Computerschach: Die besten Engines der Welt

Schachprogramme: Wie sie spielen, wie sie siegen

von Walter Eigenmann

Seit den ersten erhältlichen Schachcomputern Ende der 1970er Jahre hat die Schachwelt nun ein über drei Dezennien dauerndes, progressives Programmieren gesehen, und dieses hat inzwischen ein Niveau erreicht, das die heutigen Engines – also die rechnenden „Motoren“ – zu absoluten Überfliegern macht. Es dürfte heutzutage keinen einzigen Menschen mehr auf der Welt geben – den amtierenden Schach-Weltmeister Magnus Carlsen eingeschlossen -, der ein reguläres Match über 20 Partien unter FIDE-Bedingungen gegen eines der Top-10-Programme auch nur ausgeglichen gestalten könnte. Zu weit und zu präzise berechnen die modernen Programme (bereits auf handelsüblichen PC’s) ihre Züge, und auch wenn nach wie vor schachliche Defizite bei den Engines auszumachen sind – siehe hierzu auch im Glarean Magazin: Die Test-Suite „Nightmare 2“ für Schachprogramme -, so ist in einer „normalen“ Partie die bestenfalls kreative, aber in ihrer Kapazität und Unbeständigkeit hoffnungslos defizitäre humanoide Denkweise absolut chancenlos. Man vergleiche dazu auch das Aufsehen erregende (Vorgabe-)Match des Programmes „Komodo“ gegen den amerikanischen Super-Großmeister Hikaru Nakamura im Januar 2016, als das Taktik-Genie Nakamura trotz massiver Benachteiligung seines elektronischen Gegners eine Niederlage nicht vermeiden konnte.

Nicht gegen, sondern mit der Maschine spielen

Fidelity Chess Challenger 1 (Chicago Januar 1977)
Fidelity Chess Challenger 1 (Chicago Januar 1977)

Den einzelnen Schachspieler kümmert das allerdings (zurecht) nicht (mehr) – die enorme sportliche Leistung z.B. an einer Tour de France wird ja nicht abgewertet dadurch, dass man mit dem Motorrad schneller und leichter von Düsseldorf nach Paris kommt… Im Gegenteil: Wenn der Mensch nicht gegen, sondern mit der Maschine Schach spielt, zeitigt dies schachlich enorm gültige Ergebnisse, sei’s in der Analyse eigener Partien, oder sei’s im Fernschach, wo der mehr oder weniger smarte Umgang des FS-Meisters mit seinem „Engine-Park“ über Sieg oder Niederlage entscheidet. (Siehe hierzu im Glarean Magazin auch das Interview mit dem Fernschach-Großmeister Arno Nickel).

No Opening-Books, no Endgame-Tablebases

Das Ergebnis einer 30-jährigen Entwicklung in der Schachprogrammierung: Die Freeware-Engine Stockfish
Das fulminante Ergebnis einer 30-jährigen Entwicklung in der Schach-Programmierung: Die Freeware-Engine Stockfish

Der Mensch gegen die Maschine: ein ungleicher Kampf, sogar dann noch, wenn der Mensch Bauern oder Züge als Vorgaben erhält. Der Mensch mit der Maschine: das ist heutzutage die angesagte Kombination, wenn es darum geht, der „schachlichen Wahrheit“, dem analytischen Erkenntnisgewinn in Eröffnung, Mittelspiel und Endspiel möglichst nahe zu kommen. Doch wie steht es mit: Maschine gegen Maschine? Wie sehen da die Hierarchien aus? Welches sind denn die absoluten Überflieger-Engines?

Der Autor dieses Beitrages hat, um das herauszufinden, von seinem häuslichen Intel-Computer mal ein Turnier mit über 30 der aktuell besten Programme ausspielen lassen. Als User-Interface (= die „Software-Haube“, unter der die 31 „Motoren“ agierten) diente die bekannte und häufig benützte Schach-Oberfläche „Fritz 15“. Das Turnier wurde als 2-rundiges Round-Robin angelegt, total spielte also jede der 31 Engines 60 Partien, insgesamt generierte das Turnier über 900 Games.
Dabei kamen weder Eröffnungsbücher noch Endspiel-Tabellen zum Einsatz; die Programme hatten also nicht nur das Mittel-, sondern auch das Endspiel und die ganze Eröffnung völlig autonom zu gestalten. Dafür wurde mit dem Modus „Permanent Brain = On“ jene Option aktiviert, die auch in von Menschen ausgetragenen Turnieren vorhanden ist, nämlich das Berechnen auch dann, wenn der Gegner am Zuge ist.

Vor- und Nachteile von Kurz-Bedenkzeiten

Befremden mag vielleicht die mit nur zwei Minuten allzu kurz scheinende Bedenkzeit pro Engine. Doch diesbezüglich gelten angesichts heutiger Hardware-Möglichkeiten andere Gesetze: Die Programme rechneten, wie anhand des Partien-Downloads nachgeprüft werden kann, im Mittelspiel durchschnittlich zwischen 16-20 Halbzüge (!) weit – das generiert schachlich äußerst hochwertige Partien bzw. schließt minderwertige oder gar Patzer-Züge aus, wie sie bekanntlich in menschlichen (auch Großmeister)-Turnieren gang und gäbe sind.

Bei total zwei Minuten Bedenkzeit pro Programm sind „Panik-Züge“ zumal im späteren Endspiel nicht gänzlich auszuschließen – und erst recht, wo weder vielzügige Eröffnungsvorgaben noch 5-7-men-Tablebases verfügbar sind. Meine entspr. Turnier-Recherche hat aber relativ wenige Games zutage gefördert, in denen eine Engine eine deutliche Gewinnstellung wegen „Sofort-Ziehens“ zum Verlust verdarb. Denn man muss sich vergegenwärtigen, dass moderne Programme in Sekunden-Bruchteilen zig-tausende von Stellungen berechnen – und dies mit raffiniertesten Algorithmen bzw. hochselektiven Verfahren. Heutige Engines spielen „intelligent“ Schach, auch im Hunderstel-Sekunden-Bereich. Partie-Verluste aufgrund von Zeitüberschreitungen kamen nicht vor; allerdings zeitigte das Turnier naturgemäß einige „Seeschlangen“.
Der gewichtige Vorteil von betont kurzen Bedenkzeiten in Computer-Partien ist natürlich die große Anzahl Partien, die recht schnell generiert werden können, um so statistisch relevante Werte zu erhalten.

Das Triumvirat Stockfish-Houdini-Komodo

Die untenstehende Rangliste bestätigt einen Befund, den bereits zahlreiche andere Anwender mit ihren privaten Turnieren aufzeigten: Die drei Engines Stockfish, Houdini und Komodo sind zurzeit konkurrenzlos. Die Gegnerschaft mit 7-10 Punkten auf Distanz zu halten scheint nur auf den ersten Blick knapp; in diesem Klassefeld ist das vielmehr eine deutliche Marke.

Welches dieser drei Programme nun ultimativ auf dem obersten Podest steht, lässt sich nicht abschließend sagen, weil das stark vom Design der jeweils ausgerichteten Turniere abhängt. Je nach Hard- und Software kann jedes Mitglied dieses Triumvirats das fragliche Ranking dominieren. Und da die Updates des Trios je im ca. Halbjahr-Takt erfolgen, wechseln sie sich in den vielen privaten Ranglisten der Anwender immer wieder ab auf dem Platz Eins.
Fest steht aber, dass sie aktuell alle anderen Programme deutlich distanzieren im Engine-Engine-Betrieb. Erfreulich ist dabei, dass mit Stockfish 8 unter den vier besten Motoren auch einer ist, der den Usern komplett kostenlos zur Verfügung gestellt wird, während Komodo, Houdini und Shredder gekauft werden müssen.
Apropos: Einen Überblick auf hunderte von Schach-Engines sowie deren Urheber und Geschichte bietet die amerikanische Computerschach-Seite Chessprogramming.

Shredder und Andscacs als zweite Garnitur

Die „zweite Garnitur“ des aktuellen Engine-Parkes wird von Shredder und Andscacs gebildet. Diese beiden Programme sind auch jene, die dem Spitzentrio am gefährlichsten nahe kommen und ihm regelmäßig Remisen abtrotzen können. Insbesondere die Gratis-Engine Andscacs, inzwischen dem Kommerz-Programm Shredder in Sachen Spielstärke ebenbürtig, leistet sich allenfalls gegen schwächere die eine oder andere Niederlage mehr. Beide sind als „solide“ bekannt, wobei Shredder in seiner aktuellen Version auch taktisch enorm zugelegt hat. (Siehe hierzu auch die entspr. Rezension im Glarean Magazin).

Starke Motoren auch in der 3. und 4. Liga

Die dritte Liga setzt sich aus 15 sehr starken modernen Motoren von Fire bis Naum zusammen. Darunter übrigens auch Rybka, das lang Zeit die komplette Gegnerschaft in Grund und Boden spielte. Diese Engines mögen mit den Top-Four des Feldes nicht ganz mithalten können, aber sie spielen noch immer ein Schach, gegen das jeder menschliche Gegner mehrheitlich chancenlos wäre. „Stärke“ ist in der Welt des Königlichen Spiels ein extrem relativer Begriff…
Schließlich sind in der vierten Reihe zahlreiche einst hochinteressante Programme anzutreffen: Hiarcs, Junior, Spike, Zappa – das waren vor Jahren äußerst klangvolle Namen, welche die Szene mit ihrem teils sehr originellen und kraftvollen Spielstil wesentlich beeinflussten. Auch dies ein deutlicher Hinweis darauf, welchen gewaltigen Fortschritt das Computerschach in den letzten 15 Jahren an den Tag gelegt hat. So landete in diesem Turnier mit Gandalf eine Engine auf dem letzten Platz, die in den späteren 1990er Jahren mit ihrer originellen Spielweise und ihren Turniererfolgen für Aufsehen sorgte. (Zu Gandalfs „Ehrenrettung“ muss erwähnt werden, dass dieses Programm aktuell nur zwei Cores unterstützt).

Exkurs: Stockfish

Der zurzeit wohl kompletteste, in manchen privaten Ranglisten gar als die Nummer Eins geführte Motor ist sicher Stockfish (aktuelle Version: Nummer 8). Seine überall dokumentierte, beeindruckende Turnier-Performance beweist, dass das Programm kaum Schwächen hat. Es spielt äußerst sicher, rechnet extrem tief und behandelt alle drei Partiephasen (bzw. deren Übergänge) ausgewogen.

Diese Einschätzung lässt sich an ausgesuchten Teststellungen leicht verifizieren. (Apropos: Alle nachfolgenden Charakterisierungen beziehen sich auf die Standard-Einstellungen der Engines. Denn Abweichungen von den Default-Werten oder auch speziell „getunte“ Programm-Derivate vermögen im Computer-„Turnieralltag“ meist nicht zu reüssieren und sind darum allenfalls für Spezial-Analysen interessant).
Hinweis: Mausklick in die 12 nachstehenden Notationen aktiviert ein Analyse-Fenster und ermöglicht zudem einen PGN-Download der Partie:

Der Linienöffner

Linienöffen – Zentrumshebel – Rochadeangriffe – das sind u.a. die zentralen Begriffe, mit denen man die Schwerpunkte von Stockfishs hauptsächlichen Stärken umreißen könnte.
Den folgenden Angriff findet das Programm sofort – im Gegensatz zu vielen seiner Kontrahenten:
2rr2k1/1bq2ppp/p2n2P1/1p1pb3/3N3P/3BB3/PPPQ4/1K1R3R w – – 0 24

Bei nachstehendem Zentrumshebel – ein Klassiker in der GM-Praxis – tun sich die meisten Engines schwer. Nicht so Stockfish, der das linienöffnende Brecheisen f2-f4 sofort spielt:

r1b1kq1r/1p1n2bp/p2p2p1/3PppB1/Q1P1N3/8/PP2BPPP/R4RK1 w kq – 0 16

Dank seiner Fähigkeit des enorm tiefen und selektiven Rechnens ist Stockfish hervorragend im Umgruppieren von Figuren – wie z.B. in dem folgenden Springermanöver, das in eine gefährliche Initiative mündet. Andere Programme sind in solchen Stellungen überfordert:

r3rbk1/1p3p1p/2pn1pb1/3p4/p2P2PN/2NBPP2/PP3K1P/2RR4 w – – 0 20

Probleme hat Stockfish in gewissen Endspiel-Stellungen – beispielsweise finden die meisten starken Programme den nachfolgenden Lösungszug sofort, während Stockfish (trotz Endgame-TB-Hilfe) im Trüben stochert:

4kr2/5p1K/3p1Q2/1p4P1/4P3/1PP5/7b/8 w – – 0 1

Exkurs: Komodo

Die Engine Komodo (aktuelle Version: 11.2) gilt in der Szene als „menschlichstes“ Programm, das für ein betont „positionelles“ Computerschach steht: Stille Züge, Qualitätsopfer „auf Position“, Zwischenzüge, nachhaltiges Druckspiel – das sind u.a. die spontanen Stichworte, die einem beim Beobachten von Komodo-Games einfallen. Selbstverständlich spielt aber Komodo auch taktisch auf einem extrem hohen Level, und seine Königsangriffe zählen immer wieder zu den Highlights der Partien.
Dass Komodo „menschlich“ spiele, mag kein Zufall sein; im Gegensatz zu anderen starken Engines programmiert im Komodo-Team seit Jahren mit Larry Kaufmann ein bekannter Großmeister mit, dessen Schach-Wissen spürbar in die Algorithmen des Motors eingeflossen sein dürfte.

Der Menschliche

Komodo kann (natürlich) auch spektakuläre Züge finden, aber es sind seine druckvollen Zwischen- bzw. Stillen Züge, mit denen das Programm die Gegnerschaft immer wieder „erdrückt“. Als Beispiel für viele ähnliche Fälle sei die folgende Position angeführt, wo mit dem Qualitätsopfer h3 eine nachhaltige Initiative gesichert wird. Während Komodo den Zug sofort spielt, tappt die Konkurrenz teils minutenlang im Dunkeln:

2rr2k1/pp2pp1p/1n1q2pb/1B1PRb2/3P1Nn1/1QN5/PP1B1PPP/4R1K1 w – – 0 16

 Starke Felder okkupiert Komodo so schnell wie kaum ein anderes Programm. Als Beispiel diene eine Stellung Komodo’s gegen das starke Gull, in der ein Turm-Vorposten vernichtend etabliert wird:

2r1r1k1/3b1pb1/p6p/P2Pn1p1/3NP3/q2p2P1/3Q2BP/BR3R1K b – – 0 29

 

Anands prächtiges Springeropfer gegen Karjakin in Wijk aan Zee 2006 öffnet Tür und Tor gegen den feindlichen König – doch auch starke Programme tun sich schwer damit. Nicht so Komodo, der es in Sekundenschnelle sieht und auch sofort als Gewinnzug deklariert:

q3nrk1/4bppp/3p4/r3nPP1/4P2P/NpQ1B3/1P4B1/1K1R3R b – – 0 24

Schwer tut sich die Engine zuweilen in taktisch zugespitzten Opfer-Kombinationen gegen die Rochade. Während in der folgenden Stellung der Turmeinschlag von Top-Programmen sofort gespielt wird, hat ihn Komodo nach einer halben Minute immer noch nicht:

1r3rk1/6p1/p1pb1qPp/3p4/4nPR1/2N4Q/PPP4P/2K1BR2 b – – 0 24

Exkurs: Houdini

Der Endspieler

Houdini in seiner aktuellen Version 5.01 ist der König des Endspiels im Engine-Zirkus. Das Programm hat nicht nur eine höchst effiziente Tablebases-Anbindung, sondern offenbar auch ein überdurchschnittliches Endspiel-Wissen. In dieser Partiephase gewinnt es Stellungen, die andere Spitzenprogramme zum Remis verderben. Auch Houdini ist natürlich ein Super-Taktiker (und sein „Tactical“-Derivat sieht atemberaubende Kombinationen), aber sein Endspiel straft so manche Remis-Prognose Lügen. Hier nur drei Stellungen, deren Potential bzw. Gewinnzüge Houdini sofort sieht, während die Konkurrenz minutenlang ahnungslos ist:

4Q3/4n1r1/6Pp/1B6/8/8/6r1/5K1k w – – 0 1

 Nach ca. einer halben Minute zeigt Houdini in der folgenden Endspiel-Stellung nicht nur den Lösungszug, sondern auch die definitive Gewinn-Bewertung an. Davon können andere Engines nur träumen…

5Bkq/1p6/1ppR3P/5K2/Pn6/8/P1PP4/8 w – – 0 1

 

Egal welchen Motor man auf nachfolgende Stellung ansetzt: alle stehen sie wie der Esel vorm Berg bei dieser Stellung, obwohl ihnen alle möglichen Endgame-Tablebases zur Verfügung stehen. Nicht so Houdini…

8/2p1q3/p3P3/2P4p/1PBP2kP/2N3P1/7K/8 w – – 0 1

 Auch Houdini hat natürlich seine Defizite: bei sehr tiefen bzw. komplexen Kombinationen scheint es zuweilen blind zu sein. Nur ein Beispiel: Das folgende herrliche Damenopfer von Smagin (gegen Sahovic in Biel 1990) finden Stockfish & Co. in maximal 30 Sekunden, während Houdini sich sehr viel länger Zeit lässt:

r2qk2r/ppp1b1pp/2n1p3/3pP1n1/3P2b1/2PB1NN1/PP4PP/R1BQK2R w KQkq – 0 12

Fazit: Wenn hier nur die drei unbestrittenen Top-Engines aus einem bunten Pool von vielen Dutzend hervorragenden Schachprogrammen besonders aufgeführt werden, ist das durchaus ein bisschen unfair gegenüber all den (zumeist) als Amateur-Programmierer tätigen Engine-Machern, deren kostenlos downloadbaren Engines viel zur Lebendigkeit des aktuellen Computerschachs beitragen. Andererseits haben sich nun mal all jene User, die ihre eigenen Partien möglichst zuverlässig analysiert haben wollen, und erst recht alle Fernschach-Spieler, die interaktiv effiziente Unterstützung beim Computer suchen, halt unter eben vielen Dutzend „Angeboten“ für die möglichst „stärksten“ Motoren zu entscheiden. Diese heißen gegenwärtig unbestritten Stockfish, Komodo und Houdini. Und vieles spricht dafür, dass dieses Triumvirat auch in absehbarer Zukunft das internationale Computerschach beherrschen wird.

Rangliste

    Programm               Punkte    (TB)

01. Houdini 5.01           54.0 / 60
02. Stockfish 8            52.5 / 60
03. Komodo 11.01           51.0 / 60
04. Deep Shredder 13       44.0 / 60
05. Andscacs 0.91          43.5 / 60
06. Fire 5                 40.0 / 60
07. Gull 3.1               39.5 / 60
08. Fizbo 1.9              39.0 / 60
09. Chiron 4.0             38.5 / 60
10. Protector 1.9          37.5 / 60
11. Equinox 3.3            35.5 / 60
12. Critter 1.6a           34.5 / 60
13. NirvanaChess 2.4       34.0 / 60
14. Fritz 15               33.5 / 60
15. Deep Rybka 4.1         32.5 / 60
16. Bouquet 1.8            31.0 / 60
17. Hannibal 1.7           30.0 / 60
18. Texel 1.06             28.5 / 60
19. Sting SF 8.1           27.0 / 60
20. Arasan 20.2            26.0 / 60 (589.75)
21. Naum 4.6               26.0 / 60 (579.75)
22. Deep Hiarcs 14         23.5 / 60
23. Pedone 1.5             23.0 / 60
24. Spike 1.4              18.5 / 60
25. Senpai 1.0             17.5 / 60
26. Spark 1.0              16.5 / 60
27. Zappa Mexiko II        15.0 / 60
28. Deep Junior Yokohama   14.0 / 60
29. Deep Onno 1-2-70       12.0 / 60
30. Deep Sjeng WC2008      11.0 / 60
31. Deep Gandal 7.0        01.0 / 60
    (Hier findet sich die Turnier-Kreuztabelle für alle Begegnungen).

Hardware
Intel i7-4790 / 3.6 GHz / 8 Cores / x64-Prozessor / 1MB Hash-Memory pro Engine

Software
 Interface: Fritz 15 / Keine Eröffnungsbücher / Keine Endspiel-Datenbanken / Windows 10

Turnier
 2min Bedenkzeit pro Engine / "Permanent Brain" on / 4 Cores pro Engine

Hier lassen sich alle Partien downloaden (PGN- & CBH-CBV-Format - zip-Datei)

Lesen Sie im Glarean Magazin zum Thema Computerschach auch über Neue Testaufgaben für Programme (ERET-Stellungstest)


8 Gedanken zu “Computerschach: Die besten Engines der Welt

  1. Toller Artikel! Hat mir nach ca. 10 Jahren Pause wieder Lust auf (Computer)Schach gemacht.
    Was wären denn Programmempfehlungen, wenn ich ein Programm in der Spielstärke auf das Niveau eines Vereins senken möchte? Da habe ich noch nichts gefunden. Bei den meisten von mir ausprobierten Programmen stimmt zwar die Elo-/DWZ-Performance, aber die Partien sind entweder grottenschlecht (ganz grobe Fehler) oder fast überirdisch gut. So zumindest meine subjektive Wahrnehmung.

    Bin für jeden Tipp hierzu dankbar 🙂

    Gruß
    Carl

    • Da wäre natürlich zuerst zu umreissen, was denn mit „Vereins-Niveau“ gemeint ist: 1600 Elo, 1700, 1800, 1900, 2000 Elo?
      Dann: Soweit ich die Schach-Interfaces überblicke, haben sie (fast alle) die Option der Spielstärke-Absenkung; Fritz, Shredder, Arena, Scid – sie gestatten diesbezüglich die Anpassung der geladenen Engines. Allerdings mit unterschiedlich „glaubhaftem“ Spiel, da trifft deine Wahrnehmung sicher zu.

      Mir persönlich gefiel und gefällt noch immer in dieser Hinsicht der „Chessmaster“ am besten, dessen vielen „Personalities“ wirklich sehr gelungen ausfielen und eine raffinierte Palette an solch unterschiedlichen „Spielweisen“ offerieren. Ob der CM aber überhaupt noch im Handel erhältlich ist, habe ich nicht recherchiert.
      Gruss: Walter

      • Vielen Dank, Walter.

        Was meine Elozahl betrifft, da habe ich keine Ahnung. Zu Vereinszeiten hatte ich so um die 1900 (glaube ich). Nachdem ich aber 10 Jahre keinerlei Schach gespielt habe, weder mit Menschen, noch am PC, weiß ich nicht, wo ich heute stehe.

        Chessmaster 11 ist bei Amazon noch gebraucht erhältlich und wäre wirklich eine Option für mich. Ich versuche noch zu recherchieren, ob moderne Hardware/Betriebssysteme problematisch für CM sind und werde dann wohl im „Antiquariat“ zuschlagen.

        Die Beschreibung, auch auf der Ubisoft-Seite liest sich schon mal vielversprechend.
        Gruß, Carl

  2. hallo walter,

    wieder ein lesenswerter artikel über schach von dir. lese deine schachbeiträge regelmässig und sehr gerne.

    alles sehr profund recherchiert und gut aufbereitet mit viel viel inhalt.
    hatte vor, bei gelegenheit deinen artikel hier in meinem neuen blog zu verlinken.

    bin gespannt, welche spannenden themen du uns noch offerierst
    und mach weiter so!!

    schachliche grüsse in die schweiz
    joe

    • Die drei Tops sind von ihrem Ranking her austauschbar – reiner Zufall (bzw. abhängig je vom Turnier-Design), wer gerade auf dem obersten Podest steht.
      Aber so „gleich stark“ sie sind, so unterschiedlich spielen sie – das ist die eigentliche Überraschung dabei…

      Gruss: W.E.

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