Разбавим чуть поток всякого уг нытья новостями :) Итак,
Не секрет, что в гонке за чем-либо любыми средствами первой страдает оптимизация процессов. Все проблемы с ресурсоёмкими ИИ как раз об этом. Об оптимизации вспоминают только тогда, когда ресурс для продолжения гонки подходит к концу или его перестаёт хватать всем. Своими санкциями США поставили китайских разработчиков в положение, когда оптимизация становится единственным выходом из кризиса дефицита ресурсов. Но это не просто выход — это шанс на прорыв.
В частности, исследователи из Пекинского университета (Peking University) создали экспериментальную вычислительную систему, в которой несколько обычных электронных процессоров обменивались данными через кремниевые фотонные передатчики и оптический коммутатор. Во время экспериментов платформа выполнила нейросетевую задачу шумоподавления почти в 149 раз быстрее графического процессора, хотя её номинальная вычислительная производительность составляла лишь около 11,6 % от производительности GPU: около 1,97 против 16,96 Тфлопс.
Система состояла из пяти программируемых логических матриц FPGA (ПЛИС), на каждой из которых был размещён один слой пятислойной свёрточной нейросети. Между платами установили кремниевые фотонные трансиверы со скоростью 400 Гбит/с и оптический коммутатор 16 × 16. Четыре канала передачи данных по 100 Гбит/с передавались по общему волокну на четырёх длинах волн. Коммутатор имел потери менее 5 дБ и теоретически мог соединять до 16 вычислительных чипов с совокупной пропускной способностью 6,4 Тбит/с.
Главным преимуществом решения стала конвейерная обработка. Каждая ПЛИС постоянно выполняла обработку своего слоя нейросети и сразу передавала промежуточный результат следующему чипу по оптическому каналу. Благодаря этому не требовалось после обработки каждого слоя сохранять данные во внешней памяти и затем загружать их обратно — именно такие операции создают так называемую «стену памяти» и тормозят работу GPU. Тысяча изображений размером 32 × 32 пикселя была обработана за 105,16 мкс, тогда как контрольный GPU затратил на те же операции 15,643 мс, а эффективность использования вычислительных блоков ПЛИС достигла впечатляющих 94,7 %.
Для эксперимента учёные использовали простую пятислойную нейросеть с ядрами 5 × 5 и набор данных Fashion-MNIST. Было бы заманчиво увидеть подобные эксперименты с большими языковыми или другими современными генеративными моделями. Пока этого нет, но уже сейчас опыт даёт наглядное представление о громадном резерве ускорения ИИ при правильной оптимизации.
«Конкретные задачи могут быть реализованы при ограниченных вычислительных ресурсах, когда совместно разрабатываются алгоритмы, микроархитектуры процессоров и межсоединения на уровне чипов, — резонно отмечают авторы работы. — Эта структура также может снизить нерациональное потребление энергии в центрах обработки данных и оптимизировать задержку или потребление в сценариях с передовыми вычислениями».
А тут одна из предпосылок для предыдущей работы:
Скандалы с разоблачениями, дошедшие до одного из основателей Supermicro, не могли не повлиять на экспортную политику США в азиатском регионе. Как сообщает Financial Times, за последние несколько месяцев Nvidia более чем вдвое сократила перечень азиатских компаний, которым она готова продавать свою передовую продукцию в сфере ИИ. Данные меры направлены на сокращение каналов нелегальных поставок ИИ-чипов в Китай.
Как отмечают источники, выбывшие из перечня доверенных покупателей продукции Nvidia в регионе могут пройти аудит повторно с учётом новых требований, и в случае успеха вернуть себе право покупать ИИ-чипы этой марки. Многие попавшие под «чистку» азиатские компании относятся к сегменту neocloud — молодых игроков на рынке услуг по предоставлению в аренду облачных вычислительных мощностей. По словам первоисточника, Nvidia пришлось ужесточить процедуру проверки контрагентов под нажимом властей США.
Компания стала направлять своих представителей на площадки, на которых должно эксплуатироваться закупаемое у неё серверное оборудование, а также более подробно опрашивать конечных пользователей. Процедуры осуществляются при поддержке Министерства торговли США. Именно локальный аудит использования оборудования Nvidia был усилен в последнее время, помимо введения более строгого отбора покупателей на уровне согласования документов.
Разбирательства с Supermicro последних месяцев позволяют предположить, что санкционное оборудование американского происхождения могло попадать в Китай через Тайвань, Малайзию и Сингапур. Китайский рынок в результате этих мер, как сообщают источники, стал острее чувствовать дефицит чипов Nvidia. С другой стороны, китайские власти тоже противятся импорту американских ускорителей, считая необходимым развивать поставки альтернатив китайской разработки на местном рынке. Попытки крупных китайских компаний добиться права на закупку ускорителей Nvidia H200, которые американская сторона разрешила поставлять в КНР, пока не привели к значимым успехам. Перед китайскими поставщиками поставлена задача к концу этого года утроить объёмы производства продукции. Сделать это мешают, помимо прочего, и проблемы с доступом китайских производителей чипов к современному зарубежному оборудованию.
По словам представителей китайских компаний технологического сектора, пока всё это вылилось в повышение спроса на ускорители местного производства, они оказались раскупленными даже в тех случаях, когда речь идёт о не очень востребованной ранее продукции.
И как другое следствие новости выше -
Амбициозные китайский стартап планирует освоить производство чипов по норме 5 нм на базе 2D-материалов к 2029 г. Недоступные из-за экспортных ограничений США EUV-литографы для этого не потребуются.
Амбициозный проект
Китайский технологический стартап Yuanjiwei запустит производство интегральных микросхем в соответствии с самостоятельно разработанным технологическим процессом, эквивалентным 5 нм. При этом для выпуска чипов по этой технологии не потребуются дорогостоящие и к тому же дефицитные литографические EUV-машины, пишет South China Morning Post (SCMP).
На сегодняшний день Yuanjiwei реализуется пилотный проект, в рамках которого запущена экспериментальная линия по обработке 200-миллиметровых (8-дюймовых) пластин для получения 2D-полупроводников, в которых не используется кремний. К концу 2026 г. планируется освоить техпроцесс 90-нанометрового класса, в 2027 г. – 28-нанометрового, а к 2029 г. – желанные 5 нм.
Издание Ithome отмечает, что у Yuanjiwei готов фирменный набор инструментов проектирования (PDK; Process Design Kit) версии 0.1, «заточенный» под разработку микросхем по норме 500 нм. Кроме того, компания уже предоставляет услуги «штамповки» чипов соответствующего класса на основе дизайна, предоставленного клиентом, на пластинах размером 200 нм.
Как отмечает SCPM, событие знаменует важный этап в развитии китайских технологий изготовления 2D-полупроводников: полученные наработки покинули пределы исследовательских лабораторий и в недалеком будущем смогут применятьсяна практике в промышленных масштабах.
Передовой 2D-дизайн
Двумерный дизайн чипа потенциально имеет ряд преимуществ над традиционными трехмерными кремниевыми «собратьями». Применение так называемых 2D-материалов (толщиной всего в несколько атомов) при изготовлении микросхемы позволяет продолжать и дальше уменьшать размер транзисторов, не прибегая к разработке сложных архитектур, тем самым добиваясь общей производительности чипа.
Еще одно преимущество, которое отмечает SCMP, паразитные токи, возникновение которых характерно для полупроводниковых материалов, в 2D-полупроводниках гораздо слабее, что позволяет значительно снизить уровень энергопотребления и тепловыделения чипа. Использования технологий вертикальной интеграции отдельных кристаллов при изготовлении чипа пами, вероятно, позволит увеличить суммарную емкость запоминающего устройства.
Однако по сообщению STAR Market Daily, Yuanjiwei не намерена полностью отказываться от кремния в пользу 2D-материалов. Вместо этого компания будет развивать технологии упаковки, позволяющие соединять 3D- и 2D-компоненты одном корпусе, в частности, совершенствовать методы прямой межкомпонентной сварки (hybrid-bonding).
Сферы применения
Как отмечает STAR Market Daily, технологии Yuanjiwei найдут применение в устройствах для высокопроизводительных вычислений и edge-девайсах. В сочетании с методами трехмерной интеграции компонентов технология позволяет постепенно наращивать объем запоминающих устройств на основе DRAM-памяти, которая превратилась в дефицитный товар.
2D-материалы (технология UT-SOI) хорошо подходят для изготовления аналоговых радиочастотных модулей, систем связи с защитой от радиации и интерфейсов «мозг-компьютер».
Разрабатываемая Yuanjiwei платформа, как ожидается, позволить вести разработку и налаживать производство компонентов в сфере оптоэлектроники и квантовых вычислений, отмечает TrendForce.
Под давлением экспортных ограничений США
ASML – ведущий мировой производитель литографических систем, машин, выполняющих решающий этап в процессе создания полупроводников. Нидерландская компания фактически является монополистом на рынке передовых EUV-систем (литография в жестком ультрафиолете).
Вашингтон всячески препятствует осуществлению поставок таких машин в КНР. Поднебесная с переменным успехом пытается импортозамещаться на этом направлении.
В марте 2025 г. Wccftech сообщило о том, что до конца года на одном из заводов Huawei начнется тестирование EUV-литографа местного производства. Однако к марту 2026 г. EUV-литограф сопоставимого по качеству с продукцией ASML, китайским компания, вероятно, создать так и не удалось.
В июне 2026 г. издание Tom’s Hardware писало о том, что китайский стартап Prinano научился выпускать фотонные чипы без использования УФ-литографа.
Ведутся работы по созданию современных литографических машин и в соседней Японии. К примеру, в конце 2023 г. CNews писал о том, что у Canon готов кратно более дешевый в сравнении с оборудованием ASML сходного назначения сканер FPA-1200NZ2C, в котором используется технология «нанопечатной литографии» (NIL).
