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Thema: Der selbstlernende Schachcomputer ist Realität

  1. #1
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    Der selbstlernende Schachcomputer ist Realität

    Der selbstlernende Schachcomputer ist Realität. Der Schachcomputer AlphaZero von AlphaGo hat sich in nur vier Stunden Schach selbst beigebracht und konnte mit dem neuen Mechanismus gleich das laut Artikel stärkste Schachprogramm Stockfisch 8 deutlich bezwingen. Mit einem 64:36-Sieg wurde in einem Marathonkampf keine einzige Niederlage hingenommen. Die Entwicklungsfirma war bislang, wie der Name schon andeutet, auf das asiatische Strategiespiel Go spezialisiert. Da Go eine noch größere Komplexität als Schach aufweist und die Brute-Force-Methode damit an ihre Grenzen stößt, wurde mit den Monte-Carlo-Algorithmus ein neues Verfahren angewandt; mit den randomisierten Algorithmen kam das Programm der Spielstärke der stärksten Go-Spieler der Welt schon sehr nahe. Dieses System wandte AlphaZero nun im Schach an und übertrumpfte damit sämtliche Schachcomputer mit einem Schlag, die mit etablierten Verfahren arbeiteten. Das ist umso beeindruckender, als dass die Systeme der Schachcomputer über Dekaden immer ausgereifter geworden waren. Dieser Durchbruch führt zu neuen schachlichen Erkenntnissen wie auch im Bereich der KI, wo Schach zwar nicht mehr die dominante Stellung wie früher behauptet, sondern mit Go, asiatischen Schachvarianten und Poker um die Gunst der KI-Forscher konkurriert. Das ist keine Progression, sondern eine Revolution im Bereich der Schachcomputer.

    Das Wissenschaftsmagazin stellte in diesem Zusammenhang die rhetorische Frage, ob die Ära der "spezialisierten Schachcomputer" nun vorbei sei: http://www.spektrum.de/news/kuenstli...r-welt/1524575
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  2. #2
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    AW: Der selbstlernende Schachcomputer ist Realität

    Das ist schwer zu verdauen.

    https://www.chess.com/news/view/goog...100-game-match

    Chess changed forever today. And maybe the rest of the world did, too.

    A little more than a year after AlphaGo sensationally won against the top Go player, the artificial-intelligence program AlphaZero has obliterated the highest-rated chess engine.

    Stockfish, which for most top players is their go-to preparation tool, and which won the 2016 TCEC Championship and the 2017 Chess.com Computer Chess Championship, didn't stand a chance. AlphaZero won the closed-door, 100-game match with 28 wins, 72 draws, and zero losses.
    Nun gut, AlphaZero läuft auf speziellen "TPU"-Prozessoren, die von Google genau für diese Art von Rechenoperationen entwickelt wurden. Diese Geräte können eine unvorstellbare Menge von Rechnungen mit vergleichsweise sehr geringer Genauigkeit durchführen. Da Rechengenauigkeit für diesen speziellen Anwendungsfall nicht so wichtig ist, kann man an dieser Stelle sparen (8 Bit statt 64 Bit).

    https://de.wikipedia.org/wiki/Tensor...ite_Generation
    Diese TPUs besitzen eine Rechenleistung von 180 TFLOPS und werden zu einem „Pod“ mit 11,5 PFLOPS zusammengeschaltet.
    Das erreicht kein Heimcomputer mit klassischen Prozessoren auch nur annähernd.

    180 Tera-FLOPS sind 180.000 Giga-FLOPS.
    11,5 Peta-FLOPS sind 11.500.000 Giga-FLOPS.

    https://de.wikipedia.org/wiki/Floati...ons_Per_Second
    Zwei-Sockel-Server mit Intel E5-2670 (2,6 GHz, 8 Kerne)

    2,6 × 8 × 8 × 2 = 332,8 GFLOPS
    332,8 ist ein bisschen weniger als 11500000.

    Auch wenn man Grafikkarten einsetzt, erreicht man diese Zahlen nicht. Eine Nvidia Titan Xp hat 12.150 GFLOPS und kostet über 1000 Euro. Man müsste fast eine Million Euro ausgeben, um die Rechenleistung eines TPU-Pods mit solchen Grafikkarten zu erreichen.


    Das Originaldokument erwähnt leider nicht, auf welchem Computer Stockfish überhaupt ausgeführt wurde:

    https://arxiv.org/pdf/1712.01815.pdf
    AlphaZero and the previous AlphaGo Zero used a single machine with 4 TPUs. Stockfish and Elmo played at their strongest skill level using 64 threads and a hash size of 1GB.
    Das ist merkwürdig nichtssagend. 64 Threads kann ich auch auf einem einzelnen 1-MHz-Prozessor ausführen. Sind 64 getrennte CPUs gemeint? Oder vielleicht 64 Kerne? Und wie sehen die aus?
    http://musescore.com/tobefree

    Zitat Zitat von derair
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  3. #3
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    AW: Der selbstlernende Schachcomputer ist Realität

    hash size von 1GHz bei 64 threads ist sehr tief. Auch 1 minute pro zug ist merkwürdig, wie wurde die ausgewählt? Etwa weil genau da stockfish verliert?

    Ich habe ein wenig das gefühl, die Stockfish-einstellungen und die partie-bedingungen wurde so "getuned", damit das resultat auch stimmt.

    Um was wirklich aussagekräftiges zu haben hätte man den mach gegen stockfish unter TCEC-bedingungen laufen lassen sollen...
    Zitat Zitat von Sam Collins
    I think people need to emphasise skills over knowledge. It's no good playing 30 moves of Dragon theory if you blunder on move 31. The fact that modern tournaments can be watched with engines creates a false impression that chess is easy, and players often forget to work on basic skills like calculation.

  4. #4
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    AW: Der selbstlernende Schachcomputer ist Realität

    Hier sind mal ein paar Spiele von AlphaZero. Das ist schon ein bisschen Schach von einem anderen Stern, und auch unsere Analyseprogramme wären hier überfordert:

    [Event "AlphaZero - Stockfish"]
    [Site "London ENG"]
    [Date "2017.12.04"]
    [EventDate "?"]
    [Round "?"]
    [Result "1-0"]
    [White "AlphaZero (Computer)"]
    [Black "Stockfish (Computer)"]
    [ECO "E15"]
    [WhiteElo "?"]
    [BlackElo "?"]
    [PlyCount "119"]

    1. Nf3 Nf6 2. c4 b6 3. d4 e6 4. g3 Ba6 5. Qc2 c5 6. d5 exd5
    7. cxd5 Bb7 8. Bg2 Nxd5 9. O-O Nc6 10. Rd1 Be7 11. Qf5 Nf6
    12. e4 g6 13. Qf4 O-O 14. e5 Nh5 15. Qg4 Re8 16. Nc3 Qb8
    17. Nd5 Bf8 18. Bf4 Qc8 19. h3 Ne7 20. Ne3 Bc6 21. Rd6 Ng7
    22. Rf6 Qb7 23. Bh6 Nd5 24. Nxd5 Bxd5 25. Rd1 Ne6 26. Bxf8
    Rxf8 27. Qh4 Bc6 28. Qh6 Rae8 29. Rd6 Bxf3 30. Bxf3 Qa6 31. h4
    Qa5 32. Rd1 c4 33. Rd5 Qe1+ 34. Kg2 c3 35. bxc3 Qxc3 36. h5
    Re7 37. Bd1 Qe1 38. Bb3 Rd8 39. Rf3 Qe4 40. Qd2 Qg4 41. Bd1
    Qe4 42. h6 Nc7 43. Rd6 Ne6 44. Bb3 Qxe5 45. Rd5 Qh8 46. Qb4
    Nc5 47. Rxc5 bxc5 48. Qh4 Rde8 49. Rf6 Rf8 50. Qf4 a5 51. g4
    d5 52. Bxd5 Rd7 53. Bc4 a4 54. g5 a3 55. Qf3 Rc7 56. Qxa3 Qxf6
    57. gxf6 Rfc8 58. Qd3 Rf8 59. Qd6 Rfc8 60. a4 1-0

    [Event "AlphaZero - Stockfish"]
    [Site "London ENG"]
    [Date "2017.12.04"]
    [EventDate "?"]
    [Round "?"]
    [Result "0-1"]
    [White "Stockfish (Computer)"]
    [Black "AlphaZero (Computer)"]
    [ECO "C65"]
    [WhiteElo "?"]
    [BlackElo "?"]
    [PlyCount "134"]

    1. e4 e5 2. Nf3 Nc6 3. Bb5 Nf6 4. d3 Bc5 5. Bxc6 dxc6 6. O-O
    Nd7 7. Nbd2 O-O 8. Qe1 f6 9. Nc4 Rf7 10. a4 Bf8 11. Kh1 Nc5
    12. a5 Ne6 13. Ncxe5 fxe5 14. Nxe5 Rf6 15. Ng4 Rf7 16. Ne5 Re7
    17. a6 c5 18. f4 Qe8 19. axb7 Bxb7 20. Qa5 Nd4 21. Qc3 Re6
    22. Be3 Rb6 23. Nc4 Rb4 24. b3 a5 25. Rxa5 Rxa5 26. Nxa5 Ba6
    27. Bxd4 Rxd4 28. Nc4 Rd8 29. g3 h6 30. Qa5 Bc8 31. Qxc7 Bh3
    32. Rg1 Rd7 33. Qe5 Qxe5 34. Nxe5 Ra7 35. Nc4 g5 36. Rc1 Bg7
    37. Ne5 Ra8 38. Nf3 Bb2 39. Rb1 Bc3 40. Ng1 Bd7 41. Ne2 Bd2
    42. Rd1 Be3 43. Kg2 Bg4 44. Re1 Bd2 45. Rf1 Ra2 46. h3 Bxe2
    47. Rf2 Bxf4 48. Rxe2 Be5 49. Rf2 Kg7 50. g4 Bd4 51. Re2 Kf6
    52. e5+ Bxe5 53. Kf3 Ra1 54. Rf2 Re1 55. Kg2+ Bf4 56. c3 Rc1
    57. d4 Rxc3 58. dxc5 Rxc5 59. b4 Rc3 60. h4 Ke5 61. hxg5 hxg5
    62. Re2+ Kf6 63. Kf2 Be5 64. Ra2 Rc4 65. Ra6+ Ke7 66. Ra5 Ke6
    67. Ra6+ Bd6 0-1

    [Event "AlphaZero - Stockfish"]
    [Site "London ENG"]
    [Date "2017.12.04"]
    [EventDate "?"]
    [Round "?"]
    [Result "1-0"]
    [White "AlphaZero (Computer)"]
    [Black "Stockfish (Computer)"]
    [ECO "C11"]
    [WhiteElo "?"]
    [BlackElo "?"]
    [PlyCount "103"]

    1. d4 e6 2. e4 d5 3. Nc3 Nf6 4. e5 Nfd7 5. f4 c5 6. Nf3 cxd4
    7. Nb5 Bb4+ 8. Bd2 Bc5 9. b4 Be7 10. Nbxd4 Nc6 11. c3 a5
    12. b5 Nxd4 13. cxd4 Nb6 14. a4 Nc4 15. Bd3 Nxd2 16. Kxd2 Bd7
    17. Ke3 b6 18. g4 h5 19. Qg1 hxg4 20. Qxg4 Bf8 21. h4 Qe7
    22. Rhc1 g6 23. Rc2 Kd8 24. Rac1 Qe8 25. Rc7 Rc8 26. Rxc8+
    Bxc8 27. Rc6 Bb7 28. Rc2 Kd7 29. Ng5 Be7 30. Bxg6 Bxg5
    31. Qxg5 fxg6 32. f5 Rg8 33. Qh6 Qf7 34. f6 Kd8 35. Kd2 Kd7
    36. Rc1 Kd8 37. Qe3 Qf8 38. Qc3 Qb4 39. Qxb4 axb4 40. Rg1 b3
    41. Kc3 Bc8 42. Kxb3 Bd7 43. Kb4 Be8 44. Ra1 Kc7 45. a5 Bd7
    46. axb6+ Kxb6 47. Ra6+ Kb7 48. Kc5 Rd8 49. Ra2 Rc8+ 50. Kd6
    Be8 51. Ke7 g5 52. hxg5 1-0
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  5. #5
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    AW: Der selbstlernende Schachcomputer ist Realität

    Man muss dazu sagen, dass die Eröffnungen vorgegeben wurden. Es wurden einige verschiedene ausprobiert; man hat nicht die beiden Computer zeigen lassen, was sie ohne jedes menschliches Zutun aus der Grundstellung machen.

    Das ist aber wohl auch so üblich. Warum eigentlich? Weil sonst immer die gleiche Partie zwischen zwei Computern aufs Brett käme? Oder weil man den Computern nicht zutraut, die Eröffnungstheorie mit ihren Algorithmen selbst in einem Spiel zu erarbeiten? Gerade bei AlphaZero vs. Stockfish würde ich gerne einmal eine vollständig selbst gespielte Partie sehen. Zwei Stunden pro Zug, oder auch mehrere Tage.
    http://musescore.com/tobefree

    Zitat Zitat von derair
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  6. #6
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    AW: Der selbstlernende Schachcomputer ist Realität

    Kritik an den Turnierbedingungen gibt es u.a. von Hikaru Nakamura, der vor allem bemängelt, dass Stockfish ohne Eröffnungsbuch gespielt hat:

    https://www.chess.com/de/news/view/g...vergleich-3971

    Ich persönlich finde die Sache faszinierend, aber auch etwas unheimlich, wenn man da an Filme wie "Terminator" denkt...

  7. #7
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    AW: Der selbstlernende Schachcomputer ist Realität

    Einer der Hauptentwickler von Stockfish, Tord Romstad, hat einen Kommentar bei chess.com veröffentlicht.

    https://www.chess.com/news/view/alph...ockfish-author

    Zitat Zitat von Tord Romstad
    The match results by themselves are not particularly meaningful because of the rather strange choice of time controls and Stockfish parameter settings: The games were played at a fixed time of 1 minute/move, which means that Stockfish has no use of its time management heuristics (lot of effort has been put into making Stockfish identify critical points in the game and decide when to spend some extra time on a move; at a fixed time per move, the strength will suffer significantly). The version of Stockfish used is one year old, was playing with far more search threads than has ever received any significant amount of testing, and had way too small hash tables for the number of threads. I believe the percentage of draws would have been much higher in a match with more normal conditions.

    On the other hand, there is no doubt that AlphaZero could have played better if more work had been put into the project (although the "4 hours of learning" mentioned in the paper is highly misleading when you take into account the massive hardware resources used during those 4 hours). But in any case, Stockfish vs AlphaZero is very much a comparison of apples to orangutans. One is a conventional chess program running on ordinary computers, the other uses fundamentally different techniques and is running on custom designed hardware that is not available for purchase (and would be way out of the budget of ordinary users if it were).

    From another perspective, the apples vs orangutans angle is the most exciting thing about this: We now have two extremely different (both on the hardware and the software side) man-made entities that both display super-human chess playing abilities. That's much more interesting than yet another chess program that does the same thing as existing chess programs, just a little better. Furthermore, the adaptability of the AlphaZero approach to new domains opens exciting possibilities for the future.

    For chess players using computer chess programs as a tool, this breakthrough is unlikely to have a great impact, at least in the short term, because of the lack of suitable hardware for affordable prices.

    For chess engine programmers -- and for programmers in many other interesting domains -- the emergence of machine learning techniques that require massive hardware resources in order to be effective is a little disheartening. In a few years, it is quite possible that an AlphaZero like chess program can be made to run on ordinary computers, but the hardware resources required to _create_ them will still be way beyond the budget of hobbyists or average sized companies. It is possible that an open source project with a large distributed network of computers run by volunteers could work, but the days of hundreds of unique chess engines, each with their own individual quirks and personalities, will be gone.
    Im Wikipedia-Artikel zu AlphaZero wurde der erste Absatz auf Deutsch übersetzt:

    https://de.wikipedia.org/wiki/AlphaZero

    Die Spielergebnisse an sich sind nicht besonders aussagekräftig, da die Wahl der Zeitsteuerung und der Parametereinstellungen von Stockfish ziemlich merkwürdig ist: Die Spiele wurden mit einer festen Zugdauer von einer Minute pro Zug gespielt, was bedeutet, dass Stockfish seine Heuristiken zum Zeitmanagement nicht nutzen konnte (es wurde viel Mühe darauf verwendet, Stockfish beizubringen, kritische Situationen im Spiel zu identifizieren und zu entscheiden, wie viel Zeit es für einen Zug benötigt; bei festgesetzter Dauer pro Zug leidet die Spielstärke erheblich). Die verwendete Version von Stockfish ist bereits ein Jahr alt und spielte mit weit mehr Such-Threads, als jemals signifikant getestet wurde. Die Hashtabellen waren viel zu klein für die Anzahl der Threads. Ich glaube, dass der Prozentsatz an Unentschieden in einem Spiel mit gewöhnlichen Bedingungen viel höher gewesen wäre.
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  8. #8
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    AW: Der selbstlernende Schachcomputer ist Realität

    Das relativiert doch ein wenig die Übermacht von Alpha Zero. Und wer sich mal die Mühe macht, die Züge von Stockfish in den gespielten Partien gg. AlphaZero auf seinem eigenen Computer zu überprüfen, wird auf manche Merkwürdigkeiten stoßen.

    Hier noch die vollständige Übersetzung des obigen Artikels:

    "
    Zitat von Tord Romstad

    Die Spielergebnisse an sich sind nicht besonders aussagekräftig, da die Wahl der Zeitsteuerung und der Parametereinstellungen von Stockfish ziemlich merkwürdig ist: Die Spiele wurden mit einer festen Zugdauer von einer Minute pro Zug gespielt, was bedeutet, dass Stockfish seine Heuristiken zum Zeitmanagement nicht nutzen konnte (es wurde viel Mühe darauf verwendet, Stockfish beizubringen, kritische Situationen im Spiel zu identifizieren und zu entscheiden, wie viel Zeit es für einen Zug benötigt; bei festgesetzter Dauer pro Zug leidet die Spielstärke erheblich). Die verwendete Version von Stockfish ist bereits ein Jahr alt und spielte mit weit mehr Such-Threads, als jemals signifikant getestet wurde. Die Hashtabellen waren viel zu klein für die Anzahl der Threads. Ich glaube, dass der Prozentsatz an Unentschieden in einem Spiel mit gewöhnlichen Bedingungen viel höher gewesen wäre.

    Auf der anderen Seite besteht kein Zweifel, dass AlphaZero besser hätte funktionieren können, wenn mehr Arbeit in das Projekt investiert worden wäre (obwohl die "4 Stunden des Lernens", die in dem Papier erwähnt werden, sehr irreführend sind, wenn man die massiven Hardware-Ressourcen berücksichtigt während dieser 4 Stunden). Aber in jedem Fall ist Stockfish vs AlphaZero ein Vergleich von Äpfeln mit Orang-Utans. Eines ist ein herkömmliches Schachprogramm, das auf gewöhnlichen Computern läuft, das andere verwendet grundlegend verschiedene Techniken und läuft auf kundenspezifischer Hardware, die nicht zum Kauf verfügbar ist (und wäre weit entfernt von dem Budget gewöhnlicher Benutzer, wenn dies der Fall wäre).

    Aus einer anderen Perspektive ist der Vergleich zwischen Äpfeln und Orang-Utans das aufregendste an dieser Sache: Wir haben jetzt zwei extrem unterschiedliche (sowohl auf der Hardware- als auch auf der Softwareseite) von Menschen gemachte Entitäten, die beide übermenschliche Schachspielfähigkeiten zeigen. Das ist viel interessanter als noch ein anderes Schachprogramm, das das gleiche wie existierende Schachprogramme tut, nur ein bisschen besser. Darüber hinaus eröffnet die Anpassungsfähigkeit des AlphaZero-Ansatzes neue Domänen und spannende Möglichkeiten für die Zukunft.

    Für Schachspieler, die Computerschachprogramme als ein Werkzeug verwenden, wird dieser Durchbruch, zumindest auf kurze Sicht, wegen des Mangels an geeigneter Hardware für erschwingliche Preise wahrscheinlich keine großen Auswirkungen haben.

    Für Programmierer von Schach-Engines - und für Programmierer in vielen anderen interessanten Bereichen - ist das Aufkommen von maschinellen Lerntechniken, die massive Hardware-Ressourcen benötigen, um effektiv zu sein, ein wenig entmutigend. In ein paar Jahren ist es durchaus möglich, dass ein AlphaZero-ähnliches Schachprogramm auf normalen Computern ausgeführt werden kann, aber die Hardware-Ressourcen, die zum Erstellen erforderlich sind, werden immer noch weit über das Budget von Hobbyisten oder durchschnittlichen Unternehmen hinausgehen. Es ist möglich, dass ein Open-Source-Projekt mit einem großen verteilten Netzwerk von Computern, die von Freiwilligen betrieben werden, funktionieren könnte, aber die Tage von Hunderten von einzigartigen Schach-Engines mit ihren individuellen Eigenheiten und Persönlichkeiten werden gezählt sein."
    „Wenn die Sonne der Kultur niedrig steht, werfen auch Zwerge lange Schatten.“ Karl Kraus

  9. #9
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    AW: Der selbstlernende Schachcomputer ist Realität

    Ach, daher haben die Wikipedia-Leute ihre Übersetzung.
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