Chiny nigdy nie miały prawdziwego przemysłu chipów. Tworzenie chipów AI może to zmienić.

dzięki uprzejmości bitmain

Donald Trump mówi po mandaryńsku.

Dzieje się to w mieście Tianjin, około godziny jazdy na południe od Pekinu, w błyszczącym biurowcu należącym do iFlytek, jednej z szybko rozwijających się chińskich firm zajmujących się sztuczną inteligencją. Za strzeżonymi bramami, w olśniewającym salonie, prezydent USA na dużym ekranie telewizora wysławia chińską firmę. To głos i twarz Trumpa, ale nagranie jest oczywiście fałszywe — bezczelna demonstracja najnowocześniejszej technologii sztucznej inteligencji, którą rozwija iFlytek.

Ta historia była częścią naszego wydania ze stycznia 2019

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Jiang Tao chichocze i prowadzi drogę do kilku innych przykładów technologii iFlytek. Podczas całej trasy Jiang, jeden ze współzałożycieli firmy, wykorzystuje kolejną niezwykłą innowację: ręczne urządzenie, które niemal natychmiast zamienia jego słowa z mandaryńskiego na angielski. W pewnym momencie mówi do maszyny, a potem uśmiecha się, gdy to tłumaczy: stwierdzam, że moje urządzenie rozwiązuje problem z komunikacją.

Tłumacz iFlytek pokazuje możliwości sztucznej inteligencji, które rywalizują z tymi, które można znaleźć na całym świecie. Wskazuje to jednak również na wielką dziurę w planie Chin, ujawnionym w 2017 roku, by do 2030 roku stać się światowym liderem w sztucznej inteligencji. Algorytmy w środku zostały opracowane przez iFlytek, ale sprzęt — mikrochipy, które ożywiają te algorytmy — został zaprojektowany i wykonany. gdzie indziej. Podczas gdy Chiny wytwarzają większość gadżetów elektronicznych na świecie, raz za razem nie są w stanie opanować produkcji tych maleńkich, niemożliwie skomplikowanych struktur krzemowych. Jego zależność od zagranicznych układów scalonych może potencjalnie sparaliżować ambicje AI.

Jednak sama sztuczna inteligencja może to wszystko zmienić. Opracowywane są nowe typy chipów, aby w pełni wykorzystać postęp w sztucznej inteligencji, trenując i uruchamiając głębokie sieci neuronowe do zadań takich jak rozpoznawanie głosu i przetwarzanie obrazu. Chipy te przetwarzają dane w zupełnie inny sposób niż krzemowe obwody logiczne, które od dziesięcioleci wyznaczają najnowocześniejszy sprzęt. Oznacza to wymyślenie na nowo mikroczipów po raz pierwszy od wieków.

Bardziej zaawansowany przemysł chipów pomoże Chinom zrealizować marzenie o zostaniu prawdziwym supermocarstwem technologicznym.

Chiny nie będą nadrabiać zaległości z tymi nowymi żetonami, tak jak robiły to z bardziej konwencjonalnymi żetonami od dziesięcioleci. Zamiast tego, jego obecna siła w AI i niezrównany dostęp do ilości danych wymaganych do trenowania algorytmów AI mogą dać mu przewagę w projektowaniu chipów zoptymalizowanych do ich uruchamiania.

Chińskie ambicje mają również konsekwencje geopolityczne. Zaawansowane chipy są kluczem do nowych systemów uzbrojenia, lepszej kryptografii i potężniejszych superkomputerów. Odgrywają również kluczową rolę w narastających napięciach handlowych między Stanami Zjednoczonymi a Chinami. Dobrze prosperujący przemysł chipowy uczyniłby Chiny bardziej konkurencyjnymi i niezależnymi gospodarczo. Dla wielu, zarówno w Waszyngtonie, jak iw Pekinie, stawką jest siła i bezpieczeństwo narodowe.

Krzemowe wizje

Na obrzeżach Wuhan, rozległego miasta położonego kilka dni rejsu w górę Jangcy z Szanghaju, stoi fabryka, która obejmowałaby kilka boisk piłkarskich. Należy do Tsinghua Unigroup, wspieranego przez państwo producenta mikrochipów. Do końca 2019 roku fabryka będzie produkować wafle krzemowe, które następnie zostaną pocięte na zaawansowane układy pamięci.

Tsinghua Unigroup zamierza rozbudować zakład w Wuhan do trzykrotności jego obecnej wielkości, za łączny koszt 24 miliardów dolarów. Opracowuje dwa podobne miejsca, jeden wzdłuż Jangcy w Nanjing, a drugi dalej na zachód w Chengdu, po podobnych kosztach. Będą to największe i najbardziej wyrafinowane fabryki chipów, jakie kiedykolwiek zbudowała chińska firma.

Wszystko to jest częścią wysiłków Chin, aby pociągnąć do przodu swój przemysł chipowy. W 2014 r. rząd ustanowił Narodowy Fundusz Inwestycyjny Przemysłu Układów Zintegrowanych, program dotacji, który planuje zebrać 180 miliardów dolarów z funduszy wspieranych przez samorządy i przedsiębiorstwa państwowe. Rok później wydał Made in China 2025, rozległy plan modernizacji całego chińskiego przemysłu wytwórczego. Ustanowiło to niezwykle ambitny cel produkcji chipów o wartości 305 miliardów dolarów rocznie i zaspokojenia 80% krajowego popytu na chipy do 2030 r., w porównaniu z odpowiednio 65 miliardami i 33% w 2016 r. Obecnie globalna produkcja wynosi 412 miliardów dolarów.

Wspierana przez państwo Tsinghua Unigroup zaprezentowała widok mikroskopu na chip na niedawnej wystawie high-tech w Pekinie. Ng Han Guan | Obrazy AP

Przed nami jeszcze długa droga. Chiny są największym i najszybciej rozwijającym się rynkiem półprzewodników na świecie, ale żaden chiński producent chipów nie znalazł się w pierwszej piętnastce na świecie pod względem sprzedaży. Zaawansowane chipy są produkowane głównie przez firmy z USA, Tajwanu, Japonii, Korei Południowej i Europy Zachodniej. Stany Zjednoczone, wielki rywal gospodarczy Chin, odpowiadają za około połowę światowej sprzedaży i połowę importu chipów do Chin.

Pekin od dawna próbuje zbudować potężny przemysł mikroprocesorowy. Naukowcy opracowali pierwszy chiński tranzystor niedługo po wynalezieniu urządzenia w Stanach Zjednoczonych pod koniec lat pięćdziesiątych. Ale kraj pozostał w tyle, gdy jego uniwersytety i przedsiębiorstwa przeszły przez zawieruchy rewolucji kulturalnej. W latach sześćdziesiątych, gdy przemysł półprzewodników zaczął się rozwijać w Dolinie Krzemowej i sformułowano prawo Moore'a, raczkujący chiński przemysł chipów legł w gruzach.

Zanim chińska gospodarka otworzyła się w latach 80., było już za późno. Producenci chipów współpracowali z zagranicznymi firmami, ale importowany przez nich sprzęt produkcyjny szybko się zdezaktualizował i nie byli w stanie wyprodukować nawet podstawowych chipów niezawodnie lub w wystarczającej ilości. I nawet gdy produkcja elektroniki w Chinach zaczęła się rozwijać w latach 90., błędy biurokratyczne i dostępność wysokiej jakości importowanych chipów powstrzymały dalsze naciski rządu. Żadna chińska firma nie byłaby w stanie dorównać dziesięcioleciom doświadczenia zdobytego w zagranicznych firmach, takich jak Intel, Samsung i Taiwan Semiconductor.

Mark Li, analityk z Bernstein, który śledzi branżę chipów w Azji, szacuje, że najbardziej zaawansowani producenci chipów w Chinach wciąż pozostają co najmniej pięć lat w tyle. Ponieważ prawo Moore'a opisuje podwojenie wydajności chipów co mniej więcej dwa lata, jest to spora luka. Chiny mają wiele tanich fabryk produkujących stosunkowo proste chipy używane w kartach inteligentnych, kartach SIM, a nawet podstawowych telefonach, ale nie w fabrykach potrzebnych do produkcji zaawansowanych procesorów.

Dlaczego Chiny wciąż mają problemy z tworzeniem zaawansowanych żetonów, skoro stały się tak dobre w tak wielu innych dziedzinach? Zasadniczo dlatego, że jest niesamowicie trudne. Najnowsze chipy mają miliardy tranzystorów, z których każdy ma tylko kilka nanometrów wielkości, wykonanych w skali pojedynczych atomów. Są tak złożone, że nie da się ich rozebrać i skopiować, jak to zrobili chińscy przedsiębiorcy z wieloma zagranicznymi produktami. A nawet gdyby było to możliwe, nie zapewniłoby to wiedzy wymaganej do zaprojektowania i wyprodukowania następnej generacji.

Produkcja wiąże się z setkami, a nawet tysiącami wyzwań technicznych, mówi Yungang Bao, dyrektor Centrum Zaawansowanych Systemów Komputerowych Chińskiej Akademii Nauk i ekspert w dziedzinie projektowania mikroprocesorów. Nadrobienie zaległości zajmie dużo czasu.

Efekty sieciowe

Sztuczna inteligencja może zmienić grę.

Głębokie uczenie to technika sztucznej inteligencji, która w ostatnich latach dowiodła swojej mocy, aby robić przydatne rzeczy, takie jak wykrywanie chorób na obrazach medycznych, uczenie autonomicznych samochodów, jak pozostawać na drodze i analizowanie wypowiadanych poleceń. Działa w zupełnie inny sposób niż większość oprogramowania.
Głębokie uczenie wykorzystuje duże sieci, które z grubsza przypominają wiele warstw neuronów w biologicznym mózgu. Gdy sieć uczy się zadania, w kolejnych warstwach zachodzi kaskada obliczeń. Wyniki każdego obliczenia zmieniają połączenia między każdą warstwą a następną; zasadniczo sieć przeprogramowuje się podczas działania. Jego zdolność rozpoznawania obiektów na obrazach nie jest wynikiem krok po kroku operacji logicznych, jak w konwencjonalnym programowaniu, ale stopniowo pojawia się, gdy niezliczone parametry w sieci są poprawiane i ponownie poprawiane poprzez wyczerpujące szkolenie.

Naukowcy wcześnie zdali sobie sprawę, że chipy w konsolach do gier, pierwotnie zaprojektowane do szybkiego renderowania obrazów 3D, są lepsze do głębokiego uczenia niż chipy ogólnego przeznaczenia. Algorytmy głębokiego uczenia są nadal w większości trenowane przy użyciu wyników tych procesorów graficznych (GPU). Jednym z liderów rynku procesorów graficznych jest Nvidia, która zbudowała swój biznes dostarczając sprzęt dla graczy. Ale teraz Intel i inni zaprojektowali nowe, potężne chipy do treningu głębokiego uczenia. Nawet firmy zajmujące się oprogramowaniem w chmurze, takie jak Google i Amazon, opracowują na zamówienie chipy zaprojektowane z myślą o ich najlepszych algorytmach.

Podobne chińskie inicjatywy zostały ogłoszone w ciągu ostatniego roku. W lipcu gigant wyszukiwania Baidu ujawnił, że pracuje nad chipem o nazwie Kunlun do uruchamiania algorytmów głębokiego uczenia w swoich centrach danych. A we wrześniu, potentat e-commerce, Alibaba, powiedział, że stworzy nową firmę zajmującą się produkcją chipów AI. Znamienne jest, że nazwa nowej firmy to Pingtouge, przydomek borsuka, afrykańskiego zwierzęcia słynącego z nieustraszoności i wytrwałości.

Czas boomu AI jest przypadkowy dla chińskich producentów chipów. Rewolucja głębokiego uczenia się nabierała tempa w chwili, gdy rozpoczęła się najnowsza inicjatywa rządu dotycząca chipów. Projektowanie chipów AI jest wciąż w powijakach, a w tej technologii — w przeciwieństwie do układów pamięci i układów logicznych — kraj nie jest beznadziejnie w tyle.

Specjalistyczny sprzęt

Kai Yu odegrał już znaczącą rolę w rewolucji sztucznej inteligencji w Chinach. Wesoły mężczyzna w okularach, który studiował sieci neuronowe na studiach w Chinach i Niemczech pod koniec lat 90. i na początku XXI wieku, założył w 2013 r. Instytut Głębokiego Uczenia Baidu, ponieważ firma stała się jedną z pierwszych, które obstawiały sztuczną inteligencję.

Poruszając się po porannym ruchu w Pekinie na tylnym siedzeniu Didi, Yu mówi, że znaczenie sprzętu chipowego szybko stało się oczywiste, gdy Baidu zaczął angażować zasoby w głębokie uczenie. Jak mówi, w 2015 roku zasugerował, aby Baidu stworzyło wyspecjalizowany chip AI. Ale wydawało się to kosztowne i wykraczające poza kompetencje firmy. W tym samym roku Yu odszedł, aby założyć własną firmę Horizon Robotics.

Cambricon, jeden z najcenniejszych start-upów w kraju, sprzedaje nowe chipy specjalnie zaprojektowane do zastosowań w chmurze wykorzystujących sztuczną inteligencję. Cambricon

Horizon koncentruje się na mikrochipach specyficznych dla aplikacji, które uruchamiają wstępnie wytrenowane algorytmy uczenia głębokiego. Opracowuje je z myślą o autonomicznych samochodach i inteligentniejszych robotach. Ale Yu uważa, że ​​niedługo te żetony będą wszędzie. Jeśli spojrzymy wstecz za 10 lat, mówi, że ponad połowa obliczeń na urządzeniu będzie związana ze sztuczną inteligencją.

W sierpniu Huawei, największa chińska firma telekomunikacyjna i smartfonowa, zaprezentowała mobilny chip Kirin 980, który zawiera jednostkę przetwarzania neuronowego — sekcję logiki zaprojektowaną do zadań głębokiego uczenia, takich jak rozpoznawanie obrazu i głosu.

W pewnym sensie chip ilustruje utrzymujące się ograniczenie możliwości Chin — został wyprodukowany przez tajwańskie TSMC. Ale w innym odzwierciedla uderzający postęp i ambicje Chin. Chip jest jednym z pierwszych w kraju, który zawiera elementy o wielkości zaledwie 7 nanometrów. Mniejsze komponenty sprawiają, że chipy są szybsze i wydajniejsze, ale także dużo trudniejsze do zaprojektowania i wyprodukowania, co jest znaczącym osiągnięciem Huawei. Projekty części chipa zoptymalizowanej pod kątem głębokiego uczenia pochodzą od startupu o nazwie Cambricon, założonego w 2016 roku przez naukowców z Chińskiej Akademii Nauk. Dziś Cambricon jest wyceniany na 2,5 miliarda dolarów, co czyni go najcenniejszym start-upem w branży. W październiku Huawei ogłosił kolejny chip AI o nazwie Ascend, który został zaprojektowany we własnym zakresie.

Chip na ramieniu

Chińskie ambicje dotyczące chipów wstrząsnęły innymi krajami, zwłaszcza Stanami Zjednoczonymi. Częściowo dlatego, że starania o dostęp do technologii wiązały się czasami z agresywnymi przejęciami, wymuszonym transferem technologii i rzekomo szpiegostwem przemysłowym. Wytwarzanie chipów jest kluczem do sprawności wojskowej, a administracja Obamy starała się zablokować chińskie próby nabycia amerykańskiej technologii chipowej na długo przed przybyciem Donalda Trumpa do Białego Domu. To jedna z niewielu kwestii, które jednoczą amerykańskich polityków.

Sztuczna inteligencja zmienia świat
Sztuczna inteligencja zmienia świat.

W kwietniu 2018 r. Stany Zjednoczone zakazały jednej z wiodących chińskich firm technologicznych, ZTE, używania amerykańskich chipów, ponieważ złamała ona zakaz sprzedaży sprzętu zawierającego amerykańską technologię do Iranu i Korei Północnej. W październiku Stany Zjednoczone poinformowały, że producent chipów pamięci Fujian Jinhau, firma oskarżona o kradzież tajemnic handlowych, będzie potrzebowała specjalnej licencji na zakup komponentów wyprodukowanych w USA. Ograniczenia te mogą być częściowo odpowiedzią na kradzieże mienia i nieuczciwy handel, ale wyglądają też na próbę spowolnienia postępów w produkcji chipów w Chinach.

Jednak wojna handlowa może tylko przyspieszyć wzrost Chin. Ludzie w Chinach zdali sobie sprawę, że Stany Zjednoczone mogą łatwo zatrzymać ich postępy, mówi Bao z Chińskiej Akademii Nauk. To prawdopodobnie przyspieszy sprawę.

Jakkolwiek szybko się to stanie, marsz Chin do zaawansowanego wytwarzania chipów jest prawie nie do powstrzymania. Żadne prawdziwe supermocarstwo nie może sobie pozwolić na outsourcing technologii, która jest tak kluczowa zarówno dla wzrostu gospodarczego, jak i bezpieczeństwa militarnego. A po dziesięcioleciach nadrabiania zaległości kraj w końcu dostrzega możliwości osiągnięcia mistrzostwa w boisku.

W Tianjin Jiang wyjaśnia, że ​​iFlytek myśli o zaprojektowaniu własnych chipów, aby poprawić wydajność swoich tłumaczy elektronicznych. Właśnie wtedy odzywa się generowana przez sztuczną inteligencję wersja Trumpa. ( Réngōng zhìnéng zhèngzái gǎibian shìjiè ), mówi: Sztuczna inteligencja zmienia świat.

ukryć