Das grosse Turnier der Schachprogramme

von Walter Eigenmann

Vor drei Jahren hat der Autor in seinem Schach-Report „Die besten Engines der Welt“ ein Turnier mit 31 der häufigst verwendeten Programme besprochen. Seither hat das Computerschach eine gänzlich neue Entwicklung der Programmierung erlebt: Das KI-Programm Leela-Chess-Zero (Lc0) mit seinen ständig verbesserten Neuronalen Networks. Dieser gegenüber der traditionellen Alpha-Beta-Konzeption der herkömmlichen Engines gänzlich andere Strang der Schachprogrammierung mischt nun an der Spitze kräftig mit. Es war also an der Zeit, auf dem heimischen Ryzen-7 und seinen 16 Cores ein zweites grosses Turnier mit erneut 31 der momentan meistverwendeten Schachmotoren aufzusetzen: „Die besten Engines der Welt – Zwei“.

Bis anhin war ja, wenn’s um die absolute Spitze im Computerschach ging, nur von einem Programm die Rede: Stockfish. Über die Jahre gewachsen und von hunderten eifriger Tester und Anwender getragen, entwickelte sich diese Freeware-Engine zum einsamen Überflieger der Szene, gegen den nicht einmal die beiden kommerziellen Programme Komodo und Houdini eine Chance hatten. Doch dann überfiel im Dezember 2017 das AI-Projekt AlphaZero von DeepMind (by Google) die Schachwelt, und kein Stein blieb mehr auf dem anderen.

Bei Lc0 in die Schule gehen

Nicht nur das Computerschach geriet durch AlphaZero bzw. nun durch seinen würdigen (und v.a. kostenlosen) Nachfolger Lc0 in Aufruhr, auch die internationale Grossmeister-Szene bis hinauf zu WM Magnus Carlsen blickte gebannt auf diese Forschung, deren Produkte so ganz anders und zugleich höllisch stark Schach spielten. Und so nebenbei ein paar eröffnungstheoretische und mittelspielstrategische Glaubenssätze erfolgreich in Frage stellten.
Mittlerweile gibt sogar die oberste Etage der GM-Gilde unverhohlen zu, bei Lc0 in die Schule zu gehen. Beispielsweise Weltmeister Carlsen, über den es in der August-2019-Ausgabe der renommierten Zeitschrift „New in Chess“ heisst: „Magnus’ play is like that in the original ten AlphaZero games, with the initiative being a more important factor than the number of pawns“.

Das AI-Schach als „Game Changer“

Feiert also die „romantische Ära“ des Opfer-Schachs von Paul Morphy bis Michael Tal ein Comeback infolge der Initialzündung Lc0? Einfach mit dem Unterschied, dass Leela’s taktischen, positionellen und strategischen Opfer immer korrekt sind?
Fest steht jedenfalls, dass das KI-Programm bzw. seine autodidaktisch generierten Netzwerke bereits einen schon jetzt spürbaren Einfluss auf das Welt-Schach der Top-50-Spieler ausübt. In ihrem Buch „Game Changer – AlphaZero’s Groundbreaking Chess Strategies and the Promise of AI“ erläutern Grossmeister Mathew Sadler und die Mathematikerin Natasha Regan ausführlich, welche Implikationen dieses neue AI-Schach für die moderne Spielweise im internationalen Turnierschach beinhaltet.

Ein neuer Star am Engine-Himmel

Und was setzen die „Traditionalisten“ dieser geballten neuronalen Wucht entgegen? Sie bessern Stockfish & Co. immer noch mehr nach, versuchen dessen Schwächen auszumerzen, ohne seine Stärken zu mindern, was in der Alpha-Beta-Welt eine Herausforderung darstellt. Im Moment scheint Stockfish zu stagnieren. Doch das diagnostizierte man schon in früheren Entwicklungsperioden, nur um dann wieder überrascht zu beobachten, dass der Fisch erneut 50 Comp-Elo zugelegt und die Konkurrenten im Teich einen nach dem anderen weggebissen hatte.

Neuerdings wird allerdings die Alleinherrschaft von Stockfish nicht nur von LeelaChessZero, sondern unmissverständlich von einem Mitglied des eigenen Clans in Frage gestellt. Das Stockfish-Derivat Eman des Programmierers Omar Khalid aus den Vereinigten Arabischen Emiraten trumpft nämlich gerade ganz gross auf im internationalen Engine-Zirkus.
Wer dieses Programm beim Spielen beobachtet, der stellt sofort fest: Die Engine hat einen enormen Speed am Leib. Sie geht so rasant in die Tiefe, dass sogar dem Allesrechner Stockfish der Atem stockt. Auf meinem Rechner hat es jedenfalls aktuell keinen Gegner, die taktische Power dieses Emporkömmlings ist fulminant. Untersuchen wir also diesen Eman aus Arabien etwas näher…

Exkurs: EMAN von Khalid Omar

Wer ist Khalid Omar?

Khalid Omar, der Programmierer der Schach-Engine Eman, die aus dem Open-Source-Programm Stockfish hervorgegangen ist, wurde 1977 in Kuweit geboren und schloss 2000 sein Studium als Elektro-Ingenieur an der Jordan University of Science & Technology ab. Seitdem arbeitet er in den Vereinigten Arabischen Emiraten als Chief Technology Officer eines internationalen IT-Unternehmens. Khalid Omar ist verheiratet und Vater von vier Töchtern.

„Mein dominierendes Hobby ist das Schachspiel, und ich bin aktiv auf mehreren Online-Plattformen wie z.B. lichess.org oder chess.com unterwegs“, verriet der 42-jährige IT-Experte dem Glarean Magazin. Nur um gleich zu schmunzeln: „Meine Online-Schachwertung liegt irgendwo bei 1800 Elo, ich programmiere Schach also weit besser als ich es spiele…“

Nicht bei Null angefangen…

Mit der Generierung seiner Überflieger-Engine Eman begann er vor zweieinhalb Jahren, wobei er (wie die meisten heutigen Schachprogrammierer…) nicht mehr bei Null anfangen musste, sondern die Open-Source-Engine Stockfish hernahm und daran herumzuschrauben begann. Omar’s Herumschrauben erwies sich allerdings als sehr viel erfolgreicher als das anderer Stockfish-„Kloner“: Seit seinen 5.0-Versionen zählt Eman zu den Top-Drei neben Lc0 und Stockfish.

Dass Eman aber nicht einfach nur ein überdurchschnittlich erfolgreicher Aufguss von SF ist, sondern mittlerweile als quasi eigenständiges Engine-Produkt be- und geachtet werden sollte, davon ist sein Schöpfer überzeugt: „Heute ist Eman nicht mehr zu vergleichen mit Stockfish“, meint Omar. „Meine vielen Änderungen beeinflussten fast jeden Aspekt des ursprünglichen Stockfish vom Zeitmanagement bis zur Thread-Synchronisation. Und das betrifft nicht nur den Alpha-Beta-Algorithmus, sondern ebenso den Bewertungsteil, der das Rückgrat jeder guten Schach-Engine ist“.

„Eman ist jetzt ein ganz anderes Programm“

Danach gefragt, was genau denn die vielen Features sind, die Eman als Mehrwert gegenüber Stockfish aufweist, beginnt Omar selbstbewusst aufzuzählen:

• Full Analyse – Dank dieser Funktion behandelt Eman alle Züge bis zu einer bestimmten konfigurierbaren Tiefe als Hauptvariationszüge. Das erlaube es der Engine, eine umfassendere Suche in sehr grosse Tiefen durchzuführen, ohne viel Zeit zu verlieren.
• Experience – Eman erinnert sich an die Züge, die es gemacht hat, und erinnert sich auch an die Züge des Gegners. All diese Daten werden in einer „Erfahrungsdatei“ gespeichert, um später verwendet zu werden, wenn die gleiche Stellung wieder angetroffen wird. Diese Erfahrungsdaten können optional als Buch verwendet werden, damit die Maschine ohne Nachdenken aus den Erfahrungsdaten spielen kann.
• Coherence Evaluation – Vereinfacht formuliert versucht Eman mit dieser „Kohärenzbewertung“, zwischen Stellungen mit gleichem Score zu unterscheiden. Originalton Omar: „For instance, in Stockfish and other engines, the final score is the sum of all the individual evaluations such as Material, King Safety, Mobility, Passed Pawns, etc. With this logic, it is possible to have two equivalent scores with very different king safety values! Eman tries to compensate for this by looking at the evaluation parts individually and then calculating the Coherence value which indicates how healthy are the evaluation parts. The Coherence value is then added to the final evaluation seen by the Alpha-Beta algorithm“.
• NUMA Awareness – Eman nützt die modernen High-End-NMUA-CPU’s bestmöglich aus, indem die Aware Systems implentiert wurden, welche dem Motor noch mehr Geschwindigkeit bei der Suche verleihen soll.
• Search logic – Eman wurde eine verbesserte Suchlogik implentiert, wodurch das Programm aggressiver und dynamischer als Stockfish agiert.

Geheimnisvolle Qualität aus dem Orient…

Programmierer Omar könnte, wie er gegenüber dem Glarean Magazin durchblicken lässt, noch mehr aus seiner Eman-Werkstatt berichten. Aber wie viele andere Schachprogrammierer, seien sie nun auf der Open-Source- oder der kommerziellen Schiene unterwegs, will er nicht alle seine Geheimnisse preisgeben. „Feind hört mit“, wie das in früheren Zeiten hiess…
Nun, solange diese Engine kostenlos – übrigens nur direkt/persönlich beim Autor abzuholen – erhältlich ist, wird die internationale Anwenderschaft solche Geschenke wie Eman dankend entgegen nehmen, ohne sich besonders lange bei irgend welchen Streitpunkten in Sachen GPU-Lizenzen aufzuhalten…

Bald die neue Nummer Eins?

Eines steht jedenfalls fest: In den letzten Wochen und Monaten häuften sich die Versionen des hochinteressanten Stockfish-Ablegers Eman – jeweils immer mit merkbarem Spielstärke-Zuwachs. Demgegenüber verzeichnet weder das Stockfish- noch das Lc0-Lager in letzter Zeit Fortschritte, über die zu reden sich lohnte…
Man darf also gespannt sein, ob sich dieser Freeware-Motor aus Arabien auch in Zukunft so rasant weiter entwickelt wie bisher. Sollte sich Eman noch länger so erfolgreich abnabeln vom grossen Übervater Stockfish, werden wir möglicherweise bald mit einer neuen Nummer Eins unsere Vereins- und Fernschach-Partien analysieren können… ♦

An der Spitze wird’s immer enger

Das internationale Engine-Karrusell dreht sich aktuell etwas langsamer als auch schon. Was nicht verwundert: Die Programme – zumal jene auf der Alpha-Beta-Programmierschiene – machen einen irgendwie ausgereizten Eindruck, weil sie inzwischen auf einem extrem hohen Niveau Schach spielen, das fulminante Qualitätssprünge nicht mehr zulässt.
Beim Original-Stockfish werden die Intervalle, die deutliche Elo-Fortschritte zeigen, immer länger. Die SF-Derivate holen zwar auf, bleiben aber stets leicht hinter ihrem Ziehvater. Auch auf der KI-Schiene sind in letzter Zeit die euphorisch stimmenden Schübe der Neuronal Networks ausgeblieben.

Zwei Überraschungen: Fritz und Eman

Erfreulich ist immerhin, dass sich Chessbase-„Fritz“ (nach Jahren der Stagnation) in Form einer neuen NN-Engine namens Fat Fritz wieder eindrücklich zurückgemeldet hat in die Top-Five-Liga. Zwar ist Fat Fritz ein Lc0-Ableger, wie Eman ein Stockfish-Ableger ist, doch beide sind offenbar kräftig dabei sich schachlich zu emanzipieren. Die NN-Engine Fritz Fat liegt aktuell in der Version 1.1 vor und ist eine kostenlose Beigabe des jüngsten Chessbase-Gesamtpaketes Fritz 17.

Top-Leistungen trotz knapper Bedenkzeit

Die nachstehende Rangliste wurde generiert von 31 alten und neuesten Engines nach 930 Partien, doppelrundig ausgespielt während Tagen auf einem AMD-Ryzen7 mit einer Bedenkzeit pro Engine von 2 Min + 2 Sec-Inkrement. Die NN-Programme liefen mit 1 Thread auf einer flotten RTX-2080-GPU, im Gegenzuge erhielten die Alpha-Beta’s alle verfügbaren 16 Threads.

20 Halbzüge in 2 Sekunden

Wen die scheinbar kurze Bedenkzeit von 2/2 irritiert: Mit modernen Prozessoren auf modernen Mainboards spielen moderne Programme inzwischen ein so unglaublich spektakuläres und gleichzeitig präzises Schach, dass man sich über die Qualität der Partien keinerlei Sorgen machen muss. Die selektivsten Programme rechnen teilweise in wenigen Sekunden fast 30 Halbzüge tief!

Ein Beweis dafür sind die untenstehenden TopShots, die alle aus diesem Blitz-Turnier stammen. Darunter finden sich Knacknüsse, die für Schachprogramme aus der zweiten Liga – dazu gehören z.B. einst so gefeierte Engines wie Rybka, Shredder, Fritz oder Critter – ein Buch mit sieben Siegeln sind… ♦

Download aller Dateien

• 930 Games PGN
• 930 Games CBH (CBV-File zipped)
• 10 Top-Shots PGN
• 10 Top-Shots CBH (CBV-File zipped)

Rangliste mit 31 neuen und alten Engines

10 Top-10-Top-Shots

(Mausklick auf Zug oder Variante öffnet ein Analyse-Fenster)

• Lesen Sie im Glarean Magazin zum Thema Computerschach auch: Das Duell der Engine-Giganten – Stockfish oder Leela?
• ausserdem zum Thema Computerschach: Der ERET-Stellungstest – 111 Aufgaben für Chess Engines

Weitere interessante Internet-Links zum Schach-Apps und -Engines:

• Schach aus der Hosentasche (Schachclub Rülzheim)
• Building Jerry – Das Schachprogramm

English Translation

The great tournament of chess programs

by Walter Eigenmann

Three years ago in his chess report „The best engines in the world“ the author discussed a tournament with 31 of the most frequently used programs. Since then computer chess has experienced a completely new development in programming: the AI program Leela-Chess-Zero (Lc0) with its constantly improved neural networks. This completely different strand of chess programming compared to the traditional alpha-beta conception of the conventional engines is now at the top. So it was time to set up a second big tournament on the home Ryzen-7 and its 16 cores with again 31 of the currently most used chess engines: „The best engines in the world – two“.

Until now, when it came to the absolute top in computer chess, there was only one program: Stockfish. Grown over the years and supported by hundreds of eager testers and users this freeware engine developed into the lonely high-flyer of the scene against which not even the two commercial programs Komodo and Houdini had a chance. But then the AI project AlphaZero from DeepMind (by Google) invaded the chess world in December 2017, and no stone was left unturned.

Going to school with Lc0

Not only computer chess got into an uproar by AlphaZero and now by its worthy (and above all free) successor Lc0, but also the international grandmaster scene up to WM Magnus Carlsen looked spellbound at this research, whose products played chess in a completely different and at the same time hellishly strong way. And thus, by the way, successfully challenged a few opening theory and middlegame strategy beliefs.
Meanwhile even the highest level of the GM guild openly admits to go to school at Lc0. For example world champion Carlsen, about whom the August 2010 issue of the renowned magazine „New in Chess“ says: „Magnus‘ play is like that in the original ten AlphaZero games, with the initiative being a more important factor than the number of pawns“.

AI Chess as „Game Changer“

So does the „romantic era“ of victim chess from Paul Morphy to Michael Tal celebrate a comeback as a result of the initial ignition Lc0? Simply with the difference that Leela’s tactical, positional and strategic sacrifices are always correct?
In any case it is certain that the AI program or its autodidactically generated networks already have a noticeable influence on the world chess of the top 50 players. In their book „Game Changer – AlphaZero’s Groundbreaking Chess Strategies and the Promise of AI“ Grand Master Mathew Sadler and the mathematician Natasha Regan explain in detail which implications this new AI-chess has for the modern way of playing in international tournament chess.

A new star in the engine sky

And what do the „traditionalists“ counter this concentrated neuronal force? They keep improving Stockfish & Co., trying to eliminate its weaknesses without diminishing its strengths, which is a challenge in the Alpha-Beta world. At the moment Stockfish seems to stagnate. However, this was diagnosed in earlier developmental periods, only to find that the fish had once again gained 50 Comp-Elo and bit off the competitors in the pond one by one.

Recently, however, the sole rule of Stockfish has not only been questioned by LeelaChessZero, but unmistakably by a member of her own clan. The Stockfish-derivative Eman of the programmer Omar Khalid from the United Arab Emirates is currently making a big splash in the international engine circus.
Anyone who watches this program play will immediately notice that the engine has enormous speed. It goes so fast and deep that even the all-purpose computer Stockfish is breathless. On my computer there is currently no opponent, the tactical power of this upstart is brilliant. So let’s examine this eman from Arabia a little closer…

Excursus: EMAN by Khalid Omar

Who is Khalid Omar?

Khalid Omar, the programmer of the chess engine Eman, which emerged from the open source program Stockfish, was born in Kuwait in 1977 and graduated in 2000 as electrical engineer from Jordan University of Science & Technology. Since then he has been working in the United Arab Emirates as Chief Technology Officer of an international IT company. Khalid Omar is married and has four daughters.

„My dominant hobby is chess, and I am active on several online platforms such as lichess.org or chess.com,“ the 42-year-old IT expert told Glarean Magazin. Just to smile right away: „My online chess rating is somewhere around 1800 Elo, so I program chess much better than I play it…“

Not starting from scratch…

He started to generate his high-flyer engine Eman two and a half years ago, whereby he (like most of today’s chess programmers…) did not have to start from scratch, but took the open source engine Stockfish and started to tinker with it. However, Omar’s tinkering turned out to be much more successful than that of other Stockfish „cloners“: Since his 5.0 versions, Eman is among the top three besides Lc0 and Stockfish.

But his creator is convinced that Eman is not just an above-averagely successful infusion of SF, but should be considered and respected as a quasi independent engine product: „Today, Eman can no longer be compared to Stockfish,“ says Omar. „My many changes influenced almost every aspect of the original Stockfish from time management to thread synchronization. And that doesn’t just apply to the alpha-beta algorithm, but also to the evaluation part, which is the backbone of any good chess engine“.

„Eman is now a completely different program“

Asked what exactly are the many features that Eman has as added value compared to Stockfish, Omar confidently starts to enumerate them:

Full Analysis – Thanks to this feature Eman treats all moves up to a certain configurable depth as main variation moves. This allows the engine to perform a more comprehensive search in very large depths without wasting much time.

Experience – Eman remembers the moves it has made and also remembers the moves of the opponent. All this data is stored in an „experience file“ to be used later when the same position is encountered again. This experience data can optionally be used as a book, so that the machine can play without thinking from the experience data.

Coherence Evaluation – Put simply, with this „coherence evaluation“ Eman tries to distinguish between positions with the same score. Original sound Omar: „For instance, in Stockfish and other engines, the final score is the sum of all the individual evaluations such as Material, King Safety, Mobility, Passed Pawns, etc. With this logic, it is possible to have two equivalent scores with very different king safety values! Eman tries to compensate for this by looking at the evaluation parts individually and then calculating the Coherence value which indicates how healthy are the evaluation parts. The Coherence value is then added to the final evaluation seen by the Alpha-Beta algorithm“.

NUMA Awareness – Eman makes the best possible use of modern high-end NUMA CPUs by implementing Aware Systems, which are designed to give the engine even more search speed.

Search logic – Eman has implemented an improved search logic, making the program more aggressive and dynamic than Stockfish.

Mysterious quality from the Orient…

Programmer Omar could tell us even more about his Eman workshop, as he lets us know from the Glarean MagazinE. But like many other chess programmers, be they on the open source or commercial track, he does not want to reveal all his secrets. „Enemy is listening“ as it was called in former times…
Well, as long as this engine is available free of charge – by the way only to be picked up directly/personally from the author – the international user community will gratefully accept such gifts as Eman without spending a lot of time on any controversial issues concerning GPU licenses…

Soon the new number one?

One thing is for sure: In the last weeks and months, the versions of the highly interesting Stockfish spin-off Eman have been accumulating – always with a noticeable increase in playing strength. On the other hand, neither the Stockfish nor the Lc0 camp has made any progress lately that is worth talking about…
So you can be curious whether this freeware engine from Arabia will continue to develop as rapidly as it has done so far. If Eman should cut the cord of the great over-father Stockfish for a longer period of time, we might soon be able to analyze our club and correspondence chess games with a new number one… ♦

Engine Tournaments: It’s getting tighter at the top

The international engine carousel is currently spinning a bit slower than it already is. Which is not surprising: The programs – especially those on the alpha-beta programming rail – make a somewhat exhausted impression, because they play chess at an extremely high level that no longer allows for brilliant quality leaps.
With the original Stockfish, the intervals, which show clear Elo progress, become longer and longer. The SF derivatives are catching up, but always stay slightly behind their foster-father. On the AI track, too, the euphoric thrusts of the Neuronal Networks have recently failed to materialize.

Two surprises: Fritz and Eman

At least it is pleasing that Chessbase-„Fritz“ (after years of stagnation) has made an impressive return to the top five league in the form of a new NN engine called Fat Fritz. Although Fat Fritz is a Lc0 offshoot, like Eman is a Stockfish offshoot, both are obviously strongly in the process of emancipating themselves chess-wise. The NN-engine Fritz Fat is currently available in version 1.1 and is a free addition to the latest Chessbase-package Fritz 17.

Top performances despite short time for consideration

The ranking above was generated by 31 old and newest engines after 930 games, played double round during days on an AMD Ryzen7 with a time per engine of 2 min + 2 sec increment. The NN programs ran with 1 thread on a fast RTX-2080-GPU, in return the alpha-beta’s got all 16 available threads.

20 half moves in 2 seconds

Who is irritated by the apparently short time for consideration of 2/2: With modern processors on modern mainboards, modern programs now play such an incredibly spectacular and at the same time precise chess that you don’t have to worry about the quality of the games. The most selective programs sometimes calculate almost 30 half moves in a few seconds!

Proof of this are the 10 TopShots above, which all originate from this Blitz tournament. Among them there are cracking nuts which are a book with seven seals for chess programs from the second league – this includes e.g. once so celebrated engines like Rybka, Shredder, Fritz or Critter… ♦

Stockfish oder Leela?

von Walter Eigenmann

Seit vielen Monaten und je länger desto stärker beherrscht in der Computerschach-Szene ein Duell die Diskussion: Stockfish gegen Leela. Zwei Schachprogramme, deren Herkunft und Konzeption nicht unterschiedlicher sein könnten, und die sich heute ein Kopf-an-Kopf-Rennen liefern um den ersten Platz unter den modernen Engines. Dem Anwender kann das nur recht sein: Das Duell der Engine-Giganten sorgt für stetig bessere Schachmotoren…

Konträre Programmieransätze

Auf der einen Seite haben wir also mit dem Open-Source-Programm Stockfish den zurzeit in allen Computerschach-Rankings zuvorderst rangierten Vertreter der sog. Alpha-Beta-Richtung. Die Engine, ursprünglich als Glaurung von Tord Romstod im Jahre 2008 entwickelt, zählt als Freeware mittlerweile auf eine weltweite Entwicklergemeinde, deren wöchentlicher Input – koordiniert von den Programmierern M. Costalba, J. Kiiski und G. Linscott – aus diesem ehemals mittelmässigen UCI-Programm nach und nach ein extrem schnelles und extrem tief rechnendes CPU-Monster geschaffen hat, welches z.B. den amtierenden Weltmeister Magnus Carlsen – wahrscheinlich das grösste Genie der Schachgeschichte – in einem Match über mehrere Turnierpartien mit grosser Wahrscheinlichkeit in Grund und Boden spielen würde.

Auf der anderen Seite sorgte in der Szene innerhalb der letzten zwanzig Monate ein ganz anderer Entwicklungsstrang der Programmierung für Furore: Das (ebenfalls frei downloadbare) KI-Schach-Leela-Projekt „Lc0“ mit seiner ausschliesslich Netzwerk-basierten Spielweise ohne jedes „menschliche Knowhow“. (Näheres zu diesem bahnbrechend neuen Ansatz findet sich u.a. hier: Künstliche Schach-Intelligenz Leela Chess Zero – Als Autodidakt zur Weltspitze).
Auch Leela’s atemberaubende Progression wäre nicht möglich gewesen ohne den Einsatz der internationalen Community, die nonstop „selfplayed games“ beisteuert(e) und so das „Wissen“ des KI-Programmes in Form von ständig neuen „Networks“ sukzessive vermehrt. (Mittlerweile dürfte die Grenze von 1,5 Milliarden Traningspartien überschritten sein…)

Turnier mit diversen Derivaten und Netzen

Wer diese beiden unterschiedlichen Konzepte, ihre deutlich voneinander abweichenden Spielweisen konkret studieren will, kann das anhand spezifisch ausgewählter Aufgaben-Stellungen tun – z.B. mit der ERET-Testsammlung. Oder aber er lässt sie in eigens konzipierten Turnieren gegeneinander antreten – mit unterschiedlichen Bedenkzeiten und unterschiedlichen Konfigurationen hinsichtlich CPU und Datenbanken.

Solch ein grösseres Turnier mit über tausend Partien und 33 teilnehmenden Engines habe ich kürzlich auf meinem AMD-Ryzen7-Rechner ausspielen lassen. Um möglichst ein breites Feld von Stockfish- und Leela-Zweigen vergleichen zu können, wurden neben den Default-Programmen auch diverse Derivate bzw. Network-Entwicklungen der Leela-Chess-Community integriert.

Das Resultat dieser Matches – welche selbstverständlich keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit oder statistische Relevanz erheben wollen – zeigt jenes Bild, das aufgrund zahlreicher anderer Computerschach-Turniere zu erwarten war: Auch im Spätsommer 2019 kann noch immer nicht eindeutig ausgemacht werden, wer nun genau aufs Siegespodest gehievt werden kann. Stockfish und Leela sind, was ihre Turnier-Performance anbelangt, momentan gleich stark, wiewohl ihr Schachstil sehr unterschiedlich daherkommt.
Was hingegen als ziemlich sicher gelten darf, ist der Befund, dass die beiden engsten Verfolger, nämlich die zwei kommerziell vermarkteten Programme Komodo und Houdini mittlerweile distanziert sind. Bis vor ca. einem halben spielten diese beiden Engines noch auf Augenhöhe mit dem Sieger-Duo.

Exkurs: Der „menschlich“ spielende Computer

Der AI-Engine Leela wird ein quasi „menschliches Schachverständnis“ nachgesagt; ihr Schach erinnere an „planvolles“ und „kreatives“ Spiel, wie man es bei Grossmeistern kennt und liebt. (Allerdings müssten die Begriffe „Plan“ und „Strategie“ heutzutage überholt bzw. neu definiert werden; das enorm tiefe, weil ausgeklügelt selektive Berechnen auch der aktuellen konservativen Alpha-Beta-Programme zeigt ein taktisch fast fehlerloses, aber durch keinerlei schöpferisches Planen charakterisiertes Schachspielen; ihre Zugfolgen basieren rein auf raffinierten Bewertungsalgorithmen und selektiven Cut-Techniken. Was früher der Mensch „Strategie“ nannte, entpuppt sich mit Computern oft als blosse „Taktik“…)

Woher kommt also der „humanoide“ Nimbus der neuen KI-Programme wie Alpha-Zero, Leela-Zero oder Allie u.a? Gilt womöglich das Paradoxon, dass Lc0 darum so „menschlich“ spielt, weil der Mensch bei seiner Entwicklung jar gar nicht involviert war?! (Am Anfang der Schach-AI-Forschung standen nur die nackten Spielregeln, ansonsten keinerlei implentiertes Schachwissen.)

Das folgende Partien-Beispiel – generiert auf meinem AMD-Ryzen7-Rechner in einem Match Leela vs Komodo (mit PermantBrain on) – mag veranschaulichen, dass das Etikett „Menschliches Spiel“ bei modernen AI-Schachprogrammen so völlig nicht aus der Luft gegriffen ist.
Nach den Zügen…

… kam diese Stellung aufs Brett:

Die Position ist im leichten materiellen Ungleichgewicht, aber zugleich so festgefahren, dass keine Partei vorwärtskommt. Friedliche Gemüter würden hier durchaus nicht zu Unrecht an ein Remis denken.

Doch weiss hat einen langfristigen Plan in petto: Der König wird nach a2 überführt. Dort blockiert er einerseits den schwarzen Freibauern und löst gleichzeitig die Wache des Turmes ab, der dadurch für Angriffszwecke mobil wird. Hinzu kommt, dass Springer in solch fixierten Bauernstellungen den Läufern und sogar Türmen überlegen sein können – trotz Minus-Bauerneinheit ist also die Partiestellung für weiss „strategisch“ gewonnen.
Es folgte eine Lehrbuch-mässige Verwertung durch das AI-Programm Leela:

34. Kg3 Kd8 35. Kf2 Ke7 36. Ke2 Rd8 37. Kd3 Ra5 38. Kc2 Bd7 39. Ne4 Ra6 40. Kb1 Kf8 41. Ka2 und Schwarz ist chancenlos gegen den Turm-unterstützten Bauernhebel c4-c5 (oder wie in der Partie gegen z.B. Läufertausch inkl. g-Linie-Öffnen mit Attacke gegen den Rückständigen g7)  1-0
(Hier lässt sich die Original-Partie downloaden / CBH-Format -ZIP-Datei)

Strategie oder Taktik?

Die Frage ist nun, ob diese Königswanderung auf dem Leela-Mist alleine gewachsen ist, oder ob der gleiche „Plan“ auch bei konventionellen Engines im Output des „Denkprozesses“ auftaucht. Hierzu habe ich mal einige der besten Programme exakt 5 Sekunden lang auf die Stellung angesetzt (mit je 16 Threads) und ihre Hauptvarianten verglichen (unter „Fritz-16“ auf einem AMD-Ryzen-7):

Analysis by Stockfish 10:

34.Kg2 Kd8 35.Kf2 Ke7 36.Se4 Td8 37.Ke2 Ta6 38.Le6 g6 39.Kd3 Tb8 40.Kc2 gxh5 41.Sf5+ Kd8 42.Sfxd6 hxg4 43.Lxg4 Lg6 44.Lf5 Lxf5 45.Sxf5 Kc7
weiss steht deutlich besser: +/- (1.34) Tiefe: 25/39 00:00:05 102MN, tb=15

Analysis by Houdini 6.03:

34.Kg3 Kd8 35.Kf3 Kc7 36.Se4 a2 37.Ke2 Ta3 38.Kd2 Txb3 39.Txa2 Ta3 40.Tb2 Ta5 41.Le6 Tba8 42.Sf5 Ta2 43.Kc2
weiss steht etwas besser: +/= (0.41 ++) Tiefe: 20/41 00:00:05 122MN, tb=2056

Analysis by Komodo 12.3:

34.Ta2 Kd8 35.Kg2 Ke7 36.Kf3 Ta6 37.Le6 Kf8 38.Sf5 Td8 39.Se4 Tb6 40.Kf2 Ta6 41.Kg2 Tb6 42.Kh3 Ta6 43.Kg3 Tb6 44.Kg2 Ta6 45.Kf2 Tb6 46.Ke3 Ta6 47.Kd2 Tb6 48.Kd3 Ta6 49.Ke2 Tb6 50.Kf3 Ta6 51.Ke3 Tb6 52.Ke2 Ta6 53.Kd3 Tb6 54.Sd2
weiss steht etwas besser: +/= (0.64) Tiefe: 32 00:00:05 89390kN, tb=2

Analysis by Ethereal 11.50:

34.Kg3 Lf7 35.Kf3 Tb6 36.Ke2 Te8 37.Kd3 Td8 38.Se4 Th8 39.Kc2 Ta6 40.Kd2 Tb6 41.Kd3 Ta8 42.Lh7 Kf8 43.Sf5 Td8 44.Kc2 Ta6 45.Kd3 Tb6
Die Stellung ist ausgeglichen: = (0.00) Tiefe: 22/36 00:00:00 11065kN, tb=3

Analysis by Fire 7.1:

34.Kg2 Ta6 35.Kf3 Td8 36.Se4 Lf7 37.Ke2 Te8 38.Kd3 Td8 39.Ta2 Tb6 40.Ta1 Th8 41.Ta2 Tf8 42.Lh7 Td8 43.Sf5+ Kf8 44.Se3 Ta6 45.Lf5 Ke7 46.Lh7 Kf8
Die Stellung ist ausgeglichen: = (0.00) Tiefe: 26 00:00:04 44069kN, tb=300

Analysis by Xiphos 0.5.4:

34.Lg6 Ld7 35.Lf5 Td8 36.Kg2 Ta7 37.Se4 Tc7 38.Lxd7 Tcxd7 39.Sf5+ Kf8 40.Kf3 Kf7 41.Ke3 Ke8 42.Kd3 Kf7 43.Ke2 Kf8 44.Kf3
Die Stellung ist ausgeglichen: = (0.00) Tiefe: 29 00:00:04 95544kN

Analysis by Deep Shredder 13:

34.Se4 a2 35.Le6 g6 36.hxg6 Lxg6 37.Lf5 Le8 38.c5 dxc5 39.d6+ Kd8 40.Sxc5 Ta5 41.Se6+ Kd7 42.Sg7+ Kc6 43.Tc1+ Tc5 44.Le4+ Kd7 45.Ta1 Ta5 46.Sc4 Ta6
Die Stellung ist ausgeglichen: = (0.21 ++) Tiefe: 27/48 00:00:05 100MN, tb=38

Wie ersichtlich haben die Engines zwar die ersten paar Stationen der Königswanderung durchaus auf ihrem Radar, weil ihre Programmierer ihnen eingebleut haben, dass der König im Endspiel vom Rande ins Zentrum geführt werden sollte. Aber die zwei finalen Ziel-Züge des Königs (Kb1 und Ka2) tauchen bei keinem dieser starken Alpha-Beta-Programme im Output auf.
Kommt hinzu, dass (deswegen) ihre Stellungsbewertung nicht über ein „weiss steht besser“ hinauskommt, ja sogar Remis-Einschätzungen werden ausgegeben. (Hier findet sich eine Analyse der Partie-Fortsetzung nach 34.Se4).

Ganz anders Leela Chess Zero, der Urheber der Stellung. Ich habe einige aktuelle Lc0-Networks darauf angesetzt – den schönsten, quasi „lupenreinen“ Output habe ich beim NW „T40B.2-106“ gefunden:

Analysis by LC0 v0.22 (T40B.2-106):

34.Kg2 Kd8 35.Kf1 Kc7 36.Ke2 Ta5 37.Kd3 Lf7 38.Se4 Lg8 39.Kc2 Lf7 40.Kb1 Lg8 41.Ka2 Lf7 42.Tc1
Weiss steht deutlich besser: +- (2.21) Tiefe: 8/20 00:00:05 236kN

Der wesentliche Unterschied zu den konventionellen Progammen ist, dass Leela diese Line nicht eigentlich berechnen muss (wie die geringe Ply-Tiefe von 8/20 und die minimale Knotenzahl zeigen), sondern diesen „Plan“ nach nur 5 Sekunden „weiss“ und sofort eine Gewinn-Bewertung auswirft. (Es ist umgekehrt nicht auszuschliessen, dass nach langem Rechnen auch andere herkömmliche Engines genug Tiefe erreichen und einen vergleichbaren Output liefern).

Auch wenn gerade bei Leela Chess Zero die Interface-Angaben bezüglich Rechentiefe und Stellungsbewertung stets mit Vorsicht zu geniessen sind: Ein solcher Mainline-Output in dieser Stellung ist beeindruckend. Ich persönlich kann nachvollziehen, wenn derartigem Schach von Menschen das Etikett „menschlich“ verpasst wird – also eben nicht „taktisch“, sondern „strategisch“…

Leela der Königsbezwinger

Um ganz vorne mitmischen zu können, muss allerdings Leela nicht nur „positionell“, sondern auch angriffstechnisch auf der Höhe sein, damit nicht nur halbe Remis-Punkte, sondern ganze Punkte eingefahren werden können. Und in der Tat: Leela Chess Zero ist – mit seinen jüngeren Networks – einer der stärksten Königsangreifer im aktuellen Engine-Zirkus. Aus dem Nichts ist dieses Programm imstande, tödliche Attacken zu reiten – wie weiland der „Magier aus Riga“, Ex-Weltmeister Michael Tal (wenn auch nicht so spekulativ wie dieser…).
Ein paar Partien-Zitate illustrieren Leelas Durchschlagskraft im Angriff:

Alpha-Beta- und NN-Schach gleich stark

Die nachstehende Turnier-Rangliste ist das Ergebnis der folgenden Hardware-/Software-Turnierspezifikationen:

Die schachlichen Top Shots

Abschliessend hier aus diesem Turnier noch ein halbes Dutzend schachlicher Top Shots, die nicht nur besonders ästhetisch sind, sondern auch demonstrieren, zu welchen Glanzzügen moderne Schachprogramme in der Lage sind, auch wenn sie – wenngleich auf flotter Hardware – nur einige Sekunden pro Zug verfügbar haben. Mit durchschnittlichen Rechentiefen von 25-30 Halbzügen spielen heutzutage die Engines auch in Blitzpartien auf einem Niveau, das früher von ihren Vorgängern erst nach stundenlangen Partien (und auch nur annähernd…) erreicht wurde.

Der knappe Turniersieger Brainfish spielte übrigens quasi ausser Konkurrenz mit (war aber als eine Art Referenz gedacht): Im Gegensatz zu allen anderen, die ausser der Vorgabe von 5 Eröffnungszügen keinerlei eigene Opening Books benutzen durften, erhielt Brainfish gleich zwei Default-Bücher, nämlich sein integrales „Cerebellum“ sowie ein spezifisches NN-Book namens „Cerebellum Leela Net„. Dieses Duo erwies sich dann als unwiderstehlich…

♥ Hier lassen sich alle Original-Partien des Turnieres downloaden im CBH- und PGN-Format (zip-File) ♦

Mausklick auf einen Zug oder eine Variante öffnet das Analyse-Fenster mit Download-Option

Lesen Sie im Glarean Magazin zum Thema Computerschach-Partien auch über die neue Version der Schach-Datenbank Chessbase (15)

… sowie zum Vergleich mit älteren Engines-Ranglisten: Die grosse Computerschach-Datenbank COMP 2007

Interessante News-Links zum Thema Schach:

• Wochenend-Rätsel (Schach in Rülzheim)
• Ein Kampf (Patrick Süskind)
• Schach, Schach… (Refoexac)
• Leelas Meisterstück (Franz Jittenmeier)