visualisiert werden kann. Das sieht dann so aus:

ChatGPT lieferte den Code für das UML-Diagramm, planttext.com visualisiert ihn

Heute habe ich das ganze Beispiel noch einmal ausprobiert. Ich habe also den Java-Code für zwei Klassen an ChatGPT übergeben und um ein UML-Diagramm gebeten. Vorbei sind die ASCII-Zeiten. Das Ergebnis sieht jetzt so aus:

ChatGPT nennt diesen von DALL-E produzierten Irrsinn ein »UML-Diagramm«
Etwas mehr Kontext zum obigen Diagramm

Leider kann ich hier keinen Link zum ganzen Chat-Verlauf angeben, weil ChatGPT anscheinend nur reine Text-Chat-Verläufe teilen kann.

Visualisierung eines Docker-Setups

Beispiel zwei ergibt sich aus zwei Prompts:

Prompt: I want to build a REST application using Python and Django. The application will run in a Docker container. Do I need a proxy server in this case to make my application visible to the internet?

Prompt: Can you visualize the setup in a diagram?

In der Vergangenheit (Mitte 2024) lieferte ChatGPT das Diagramm als ASCII-Art.

+---------------------------+
|      Client Browser       |
+-----------+---------------+
            |
            v
+-----------+---------------+
|       Nginx Reverse Proxy |
|  (Handles SSL, Load       |
|   Balancing, etc.)        |
+-----------+---------------+
            |
            v
+-----------+----------------+
| Docker Container Network   |
|                            |
|  +----------+   +---------+|
|  |  Web     |   |  DB     ||
|  | Container|   |Container||
|  +----------+   +---------+|
|   (Django)       (Postgres)|
+----------------------------+

Erst auf die explizite Bitte liefert es auch Mermaid-Code, der dann unter https://mermaid.live/ gezeichnet werden kann.

Heute (Dez. 2024) gibt sich ChatGPT nicht mehr mit ASCII-Art ab sondern leitet den Diagrammwunsch an DALL-E weiter. Das Ergebnis ist eine Katastrophe.

ChatGPT’s jämmerlicher Versuch, ein einfaches Docker-Setup zu visualisieren

Auch Claude.ai zeichnet selbstbewusst ein Diagramm des Docker-Setups. Dabei wird intern Mermaid verwendet.

Claude leidet offensichtlich unter bedrohlichen Farbstörungen, aber inhaltlich ist das Ergebnis besser als bei ChatGPT
Hier der relevante Teil des Chat-Verlaufs mit Claude

Fazit

Die Diagramme haben durchaus einen hohen Unterhaltungswert. Aber offensichtlich wird es noch ein wenig dauern, bis KI-Tools brauchbare technische Diagramme zeichnen können. Der Ansatz von Claude wirkt dabei erfolgsversprechender. Technische Diagramme mit DALL-E zu erstellen wollen ist doch eine sehr gewagte Idee von OpenAI.

Die besten Ergebnisse erzielen Sie weiterhin, wenn Sie ChatGPT, Claude oder das KI-Tool Ihrer Wahl explizit um Code in PlantUML oder Mermaid bitten. Den Code können Sie dann selbst visualisieren und bei Bedarf auch weiter optimieren.

ChatGPT wird zwei Jahre alt

30. November 2024 um 22:20

Am heutigen 30. November jährt sich die Veröffentlichung von ChatGPT zum zweiten Mal. Die zwei Jahre fühlen sich wie vier an, wenn man bedenkt, was alles passiert ist. Blicken wir auf einige Entwicklungen zurück.

ChatGPT hat die Forschung im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI) auf den Kopf gestellt. KI wurde in der Öffentlichkeit bis 2022 mit verschiedenen Teilbereichen wahrgenommen, z. B. Spamfilterung, Bilderkennung, Texterkennung, Klassifikation von Bildern und Texten oder Vorhersagen. Generative Modelle waren eine Nische und vielen eher durch Anwendung des Deepfakes bekannt, bei denen es darum geht, (bewegte) Bilder so gut wie möglich hochrealistisich zu approximieren und nach Belieben anzupassen.

Veränderte Forschungslandschaft

Mittlerweile könnte man annehmen, dass in der Öffentlichkeit KI, ML und LLM synonym betrachtet werden (was zum Glück nicht so gilt). Über diese Vereinfachung könnte man sich jetzt aufregen, sollte es aber differenziert betrachten. Einerseits lernen viel mehr Menschen KI kennen als vorher. Wenn diese Anwender auch nur eine der Technologien, sei es LLM, einsetzen, ist es gewissermaßen eine Bereicherung. Andererseits versuchen viele, bestehende Verfahren und Technologien auf LLMs anzuwenden. Zum Beispiel kann eine Klassifikation (z. B. Spam oder nicht Spam?) entweder mit einem spezialisierten Modell (z. B. Bayes) durchgeführt werden – oder ChatGPT kann einfach nach der Einordnung gefragt werden. Dieser Einsatz ist kritischer zu hinterfragen, weil Nebeneffekte wie Halluzinationen bisher zuverlässige Aufgaben verwässern: wenn ein Klassifikator mit der Softmax-Funktion zwischen 4 Kategorien entscheiden soll, kann er sich nur für eine Kategorie entscheiden. LLMs hingegeben können mit einer neuen Kategorie antworten.

An dieser Stelle sollte erwähnt werden, was ChatGPT eigentlich ist: Es war, ist und bleibt wohl vorerst eine aufgepumpte Textvervollständigungsmaschine. Dabei können die Modelle zum jetzigen Forschungsstand weder das Gesagte konzeptionalisieren, noch einen inneren Sinn anwenden. Die Modelle wurden darauf trainiert, kohärente Texte für Eingaben auszugeben. So kann eine Anfrage wie "Was ist 2+2?" sicherlich durch Training mit 4 beantwortet werden. Das Modell ist jedoch an sich nicht in der Lage, beliebige Rechenaufgaben mit der Präzision eines Taschenrechners zu beantworten.

Das Spannende ist aber der Zusatz "an sich", den ich der Vollständigkeit halber erwähnen muss. Denn die Forscher und Entwickler haben begonnen, diese Schwäche mit Tricks zu kompensieren. Beim Toolformer-Ansatz wird das LLM darauf optimiert, anstatt einer direkten Antwort einen Funktionsaufruf an der passenden Stelle möglichst syntaktisch korrekt auszugeben, z. B. Das Ergebnis von 2+2 ist [Calculator(2+2)]. Die LLM-Ausgabe kann dann anschließend einem Interpreter übergeben werden, der für vorgegebene Funktionen deterministisch korrekt die Berechnung durchführt und das Ergebnis an der Stelle einfügt.

Es lässt sich erahnen, dass LLMs mittlerweile mehr als das reine Modell sind. Die Ausgaben werden technisch durch gezielte Fragestellung, das Prompt Engineering, in eine bestimmte Richtung gelenkt und anschließend angereichert. Diese Schritte können beliebig oft wiederholt werden. Baut man dieses Verfahren so aus, dass in der Antwort bestimmte Aktionen benannt werden, auf die dann wieder Eingaben folgen, kann man Agenten bauen. Das ist ein jahrzenhntealter Ansatz, der jetzt wieder in Mode kommt.

Dieses Ökosystem ist umfangreich und wächst immer weiter. Nur, weil ich ein Large Language Model habe, habe ich noch kein funktionierenden ChatGPT-Klon. Vielmehr gilt es, operative und technische Herausforderungen im Backend zu lösen (Stichwort GPUs und Clustering) und das Modell in eine Pipeline einzubetten. Das Training allein reicht somit nicht mehr aus – bildet aber auch keine Voraussetzung mehr, wie wir später sehen.

Grundsätzlich ist es gut, wenn mehr Aufmerksamkeit der Erforschung künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen gewidmet wird. Die durch die hohen Trainingskosten notwendig gewordene Kommerzialisierung zur Finanzierung hat allerdings auch umfangreiche Auswirkungen gehabt. Die Start-up-Welt verschob sich nicht nur von Blockchain, Metaversum und Fintech hin zu AI, sondern wurde getrieben vom Ziel, das beste Modell zu trainieren. Rückblickend ein Himmelfahrtskommando, wenn man sieht, wie schnell neue Modelle veröffentlicht wurden und wie gering der Return-on-Invest ausfallen kann.

Das Jahr 2023 fühlte sich an, als würde jedes KI-Labor eines jeden größeren Konzerns die Zwischenergebnisse seiner LLM-Leute veröffentlichen. Jede Woche gab es neue Papers, die nicht mehr in jährlichen begutachteten Konferenzen, sondern als Preprint auf arXiv veröffentlicht wurden. LLMs gibt es schon seit über 5 Jahren, aber die Zuverlässigkeit und verbundene Aufmerksamkeit wurde erst mit dem Durchbruch von InstructGPT ermöglicht, was die Basis von ChatGPT in der ersten Version bildete. In 2023 habe ich aktiv eine LLM-Timeline gepflegt und es wurde deutlich, dass "jeder" es einmal versuchen wollte, Beispiel BloombergGPT. Jeder einzelne Beitrag war dabei wertvoll, es war jedoch schwer, den Überblick zu behalten.

Der Gewinner: Open Source

Der Gewinner der letzten zwei Jahre war jedoch nicht nur OpenAI, das letztes Jahr um diese Zeit mit Machtkämpfen (wired.com) beschäftigt war. Vielmehr hat mit Meta (Facebook) ein Unternehmen das Ruder an sich gerissen, von dem man es am wenigsten erwartet hätte, und einen Beitrag geleistet, den man sich noch weniger hätte vorstellen können. Der zeitlich passende Shift von Metaverse zu AI war die Überraschung der letzten Jahre, wie man auch im Aktienkurs sehen konnte.

Die Problematik war, dass die bereits erwähnte Kommerzialisierung zu proprietären Modellen geführt hat, bei denen weder die Gewichte als Basisdaten veröffentlicht noch die Mitbenutzung erlaubt wurde. Durch das aufwändige Training und die hohe Anpassungsfähigkeit an neue Aufgaben hatte auf einmal das Modell an sich einen Wert. Davor war es entweder die Methodik, wie man ein solches Modell trainiert und einsetzt (das - und nur das - ist im Übrigen in der Regel auch nur wissenschaftlich publikationfähig) oder der Datensatz selber, auf dem trainiert wurde. Das Modell konnte man sich früher einfach selber erzeugen und so die Experimente reproduzieren.

Meta AI war nun einer der ersten großen Anbieter, die mit LLaMA im Februar 2023 ein Modell aufwändig trainiert und dann zum Download freigegeben haben. Das geschah allerdings noch unter einer recht restriktiven Lizenz und mit persönlicher Voranmeldung, war aber eines der ersten Modelle, das an die Leistung von OpenAI im entferntesten herankam. Interessanterweise war es auch die ausbleibende Klagewelle, die zur Verbreitung und Weiterentwicklung der Modelle führte, die rechtlich mindestens in einem Graubereich geschah und fast schon an die Einführung der Kartoffel in Deutschland erinnerte.

Spätere Versionen wie Llama 3 wurden unter freizuzügigeren Lizenzen veröffentlicht. Bei diesen lässt sich streiten, ob man sie als Open Source bezeichnen kann. Fest steht, dass für den Einsatz somit Modelle bereitstehen, an denen man lokal testen und sie ggfs. auf eigene Trainingsdaten anpassen kann. Bei der Bilderkennung wurde hierbei üblicherweise der Begriff Transfer Learning verwendet, bei LLMs wurde das Verfahren als Finetuning bekannt. Somit war auch die Bezeichnung von Foundation Models geboren, die die Basis für Finetuning bilden.

Aus Europa stammt ein zwischenzeitlich ähnlich leistungsstarkes Modell mit dem Namen Mistral, das mit der Apache-2.0-Lizenz auch eine echte, anerkannte Open-Source-Lizenz trägt. Der Trend geht somit Richtung Open Source. Zieht man die Parallele zu den Betriebssystemen mit Windows und Linux, ist es schon sehr überraschend, dass in einer solchen Massentechnologie mit technsichen und finanziellen Hürden tatsächlich so schnell der Gedanke der Open-Source-Kultur keimt.

Gesellschaft und Regulierung

Eine weitere Parallele ist die gesellschaftliche Akzeptanz. Diese ist verglichen mit dem Jahr 2000 überraschend hoch. Während Wikipedia als Konkurrenz zur gedruckten Enzyklopädie zu meiner Schulzeit mindestens verachtet wurde, ist ChatGPT als Alternative zur eigenen Arbeitsleistung überraschend salonfähig. Es gilt vielmehr ein "Es geht nicht weg, wir müssen damit klarkommen!" als ein "Wir müssen es unbedingt bekämpfen!".

Bleibt zum Schluss noch der Blick auf die Regulierung. Die Veröffentlichung von ChatGPT kam in dieser Hinsicht zu einem ungünstigen Zeitpunkt. Die Europäische Kommission hat sich in den vergangenen Jahren vorgenommen, den Einsatz in bestimmten Bereichen der künstlichen Intelligenz im Hinblick auf z. B. Scoring-Systemen für Kredite oder Gesichtserkennung zu regulieren. Also typische Einsatzbereiche, die man sich zu der Zeit vorstellte. Ein erster Gesetzesentwurf wurde Anfang 2021, also ein halbes Jahr vor ChatGPT, vorgelegt. Mit ChatGPT kam dann in dem Gesetzgebungsverfahren so richtig Fahrt auf, sodass einerseits die Gegner von KI-Systemen mit einem großen Verbotshebel in der Verhandlung antraten, die Befürworter die Verordnung nicht aus den Augen verloren und die Investitionsträger von KI-Start-ups ihre wirtschaftliche Position bewahren wollten. Das Ergebnis war, dass Foundation Modelle in die Verordnung aufgenommen wurden, aber ab einer Grenze, die scheinbar ihren geistigen Ursprung interessanterweise in der einer zeitgleich entwickelten Executive Order 14110 des US-Präsidenten Joe Biden hat. Zwischenzeitlich ging es darüber hinaus um die strikte Regulierung jeglicher statistischer Methoden. Dies wurde glücklicherweise aber noch abgeschwächt.

Mittlerweile ist der AI Act von der EU in Kraft. So unnötig ich die Regulierung zu einem solch frühen Zeitpunkt halte, so halte ich die Ausnahme großer Teile der Forschung von der Regulierung als wichtige Errungenschaft. Dass man heute aber für Dinge kämpfen muss, die gestern noch selbstverständlich wären (Forschungsfreiheit), ist auch ein Zeichen gesellschaftlicher Umwälzungen.

Interessanterweise gibt es aber mit der TDM-Schranke auch EU-Voragben, die im in dieser Thematik nicht zu unterschätzenden Urheberrecht dem Training von LLMs zuträglich sein können. Ob und inwiefern diese Schranke für Wissenschaft und Wirtschaft anwendbar ist, wird aktuell durch Gerichtsverfahren und Gutachten geklärt.

Fazit

Ich nutze ChatGPT regelmäßig und sehr gerne und finde daher die Veröffentlichung vor zwei Jahren einen wichtigen Meilenstein, zumal es sehr gut bei Übersetzung oder Grammatikoptimierung hilft (dieser Text ist aber menschengeschrieben). Tatsächlich habe ich knapp ein Jahr vorher schon begonnen, mit GPT-3 zu arbeiten, weil es zu der Zeit schon recht populär war, aber noch viel manuelle Arbeit für gute Ergebnisse erforderte. Mit ChatGPT hat sich die Zugänglichkeit und Qualität von LLMs deutlich vereinfacht, weswegen ich den kometenhaften Aufstieg des Produktes gerechtfertigt sehe.

2023 befand sich allerdings die gesamte Techindustrie regelrecht in einem Wahnzustand. Die anfangs hohen Erwartungen, die in die Werkzeuge gesteckt wurden, konnten teilweise erfüllt werden. Wie hoch die Erwartungen allerdings tatsächlich waren, zeigt sich erst, wenn die Investments realisiert werden.

LLMs sind der Hammer, mit dem jedes Problem wie ein Nagel aussieht. Für die Zukunft wünsche ich mir mehr Differenzierung, da es mehr als LLMs in der KI-Welt gibt. Dabei blicke ich gespannt auf die Robotik, weil sich hier ein weiterer großer Anwendungszweck der KI befindet, der auf seinen Durchbruch wartet. Schauen wir, was uns die nächsten Jahre bringen.

Sprachmodelle (LLMs) lokal ausführen

18. April 2024 um 18:38

ChatGPT, Copilot & Co. verwenden Large Language Models (LLMs). Diese werden auf leistungsstarken Servern ausgeführt und als Cloud-Services angeboten. Das funktioniert wunderbar. Aber nicht jeder will Daten, Text und Code ständig in die Cloud hochladen. Kann man also — mit »gewöhnlicher« Hardware — LLMs auch lokal ausführen?

Tatsächlich ist das verblüffend einfach. Das Tool der Wahl heißt Ollama. Was Docker für Container ist, ist Ollama für LLMs!

Ollama kann ziemlich mühelos unter Linux, macOS und Windows installiert werden. Unter Windows und macOS starten Sie Ollama als Hintergrunddienst mit einer winzigen grafischen Oberfläche (im Prinzip nur ein Icon, das den Status anzeigt). Unter Linux richten Sie den Dienst mit systemctl ein:

systemctl enable --now ollama
Ollama läuft im Terminal, kann aber auch per API genutzt werden (z.B. zur Realisierung einer Web-Schnittstelle).

Ollama anwenden

Jetzt können Sie Ollama mit dem gleichnamigen Kommando im Terminal ausführen. Mit ollama run <llmname> installieren Sie eines der öffentlich verfügbaren Sprachmodelle (mehr dazu im nächsten Abschnitt) und können dann im Textmodus Kommandos ausführen:

ollama run llama2

>>> I need a regex to verify a date in US format. Can you help?

Of course! To match a date in the format of "MM/DD/YYYY" (month-day-year) 
or "MM/DD/YYYY HH:MM AM/PM", you can use the following regular expression:

\b(\d{1,2}/\d{1,2}/\d{4})|(\d{1,2}/\d{1,2}/\d{4} \d{0,2})?\b

Here's a breakdown of how this regex works:

* \b: Matches a word boundary (the start or end of a word) to ensure 
  we're matching the entire date field.

* (\d{1,2}/\d{1,2}/\d{4}): Matches the month/day/year format. The 
  (\d{1,2}) captures the month and day as individual digits (0-2 
  digits for the month and 1-2 digits for the day). The / separates 
  the date components.

* |: Or, used to match the alternative format.

* (\d{1,2}/\d{1,2}/\d{4} \d{0,2})?: Matches the month/day/year with 
  time format. The (\d{1,2}) captures the month and day as individual 
  digits (0-2 digits for the month and 1-2 digits for the day). The / 
  separates the date components. The \d{0,2} matches the time component 
  (0-2 digits representing the hour and minute).

* \b: Matches a word boundary to ensure we're matching the entire date field again.

Note that this regex will match both US and international dates in the 
"MM/DD/YYYY" format, as well as dates in the "MM/DD/YYYY HH:MM AM/PM" 
format. If you need a more specific format (e.g., only US dates), 
feel free to modify the regex accordingly.

Manche Sprachmodelle können auch Deutsch (nochmals llama2), wenngleich die sprachliche Qualität mitunter nur mittelmäßig ist.

>>> Was ist der Dopplereffekt?

Der Dopplereffekt ist ein physikalischer Effekt, der durch die Beugung von
Lichtwellen verursacht wird, wenn diese durch eine mediummässige Materie
passt. In einer bestimmten Umgebung oder Situation kann das Licht, das durch
eine bestimmte Fläche oder ein Objekt passt, sich "verlangsamen" und eine
Dopplereffekthelligkeit erzeugen.

Der Dopplereffekt ist ein spezifischer Effekt, der auf der Beugung von
Lichtwellen basiert. Wenn Licht durch ein Medium passt, wird es durch die Faser
des Mediums beugt und umgestaltet. Die Intensität des Lichts, das durch ein
Medium passt, kann sich durch den Dopplereffekt ändern.

Im Alltag können wir den Dopplereffekt beispielsweise bei der Anähnlichkeit von
Objekten in einer Ferne sehen. Wenn ein Auto oder eine andere Objekte in der
Ferne auf uns zukommt, wird es durch die Luft des Raumes beugt und erscheint
größer und weiter weg, als es tatsächlich ist.

Der Dopplereffekt kann auch in anderen Bereichen wie der Optik, Elektrotechnik
oder Medizin verwendet werden. Zum Beispiel können Dopplereffekte in der
Medizin verwendet werden, um die Blutungen in einem Körperteil zu bestimmen.

Es gibt verschiedene Arten von Dopplereffekten, darunter:

* LichtDopplereffekt: Der Effekt, den das Licht erzeugt, wenn es durch ein
  Medium passt.
* ZeitDopplereffekt: Der Effekt, den die Zeit erzeugt, wenn sie durch ein
  Objekt oder eine bestimmte Umgebung verändert wird.
* Räumliche Dopplereffekte: Der Effekt, den die räumliche Position von Objekten
  oder der Standort eines Beobachters auf die Erscheinung des Dopplereffekts
  ausübt.

Insgesamt ist der Dopplereffekt ein interessanter und wichtiger
physikalischerEffekt, der in vielen Bereichen der Wissenschaft und Technologie
Verwendung findet.

Ollama stellt seine Funktionen über eine REST-API zur Verfügung und kann somit lokal auch durch eigene Scripts und Editor-Plugins (z.B. Continue für VSCode) genutzt werden. Natürlich gibt es auch Module/Bibliotheken für diverse Sprachen, z.B. für Python.

Öffentliche Sprachmodelle

Die bekanntesten Sprachmodelle sind zur Zeit GPT-3.5 und GPT-4. Sie wurden von der Firma openAI entwickelt und sind die Basis für ChatGPT. Leider sind die aktellen GPT-Versionen nicht öffentlich erhältlich.

Zum Glück gibt es aber eine Menge anderer Sprachmodelle, die wie Open-Source-Software kostenlos heruntergeladen und von Ollama ausgeführt werden können. Gut geeignet für erste Experimente sind llama2, gemma und mistral. Einen Überblick über wichtige, Ollama-kompatible LLMs finden Sie hier:

https://ollama.com/library

Noch viel mehr LLMs finden Sie auf HuggingFace, einer öffentlichen Plattform für KI-Forscher und -Anwender:

https://huggingface.co/models

Viele Sprachmodelle stehen in unterschiedlicher Größe zur Verfügung. Die Größe wird in der Anzahl der Parameter gemessen (7b = 7 billions = 7 Milliarden). Die Formel »größer ist besser« gilt dabei nur mit Einschränkungen. Mehr Parameter versprechen eine bessere Qualität, das Modell ist dann aber langsamer in der Ausführung und braucht mehr Platz im Arbeitsspeicher. Die folgende Tabelle gilt für llama2, einem frei verfügbaren Sprachmodell der Firma Meta (Facebook & Co.).

Name.        Parameter     Größe
----------  ----------  --------
llama2           7 Mrd.     4 GB
llama2:13b      13 Mrd.     7 GB
llama2:70b      70 Mrd.    39 GB

Wenn Sie llama2:70b ausführen wollen, sollte Ihr Rechner über 64 GB RAM verfügen.

Update: Quasi zugleich mit diesem Artikel wurde llama3 fertiggestellt (Details und noch mehr Details). Aktuell gibt es zwei Größen, 8b (5 GB) und 80b (40 GB).

Bildverarbeitung

Ollama kann aber auch KI-Modelle zur Bildverarbeitung ausführen, z.B. LLaVA (siehe https://ollama.com/blog/vision-models).

ollama run llava:13b

>>> describe this image: raspap3.jpg 

Added image 'raspap3.jpg' 

The image shows a small, single-board computer like the Raspberry Pi 3, which is 
known for its versatility and uses in various projects. It appears to be connected 
to an external device via what looks like a USB cable with a small, rectangular
module on the end, possibly an adapter or expansion board. This connection
suggests that the device might be used for communication purposes, such as
connecting it to a network using an antenna. The antenna is visible in the
upper part of the image and is connected to the single-board computer by a
cable, indicating that this setup could be used for Wi-Fi or other wireless
connectivity.

The environment seems to be an indoor setting with wooden flooring, providing a
simple and clean background for the electronic components. There's also a label
on the antenna, though it's not clear enough to read in this image. The setup
is likely part of an electronics project or demonstration, given the simplicity
and focus on the connectivity equipment rather than any additional peripherals
or complex arrangements.

Eigentlich eine ganz passable Beschreibung für das folgende Bild!

Auf dem Bild ist ein Raspberry Pi 3B+ mit angeschlossenem USB-WLAN-Adapter und Netzwerkkabel zu sehen. Der WLAN-Adapter ist über einen der USB-Ports verbunden, während das gelbe Ethernet-Kabel in den LAN-Port eingesteckt ist. Der Raspberry Pi wird zusätzlich über ein schwarzes Micro-USB-Kabel mit Strom versorgt.
Raspberry Pi 3B+ mit USB-WLAN-Adapter

Praktische Erfahrungen, Qualität

Es ist erstaunlich, wie rasch die Qualität kommerzieller KI-Tools — gerade noch als IT-Wunder gefeiert — zur Selbstverständlichkeit wird. Lokale LLMs funktionieren auch gut, können aber in vielerlei Hinsicht (noch) nicht mit den kommerziellen Modellen mithalten. Dafür gibt es mehrere Gründe:

  • Bei kommerziellen Modellen fließt mehr Geld und Mühe in das Fine-Tuning.
  • Auch das Budget für das Trainingsmaterial ist größer.

  • Kommerzielle Modelle sind oft größer und laufen auf besserer Hardware. Das eigene Notebook ist mit der Ausführung (ganz) großer Sprachmodelle überfordert. (Siehe auch den folgenden Abschnitt.)

Wodurch zeichnet sich die geringere Qualität im Vergleich zu ChatGPT oder Copilot aus?

  • Die Antworten sind weniger schlüssig und sprachlich nicht so ausgefeilt.
  • Wenn Sie LLMs zum Coding verwenden, passt der produzierte Code oft weniger gut zur Fragestellung.

  • Die Antworten werden je nach Hardware viel langsamer generiert. Der Rechner läuft dabei heiß.

  • Die meisten von mir getesteten Modelle funktionieren nur dann zufriedenstellend, wenn ich in englischer Sprache mit ihnen kommuniziere.

Die optimale Hardware für Ollama

Als Minimal-Benchmark haben Bernd Öggl und ich das folgende Ollama-Kommando auf diversen Rechnern ausgeführt:

ollama run  llama2 "write a python function to extract email addresses from a string" --verbose

Die Ergebnisse dieses Kommandos sehen immer ziemlich ähnlich aus, aber die erforderliche Wartezeit variiert beträchtlich!

Update: Grafische Darstellung der Geschwindigkeit unter https://kofler.info/mini-benchmark-fuer-die-ausfuehrung-lokaler-sprachmodelle/

Lenovo T16, Linux. 12th Gen Intel i5-1250P cores=12, 32 GiB RAM, Alder Lake-P Integrated Graphics Controller

total duration:       4m7.981004535s
load duration:        979.201µs
prompt eval count:    31 token(s)
prompt eval duration: 3.061771s
prompt eval rate:     10.12 tokens/s
eval count:           478 token(s)
eval duration:        4m4.913456s
eval rate:            1.95 tokens/s

Lenovo P1 (2018), Linux. Intel i8750H 6 cores / 12 threads, 32 GiB RAM, NVIDIA Quadro P1000

Die GPU wurde nicht genutzt.

total duration:       1m48.168754835s
load duration:        204.369µs
prompt eval duration: 146.12ms
prompt eval rate:     0.00 tokens/s
eval count:           629 token(s)
eval duration:        1m48.021933s
eval rate:            5.82 tokens/s 

MacBook Air 2020, M1, 8GiB RAM

total duration:       52.303529042s
load duration:        4.741221334s
prompt eval count:    31 token(s)
prompt eval duration: 331.908ms
prompt eval rate:     93.40 tokens/s
eval count:           567 token(s)
eval duration:        47.211456s
eval rate:            12.01 tokens/s

MacBook Air M2 2023, 24 GB

total duration:       35.853232792s
load duration:        5.297790333s
prompt eval count:    32 token(s)
prompt eval duration: 211.272ms
prompt eval rate:     151.46 tokens/s
eval count:           617 token(s)
eval duration:        30.343375s
eval rate:            20.33 tokens/s

MacBook Pro M3 Pro 2023, 36 GB

total duration:       28.392226667s
load duration:        5.532561667s
prompt eval count:    31 token(s)
prompt eval duration: 119.313ms
prompt eval rate:     259.82 tokens/s
eval count:           667 token(s)
eval duration:        22.740198s
eval rate:            29.33 tokens/s 

Bzw. mit llama3:8b: 26,6 tokens/s.

Windows PC i7 64GB RAM + Nvidia 3070

total duration:       12.9912206s
load duration:        5.2628606s
prompt eval count:    31 token(s)
prompt eval duration: 83.136ms
prompt eval rate:     372.88 tokens/s
eval count:           514 token(s)
eval duration:        7.644094s
eval rate:            67.24 tokens/s 

Linux PC, AMD Ryzen 5 7600 64 GB RAM + Nvidia RTX3090 mit 24 GB RAM

(mit llama3)

total duration:       5.008054596s
load duration:        899.374µs
prompt eval duration: 17.275ms
prompt eval rate:     0.00 tokens/s
eval count:           473 token(s)
eval duration:        4.948306s
eval rate:            95.59 tokens/s

Grundsätzlich kann Ollama GPUs nutzen (siehe auch hier und hier). Im Detail hängt es wie immer vom spezifischen GPU-Modell, von den installierten Treibern usw. ab. Wenn Sie unter Linux mit einer NVIDIA-Grafikkarte arbeiten, müssen Sie CUDA-Treiber installieren und ollama-cuda ausführen. Beachten Sie auch, dass das Sprachmodell im Speicher der Grafikkarte Platz finden muss, damit die GPU genutzt werden kann.

Apple-Rechner mit M1/M2/M3-CPUs sind für Ollama aus zweierlei Gründen ideal: Es gibt keinen Ärger mit Treibern, und der gemeinsame Speicher für CPU/GPU ist vorteilhaft. Die GPUs verfügen über so viel RAM wie der Rechner. Außerdem bleibt der Rechner lautlos, wenn Sie Ollama nicht ununterbrochen mit neuen Abfragen beschäftigen. Allerdings verlangt Apple leider vollkommen absurde Preise für RAM-Erweiterungen.

Zum Schluss noch eine Bitte: Falls Sie Ollama auf Ihrem Rechner installiert haben, posten Sie bitte Ihre Ergebnisse des Kommandos ollama run llama2 "write a python function to extract email addresses from a string" --verbose im Forum!

Quellen/Links

Weitere Links zum Thema GPU/NPU-Nutzung:

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