Ķīnai nekad nav bijusi īsta mikroshēmu industrija. AI mikroshēmu izgatavošana to varētu mainīt.

ar bitmain pieklājību

Donalds Tramps runā mandarīnu valodā.

Tas notiek Tjaņdzjiņas pilsētā, aptuveni stundas brauciena attālumā uz dienvidiem no Pekinas, mirdzošā biroju ēkā, kas pieder iFlytek, vienam no Ķīnas strauji augošajiem mākslīgā intelekta uzņēmumiem. Aiz apsargātajiem vārtiem, spožā izstāžu zālē, ASV prezidents atrodas lielā televizora ekrānā un slavē Ķīnas uzņēmumu. Tā ir Trampa balss un seja, taču ieraksts, protams, ir viltots — iFlytek izstrādātās progresīvās mākslīgā intelekta tehnoloģijas bezkaunīgs demonstrējums.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2019. gada janvāra numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Dzjans Tao smejas un norāda uz dažiem citiem iFlytek tehnoloģijas piemēriem. Ekskursijas laikā Dzjans, viens no uzņēmuma līdzdibinātājiem, izmanto vēl vienu ievērojamu jauninājumu: rokas ierīci, kas gandrīz acumirklī pārvērš viņa vārdus no mandarīnu valodas angļu valodā. Vienā brīdī viņš ierunājas aparātā un tad pasmaida, kad tas tulko: Es atklāju, ka mana ierīce atrisina sakaru problēmu.

iFlytek tulkotājs parāda AI iespējas, kas konkurē ar tām, kas atrodamas jebkur pasaulē. Taču tas arī izceļ lielu robu Ķīnas 2017. gadā atklātajā plānā, lai līdz 2030. gadam kļūtu par pasaules līderi mākslīgā intelekta jomā. Algoritmus ir izstrādājis iFlytek, bet aparatūru — mikroshēmas, kas atdzīvina šos algoritmus — tika izstrādāta un izgatavota. citur. Lai gan Ķīna ražo lielāko daļu pasaules elektronisko ierīču, tai atkal un atkal nav izdevies apgūt šo mazo, neiespējami sarežģīto silīcija konstrukciju ražošanu. Tās atkarība no ārvalstu integrālajām shēmām var potenciāli kropļot tās AI ambīcijas.

Tomēr pats AI varētu to visu mainīt. Tiek izgudroti jauni mikroshēmu veidi, lai pilnībā izmantotu AI sasniegumus, apmācot un darbinot dziļus neironu tīklus tādiem uzdevumiem kā balss atpazīšana un attēlu apstrāde. Šīs mikroshēmas apstrādā datus būtiski atšķirīgā veidā nekā silīcija loģiskās shēmas, kas gadu desmitiem ir definējušas aparatūras vismodernākās iespējas. Tas nozīmē mikroshēmu no jauna izgudrošanu pirmo reizi pēc gadiem.

Progresīvāka mikroshēmu nozare palīdzēs Ķīnai īstenot sapni kļūt par patiesu tehnoloģiju lielvalsti.

Ķīna nespēlēs ar šīm jaunajām mikroshēmām, kā tā ir darījusi ar tradicionālākiem čipiem gadu desmitiem. Tā vietā tā esošā AI spēja un nepārspējamā piekļuve datu daudzumam, kas nepieciešams AI algoritmu apmācībai, varētu dot tai priekšrocības, izstrādājot mikroshēmas, kas optimizētas to darbināšanai.

Ķīnas mikroshēmu ambīcijām ir arī ģeopolitiskas sekas. Uzlabotas mikroshēmas ir atslēga jaunām ieroču sistēmām, labākai kriptogrāfijai un jaudīgākiem superdatoriem. Tām ir arī galvenā nozīme pieaugošajā tirdzniecības spriedzē starp ASV un Ķīnu. Veiksmīga mikroshēmu nozare padarītu Ķīnu ekonomiski konkurētspējīgāku un neatkarīgāku. Daudziem gan Vašingtonā, gan Pekinā uz spēles ir likts valsts spēks un drošība.

Silikona vīzijas

Plašas pilsētas Uhaņas nomalē, kas dažu dienu braucienā no Šanhajas brauc pa Jandzi, atrodas rūpnīca, kas aptvertu vairākus futbola laukumus. Tas pieder Tsinghua Unigroup, valsts atbalstītam mikroshēmu ražotājam. Līdz 2019. gada beigām rūpnīca ražos silīcija vafeles, kuras pēc tam tiks sagrieztas uzlabotās atmiņas mikroshēmās.

Tsinghua Unigroup mērķis ir paplašināt Uhaņas objektu trīs reizes līdz pašreizējam izmēram, un kopējās izmaksas ir 24 miljardi USD. Tā izstrādā divas līdzīgas vietas, vienu gar Jandzi Nanjingā un otru tālāk uz rietumiem Čendu par līdzīgām izmaksām. Tās būs lielākās un izsmalcinātākās mikroshēmu rūpnīcas, kuras jebkad ir uzbūvējis Ķīnas uzņēmums.

Tas viss ir daļa no Ķīnas centieniem virzīt savu mikroshēmu ražošanas nozari uz priekšu. 2014. gadā valdība izveidoja Nacionālo integrēto shēmu nozares investīciju fondu — subsīdiju programmu, kas plāno piesaistīt 180 miljardus USD no vietējās valdības atbalstītajiem fondiem un valsts uzņēmumiem. Gadu vēlāk tas izlaida Made in China 2025 — visaptverošu projektu visas Ķīnas ražošanas nozares modernizācijai. Tas noteica ļoti ambiciozo mērķi gadā saražot čipsus 305 miljardu ASV dolāru vērtībā un līdz 2030. gadam nodrošināt 80% no iekšzemes pieprasījuma pēc čipsiem, salīdzinot ar attiecīgi 65 miljardiem ASV dolāru un 33% 2016. gadā. Šobrīd pasaules ražošanas apjoms ir 412 miljardi ASV dolāru.

Valsts atbalstītā Tsinghua Unigroup nesenā augsto tehnoloģiju izstādē Pekinā demonstrēja mikroskopa skatu uz mikroshēmu. Ng Han Guan | AP attēli

Vēl tāls ceļš ejams. Ķīna ir pasaulē lielākais un visstraujāk augošais pusvadītāju tirgus, taču neviens Ķīnas mikroshēmu ražotājs nav iekļuvis pasaules 15 labāko pārdošanas apjomu ziņā. Uzlabotās mikroshēmas galvenokārt ražo uzņēmumi no ASV, Taivānas, Japānas, Dienvidkorejas un Rietumeiropas. Ķīnas lielais ekonomiskais konkurents ASV veido aptuveni pusi no pasaules pārdošanas apjoma un pusi no Ķīnas mikroshēmu importa.

Pekina jau ilgu laiku ir mēģinājusi izveidot spēcīgu mikroshēmu nozari. Pētnieki izstrādāja Ķīnas pirmo tranzistoru neilgi pēc ierīces izgudrošanas ASV 1950. gadu beigās. Taču valsts atpalika, jo tās universitātes un uzņēmumi piedzīvoja kultūras revolūcijas satricinājumus. 20. gadsimta 60. gados, kad Silīcija ielejā sāka attīstīties pusvadītāju rūpniecība un tika formulēts Mūra likums, Ķīnas jaunizveidotā mikroshēmu rūpniecība gulēja drupās.

Līdz brīdim, kad Ķīnas ekonomika atvērās astoņdesmitajos gados, bija par vēlu. Mikroshēmu ražotāji sadarbojās ar ārvalstu firmām, taču viņu importētās ražošanas iekārtas ātri novecoja un nespēja uzticami vai pietiekamā apjomā ražot pat pamata mikroshēmas. Un pat tad, kad 90. gados Ķīnas elektronikas ražošana uzplauka, birokrātiskas kļūdas un augstas kvalitātes importēto mikroshēmu pieejamība kavēja turpmākos valdības centienus. Neviens Ķīnas uzņēmums nevarētu līdzināties gadu desmitiem ilgajai pieredzei ārvalstu firmās, piemēram, Intel, Samsung un Taiwan Semiconductor.

Marks Li, Bernstein analītiķis, kurš uzrauga mikroshēmu nozari Āzijā, lēš, ka Ķīnas vismodernākie mikroshēmu ražotāji joprojām atpaliek vismaz piecus gadus. Tā kā Mūra likums apraksta mikroshēmas veiktspējas dubultošanos ik pēc diviem gadiem, tā ir ievērojama atšķirība. Ķīnā ir daudz zemas klases ražotņu, kas ražo salīdzinoši vienkāršas mikroshēmas, ko izmanto viedkartēs, SIM kartēs un pat pamata tālruņos, bet ne tādas rūpnīcas, kas nepieciešamas progresīvu procesoru ražošanai.

Kāpēc Ķīna joprojām cīnās, lai ražotu modernus mikroshēmas, ja tā ir kļuvusi tik laba tik daudzās citās jomās? Būtībā tāpēc, ka tas ir neticami grūti. Jaunākajās mikroshēmās ir miljardiem tranzistoru, katram no kuriem ir tikai daži nanometri lieli, un tie ir izveidoti atsevišķu atomu mērogā. Tie ir tik sarežģīti, ka nav iespējams tos izjaukt un nokopēt tā dizainu, kā to darījuši Ķīnas uzņēmēji ar daudziem ārzemju produktiem. Un pat ja tas būtu iespējams, tas nenodrošinātu zināšanas, kas nepieciešamas nākamās paaudzes projektēšanai un izgatavošanai.

Ražošana ir saistīta ar simtiem, pat tūkstošiem tehnisku izaicinājumu, saka Yungang Bao, Ķīnas Zinātņu akadēmijas Uzlaboto datorsistēmu centra direktors un mikroprocesoru dizaina eksperts. Būs vajadzīgs ilgs laiks, lai panāktu.

Tīkla efekti

Mākslīgais intelekts var mainīt spēli.

Padziļināta mācīšanās ir mākslīgā intelekta paņēmiens, kas pēdējos gados ir pierādījis savu spēku, lai veiktu noderīgas lietas, piemēram, pamanītu slimības medicīniskajos attēlos, iemācītu pašbraucošām automašīnām noturēties uz ceļa un analizētu izrunātas komandas. Tas darbojas būtiski atšķirīgi no vairuma programmatūras.
Dziļā mācīšanās izmanto lielus tīklus, kas aptuveni atgādina vairākus neironu slāņus bioloģiskajās smadzenēs. Tīklam apgūstot uzdevumu, secīgos slāņos notiek aprēķinu kaskāde. Katra aprēķina rezultāti maina savienojumus starp katru slāni un nākamo; būtībā tīkls pārprogrammē sevi darbības laikā. Tā spēja atpazīt objektus attēlos nav pakāpenisku loģisko darbību rezultāts, kā tas ir parastajā programmēšanā, bet gan pakāpeniski parādās, kad neskaitāmi parametri tīklā tiek pielāgoti un pārregulēti, veicot visaptverošu apmācību.

Pētnieki jau agri saprata, ka spēļu konsolēs esošās mikroshēmas, kas sākotnēji bija paredzētas ātrai 3D attēlu atveidei, ir labākas padziļinātai apguvei nekā vispārējas nozīmes mikroshēmas. Un padziļinātās mācīšanās algoritmi joprojām galvenokārt tiek apmācīti, izmantojot šo grafikas apstrādes vienību (GPU) rādītājus. Viens no GPU tirgus līderiem ir Nvidia, kas izveidoja savu biznesu, piegādājot aparatūru spēlētājiem. Bet tagad Intel un citi ir izstrādājuši jaudīgas jaunas mikroshēmas dziļas mācīšanās apmācībai. Pat mākoņa programmatūras uzņēmumi, piemēram, Google un Amazon, izstrādā īpaši pielāgotas mikroshēmas, kas izstrādātas to labākajiem algoritmiem.

Līdzīgas Ķīnas iniciatīvas tika paziņotas pagājušajā gadā. Jūlijā meklēšanas gigants Baidu atklāja, ka tas strādā pie mikroshēmas Kunlun, lai savos datu centros palaistu padziļinātas mācīšanās algoritmus. Un septembrī e-komercijas spēkstacija Alibaba paziņoja, ka izveidos jaunu uzņēmumu, kas nodarbojas ar AI mikroshēmu ražošanu. Jaunā uzņēmuma nosaukums ir Pingtouge, kas ir medus āpša segvārds, Āfrikas dzīvnieks, kas slavens ar bezbailību un izturību.

AI uzplaukuma laiks Ķīnas mikroshēmu ražotājiem ir nejaušs. Padziļinātās mācīšanās revolūcija kļuva arvien straujāka tieši tad, kad sākās valdības jaunākais mikroshēmu virziens. AI mikroshēmu dizains joprojām ir agrīnā stadijā, un šajā tehnoloģijā — atšķirībā no atmiņas un loģiskajām shēmām — valsts nav bezcerīgi atpalikusi.

Specializēta aparatūra

Kai Yu jau ir spēlējis nozīmīgu lomu Ķīnas AI revolūcijā. Dzīvespriecīgs, brillēm tērpts vīrietis, kurš 90. gadu beigās un 2000. gadu sākumā studēja neironu tīklus koledžā Ķīnā un Vācijā, viņš 2013. gadā nodibināja Baidu Dziļās mācīšanās institūtu, jo uzņēmums kļuva par vienu no pirmajiem, kas veica likmes uz AI.

Pārvietojoties Pekinas rīta satiksmē Didi aizmugurējā sēdeklī, Ju saka, ka mikroshēmu aparatūras nozīme ātri kļuva acīmredzama, kad Baidu sāka ieguldīt resursus padziļinātai apmācībai. Viņš saka, ka 2015. gadā viņš ierosināja Baidu izveidot specializētu AI mikroshēmu. Bet tas šķita dārgi un tālu ārpus uzņēmuma kompetences. Tāpēc vēlāk tajā pašā gadā Ju aizgāja, lai dibinātu savu uzņēmumu Horizon Robotics.

Cambricon, viens no valsts vērtīgākajiem jaunizveidotajiem uzņēmumiem, pārdod jaunas mikroshēmas, kas īpaši izstrādātas mākslīgā intelekta mākoņa lietojumprogrammām. Kembrikons

Apvārsnis ir vērsts uz lietojumprogrammām specifiskām mikroshēmām, kas nodrošina iepriekš apmācītus dziļās apmācības algoritmus. Tas tos izstrādā pašbraucošām automašīnām un viedākiem robotiem. Bet Yu domā, ka šīs mikroshēmas drīz būs visur. Ja mēs atskatāmies pēc 10 gadiem, viņš saka, ka vairāk nekā puse no ierīces aprēķiniem būs saistīti ar AI.

Augustā Huawei, Ķīnas lielākais telekomunikāciju un viedtālruņu uzņēmums, prezentēja mobilo mikroshēmu Kirin 980, kas ietver neironu apstrādes bloku — loģikas sadaļu, kas paredzēta dziļas mācīšanās uzdevumiem, piemēram, attēla un balss atpazīšanai.

Vienā ziņā mikroshēma ilustrē Ķīnas spēju ilgstošu ierobežojumu — to ražoja Taivānas TSMC. Bet citā gadījumā tas atspoguļo Ķīnas pārsteidzošo progresu un ambīcijas. Mikroshēma ir viena no pirmajām valstī, kurā ir iekļautas līdz 7 nanometriem mazas funkcijas. Mazāki komponenti padara mikroshēmas ātrākas un jaudīgākas, bet arī daudz grūtāk izstrādāt un ražot, tāpēc Huawei šis ir nozīmīgs apvērsums. Padziļinātai apmācībai optimizētās mikroshēmas daļas dizaini nāk no starta ar nosaukumu Cambricon, ko 2016. gadā dibināja Ķīnas Zinātņu akadēmijas pētnieki. Šobrīd Cambricon vērtība ir 2,5 miljardi USD, padarot to par nozares vērtīgāko starta uzņēmumu. Oktobrī Huawei paziņoja par citu AI mikroshēmu Ascend, kas ir izstrādāta pašā uzņēmumā.

Čips uz pleca

Ķīnas mikroshēmu ambīcijas ir satricinājušas citas valstis, īpaši ASV. Daļēji tas ir tāpēc, ka tās centieni piekļūt tehnoloģijām dažkārt ir saistīti ar agresīvu iegādi, piespiedu tehnoloģiju nodošanu un, iespējams, rūpniecisko spiegošanu. Mikroshēmu izgatavošana ir militārās varenības atslēga, un Obamas administrācija centās bloķēt Ķīnas mēģinājumus iegūt ASV mikroshēmu tehnoloģiju ilgi pirms Donalda Trampa ierašanās Baltajā namā. Tas ir viens no nedaudzajiem jautājumiem, kas vieno ASV politiķus.

Mākslīgais intelekts maina pasauli
Mākslīgais intelekts pārveido pasauli.

2018. gada aprīlī ASV aizliedza vienam no Ķīnas vadošajiem tehnoloģiju uzņēmumiem ZTE izmantot ASV mikroshēmas, jo tā bija pārkāpusi aizliegumu pārdot ASV tehnoloģijas saturošas iekārtas Irānai un Ziemeļkorejai. Oktobrī ASV paziņoja, ka atmiņas mikroshēmu ražotājam Fujian Jinhau, uzņēmumam, kas apsūdzēts komercnoslēpumu zādzībā, būs nepieciešama īpaša licence, lai iegādātos ASV ražotas sastāvdaļas. Šie ierobežojumi daļēji var būt atbilde uz īpašuma zādzībām un negodīgu tirdzniecību, taču tie izskatās arī kā mēģinājums palēnināt Ķīnas mikroshēmu ražošanas progresu.

Tomēr tirdzniecības karš var tikai paātrināt Ķīnas augšupeju. Cilvēki Ķīnā saprata, ka ASV var viegli apturēt viņu progresu, saka Bao no Ķīnas Zinātņu akadēmijas. Tas, iespējams, paātrinās lietas.

Lai cik ātri tas notiktu, Ķīnas gājiens uz progresīvu mikroshēmu ražošanu ir neapturams. Neviena patiesa lielvara nevar atļauties izmantot ārpakalpojumus tehnoloģijām, kas ir tik svarīgas gan tās ekonomiskajai izaugsmei, gan militārajai drošībai. Un pēc gadu desmitiem ilgas atspēlēšanās valsts beidzot saskata iespējas nostiprināt šīs jomas meistarību.

Tjaņdziņā Dzjans skaidro, ka iFlytek domā par savu mikroshēmu projektēšanu, lai uzlabotu savu elektronisko tulkotāju veiktspēju. Tieši tad AI radītā Trampa versija runā.人工智能正在改变世界 ( Réngōng zhìnéng zhèngzái gǎibiàn shìjiè ), viņš saka: Mākslīgais intelekts pārveido pasauli.

paslēpties