China möchte die Chips herstellen, die jedem Gerät KI hinzufügen

Bereitgestellt von Shouyi Yin, Institut für Mikroelektronik der Tsinghua-Universität

In einem Büro der Tsinghua-Universität in Peking zerkleinert ein Computerchip Daten von einer nahegelegenen Kamera und sucht nach Gesichtern, die in einer Datenbank gespeichert sind. Sekunden später verarbeitet derselbe Chip namens Thinker Sprachbefehle auf Chinesisch. Thinker wurde entwickelt, um neuronale Netze zu unterstützen. Das Besondere ist jedoch, wie wenig Energie es verbraucht – nur acht AA-Batterien reichen aus, um es ein Jahr lang zu betreiben.

Thinker kann seine Rechen- und Speicheranforderungen dynamisch an die Anforderungen der ausgeführten Software anpassen. Dies ist wichtig, da viele reale KI-Anwendungen – das Erkennen von Objekten in Bildern oder das Verstehen menschlicher Sprache – eine Kombination verschiedener Arten von neuronalen Netzwerken mit unterschiedlicher Anzahl von Schichten erfordern.

Im Dezember 2017 wurde ein Artikel, der das Design von Thinker beschreibt, in der veröffentlicht IEEE Journal of Solid-State Circuits , eine Top-Zeitschrift für Computer-Hardware-Design. Für die chinesische Forschungsgemeinschaft war es eine Krönung.

Der Chip ist nur ein Beispiel für einen wichtigen Trend, der den chinesischen Technologiesektor erfasst. Die Halbleiterindustrie des Landes sieht eine einzigartige Chance, sich inmitten der aktuellen Welle der Begeisterung für KI-optimierte Hardware zu etablieren. Computerchips sind der Schlüssel zum Erfolg der KI, daher muss China seine eigene Hardwareindustrie entwickeln, um eine echte Kraft in der Technologie zu werden (siehe Chinas AI Awakening ).

Verwandte Geschichte

Verwandte Geschichte Der Westen sollte Chinas Revolution der künstlichen Intelligenz nicht fürchten. Es sollte es kopieren.

Im Vergleich dazu, wie China auf frühere Revolutionen in der Informationstechnologie reagiert hat, ist die Geschwindigkeit, mit der China dem aktuellen [KI]-Trend folgt, am schnellsten, sagt Shouyi Yin, stellvertretender Direktor des Instituts für Mikroelektronik der Tsinghua-Universität und Hauptautor des Thinker-Papiers. unter Bezugnahme auf die Bemühungen, Prozessoren für neuronale Netzwerke in China zu entwickeln.

Obwohl China zu einem Produktionszentrum für Solarmodule und Smartphones geworden ist, hinkt die Halbleiterindustrie des Landes weit hinter der der USA her Verband der chinesischen Halbleiterindustrie. Große US-amerikanische Technologieunternehmen, darunter Google und Intel, sowie einige Startups entwickeln Chips für KI-Anwendungen (siehe The Race to Power AI’s Silicon Brains).

In einem dreijährigen Aktionsplan zur Entwicklung von KI, der im Dezember 2017 vom chinesischen Ministerium für Industrie und Informationstechnologie veröffentlicht wurde, legte die Regierung das Ziel fest, bis 2020 in der Lage zu sein, Verarbeitungschips für neuronale Netzwerke in Massenproduktion herzustellen.

Ein Schema zeigt verschiedene Elemente eines Chips namens Thinker, der an der Tsinghua-Universität in Peking entwickelt wurde. BEREITGESTELLT VON SHOUYI YIN, TSINGHUA UNIVERSITÄTSINSTITUT FÜR MIKROELEKTRONIK

Es ist zwar möglich, KI-Software mit vorhandenen Chips wie leistungsstarken Grafikchips oder FPGAs (eine Art leerer Chip, der im Handumdrehen neu konfiguriert werden kann) auszuführen, aber diese Designs sind teuer und eignen sich nicht für kleine Geräte, die Batterien verwenden. Aus diesem Grund hat Yins Team bei Tsinghua Thinker entwickelt.

Thinker könnte in eine Vielzahl von Geräten eingebettet werden, wie z. B. Smartphones, Uhren, Heimroboter oder Geräte, die in abgelegenen Gebieten stationiert sind. Yins Team plant, im März dieses Jahres das erste mit Thinker ausgestattete Produkt auf den Markt zu bringen.

Ähnliche Projekte sind andernorts in China im Gange. Ende Januar wird ein Forschungsteam am Institut für Computertechnologie (ICT) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften einen lokalen Halbleiterhersteller eine kleine Charge von Chips für den Einsatz in Robotern herstellen lassen. Der Chip mit dem Namen Dadu hat zwei Kerne – einen für den Betrieb neuronaler Netze und einen für die Bewegungssteuerung. Der neuronale Kern führt die Algorithmen für das Sehen aus, ermöglicht aber auch dem Bewegungskern, die optimale Route zum Erreichen eines Ziels oder die beste Bewegung zum Greifen eines Objekts zu planen.

Yinhe Han, Leiterin des Cyber ​​Computing Lab des Instituts und Leiterin des Roboterchip-Projekts, sieht eine Reihe von Anwendungen vor, darunter Roboter, die Kaffee liefern, und Drohnen, die mit Handgesten gesteuert werden. Der Vorteil der Entwicklung eines solchen Systems in China, sagt er, ist die große Benutzerbasis, die die Aktualisierung des Chipdesigns basierend auf der Benutzererfahrung schneller macht.

China hat schon früher versucht und ist gescheitert, die Chipindustrie aufzurütteln. Im Jahr 2001 stellte das ICT ein Team zusammen, um Desktop-CPUs zu entwickeln. Dieses Team wurde zum Kernstück eines chinesischen Chipherstellers namens Loongson, aber die Produkte des Unternehmens wurden nie so weit verbreitet, wie es sich die Gründer gewünscht hätten.

Chinas Industrie für integrierte Schaltkreise ist schnell gewachsen und trug von 2000 bis 2016 58 Prozent zum weltweiten Wachstum des Marktes für integrierte Schaltkreise bei. Aber im Jahr 2016 betrug Chinas Anteil an der weltweiten Halbleiterfertigungskapazität laut PwC immer noch nur 14,2 Prozent. In einer von der Zentralregierung im Jahr 2015 angekündigten Fertigungsrichtlinie mit dem Titel „Made in China 2025“ war das Chipdesign und die Herstellung einer der Schlüsselbereiche, in denen die Regierung einen Durchbruch forderte.

Chinesische Chip-Startups befinden sich jedoch in einem Umfeld, das sich stark von dem unterscheidet, aus dem Intel oder Nvidia hervorgegangen sind. Unternehmen sind in Scharen auf Cloud Computing umgestiegen, was bedeutet, dass es möglicherweise weniger Markt für Standardhardware gibt, sagt Dongrui Fan, Präsident von SmarCo, einem in Peking ansässigen Startup, das einen KI-Chip für Rechenzentren entwickelt, die Videomaterial verarbeiten .

Doch Chinas KI-Unternehmen entwickeln zunehmend auch eigene Hardware.

In Zukunft wird es möglicherweise immer weniger Unternehmen geben, die nur Chips herstellen, sagt Fengxiang Ma, Direktor für ASIC-Design bei Horizon Robotics, einem in Peking ansässigen Startup, das sich auf die Anwendung von KI-Techniken beim Fahren und bei Kameras konzentriert. Im Dezember 2017 veröffentlichte Horizon zwei Computer-Vision-Chips. Sie können verwendet werden, um Fahrzeugen die Erkennung von Fußgängern zu ermöglichen oder Einkaufszentren dabei zu unterstützen, Muster im Besucherverkehr zu erkennen. Seit der Gründung im Jahr 2015 ist das Unternehmen auf über 300 Mitarbeiter angewachsen.

Laut Ma ist Horizon Robotics kein Chipunternehmen, aber es entwickelt die Chips für seine Produkte im eigenen Haus, um eine bessere Produktleistung und niedrigere Produktionskosten zu erzielen.

Im Moment haben chinesische Chipforscher viele Probleme zu lösen: Wie können sie ihre Chipdesigns kommerzialisieren, wie sie skalieren und wie sie sich in einer von KI veränderten Computerwelt zurechtfinden. Was jedoch nicht fehlt, ist Ehrgeiz. Als Chipforscher haben wir alle Träume, sagt Yinhe Han von ICT. Wir werden sehen, wie weit wir springen können.

verbergen