Kina har aldri hatt en ekte brikkeindustri. Å lage AI-brikker kan endre det.

med tillatelse fra bitmain

Donald Trump snakker mandarin.

Dette skjer i byen Tianjin, omtrent en times kjøretur sør for Beijing, innenfor en skinnende kontorbygning som tilhører iFlytek, et av Kinas raskt voksende kunstig intelligens-selskaper. Bortenfor bevoktede porter, inne i et glitrende utstillingsrom, står den amerikanske presidenten på en stor TV-skjerm og heier ros over det kinesiske selskapet. Det er Trumps stemme og ansikt, men innspillingen er selvfølgelig falsk – en frekk demonstrasjon av den banebrytende AI-teknologien iFlytek utvikler.

Denne historien var en del av januar 2019-utgaven vår

• Se resten av saken
• Abonnere

Jiang Tao humrer og viser vei til noen andre eksempler på iFlyteks teknologi. Gjennom hele omvisningen bruker Jiang, en av selskapets medstiftere, en annen bemerkelsesverdig innovasjon: en håndholdt enhet som konverterer ordene hans fra mandarin til engelsk nesten umiddelbart. På et tidspunkt snakker han inn i maskinen, og gliser så mens det oversettes: Jeg finner ut at enheten min løser kommunikasjonsproblemet.

iFlyteks oversetter viser frem AI-evner som konkurrerer med de som finnes hvor som helst i verden. Men det fremhever også et stort hull i Kinas plan, som ble avduket i 2017, om å være verdensledende innen AI innen 2030. Algoritmene på innsiden ble utviklet av iFlytek, men maskinvaren – mikrobrikkene som bringer disse algoritmene til live – ble designet og laget andre steder. Mens Kina produserer de fleste av verdens elektroniske dingser, har det mislyktes, gang på gang, i å mestre produksjonen av disse bittesmå, umulig intrikate silisiumstrukturene. Dens avhengighet av utenlandske integrerte kretser kan potensielt ødelegge AI-ambisjonene.

Imidlertid kan AI selv endre alt dette. Nye typer brikker blir oppfunnet for å fullt ut utnytte fremskritt innen AI, ved å trene og kjøre dype nevrale nettverk for oppgaver som stemmegjenkjenning og bildebehandling. Disse brikkene håndterer data på en fundamentalt annen måte enn de logiske silisiumkretsene som har definert banebrytende for maskinvare i flere tiår. Det betyr å gjenoppfinne mikrobrikker for første gang på evigheter.

En mer avansert brikkeindustri vil hjelpe Kina å realisere drømmen om å bli en ekte teknologisupermakt.

Kina kommer ikke til å ta igjen disse nye sjetongene, slik det har gjort med mer konvensjonelle sjetonger i flere tiår. I stedet kan dens eksisterende styrke i AI og dens enestående tilgang til datamengdene som kreves for å trene AI-algoritmer gi den et forsprang i å designe brikker som er optimalisert for å kjøre dem.

Kinas chipambisjoner har også geopolitiske implikasjoner. Avanserte brikker er nøkkelen til nye våpensystemer, bedre kryptografi og kraftigere superdatamaskiner. De er også sentrale i den økende handelsspenningen mellom USA og Kina. En vellykket brikkeindustri ville gjøre Kina mer økonomisk konkurransedyktig og uavhengig. For mange, både i Washington og Beijing, står nasjonal styrke og sikkerhet på spill.

Silisium visjoner

I utkanten av Wuhan, en viltvoksende by noen dagers cruise opp Yangtze fra Shanghai, står en fabrikk som vil spenne over flere fotballbaner. Den tilhører Tsinghua Unigroup, en statsstøttet mikrobrikkeprodusent. Innen utgangen av 2019 skal fabrikken produsere silisiumskiver som deretter skal kuttes til avanserte minnebrikker.

Tsinghua Unigroup har som mål å utvide Wuhan-anlegget til tre ganger dagens størrelse, til en total kostnad på 24 milliarder dollar. Det utvikler to lignende nettsteder, en langs Yangtze i Nanjing og en annen lenger vest i Chengdu, til samme pris. De vil være de største og mest sofistikerte brikkefabrikkene som noen gang er bygget av et kinesisk selskap.

Det hele er en del av et forsøk fra Kina for å dra sin brikkefremstillingsindustri fremover. I 2014 etablerte regjeringen National Integrated Circuits Industry Investment Fund, et subsidieprogram som planlegger å samle inn 180 milliarder dollar fra lokalt støttede fond og statseide foretak. Et år senere ga den ut Made in China 2025, en omfattende plan for oppgradering av hele Kinas produksjonsindustri. Dette satte det enormt ambisiøse målet om å produsere sjetonger verdt 305 milliarder dollar per år og møte 80 % av den innenlandske etterspørselen etter sjetonger innen 2030, opp fra henholdsvis 65 milliarder og 33 % i 2016. I dag er den globale produksjonen på 412 milliarder dollar.

Statsstøttede Tsinghua Unigroup viste frem et mikroskops syn på en brikke på en nylig høyteknologisk utstilling i Beijing. Ng Han Guan | AP-bilder

Det er fortsatt en lang vei å gå. Kina er verdens største og raskest voksende marked for halvledere, men ingen kinesisk brikkeprodusent har brutt seg inn på topp 15 globalt når det gjelder salg. Avanserte sjetonger er primært laget av selskaper fra USA, Taiwan, Japan, Sør-Korea og Vest-Europa. Kinas store økonomiske rival, USA, står for omtrent halvparten av det globale salget og halvparten av Kinas chipimport.

Beijing har lenge prøvd å bygge en kraftig mikrobrikkeindustri. Forskere utviklet Kinas første transistor ikke lenge etter at enheten ble oppfunnet i USA på slutten av 1950-tallet. Men landet falt på etterskudd da universitetene og virksomhetene gikk gjennom kulturrevolusjonens uro. På 1960-tallet, da halvlederindustrien begynte å øke i Silicon Valley og Moores lov ble artikulert, lå Kinas nye brikkeindustri i ruiner.

Da den kinesiske økonomien åpnet seg på 1980-tallet, var det for sent. Chipmakere inngikk samarbeid med utenlandske firmaer, men produksjonsutstyret de importerte ble raskt utdatert, og de klarte ikke å produsere selv grunnleggende sjetonger pålitelig eller i tilstrekkelig volum. Og selv da Kinas elektronikkproduksjon tok fart på 1990-tallet, hindret byråkratiske feiltrinn og lett tilgjengelighet av høykvalitetsimporterte brikker ytterligere statlige press. Ingen kinesisk selskap kunne matche tiårene med ekspertise hos utenlandske firmaer som Intel, Samsung og Taiwan Semiconductor.

Mark Li, en analytiker hos Bernstein som sporer brikkeindustrien i Asia, anslår at Kinas mest avanserte brikkeprodusenter fortsatt er minst fem år bak. Siden Moores lov beskriver en dobling av chipytelsen hvert annet år eller så, er det et betydelig gap. Kina har mange lavprisfabrikker som lager de relativt enkle brikkene som brukes i smartkort, SIM-kort og til og med grunnleggende telefoner, men ikke den typen fabrikker som trengs for å produsere avanserte prosessorer.

Hvorfor sliter Kina fortsatt med å lage avanserte chips når det har blitt så bra på så mye annet? I utgangspunktet, fordi det er utrolig vanskelig. De nyeste brikkene har milliarder av transistorer, hver med bare noen få nanometer i størrelse, laget i skalaen til individuelle atomer. De er så komplekse at det ikke er mulig å ta en fra hverandre og kopiere designet, slik kinesiske gründere har gjort med mange utenlandske produkter. Og selv om det var mulig, ville det ikke gi ekspertisen som kreves for å designe og produsere neste generasjon.

Produksjon involverer hundrevis, ja til og med tusenvis av tekniske utfordringer, sier Yungang Bao, direktør for Center for Advanced Computer Systems ved det kinesiske vitenskapsakademiet og ekspert på mikroprosessordesign. Det vil ta lang tid å ta igjen.

Nettverkseffekter

Kunstig intelligens kan endre spillet.

Dyplæring er en AI-teknikk som har bevist sin kraft de siste årene til å gjøre nyttige ting som å oppdage sykdom i medisinske bilder, lære selvkjørende biler å holde seg på veien og analysere talte kommandoer. Den fungerer på en fundamentalt annen måte enn de fleste programvare.
Deep learning bruker store nettverk som omtrent ligner de flere lagene av nevroner i en biologisk hjerne. Når et nettverk lærer en oppgave, oppstår en kaskade av beregninger i påfølgende lag. Resultatene av hver beregning endrer forbindelsene mellom hvert lag og det neste; i hovedsak omprogrammerer nettverket seg selv mens det kjører. Dens evne til å gjenkjenne objekter i bilder er ikke et resultat av trinnvise logiske operasjoner, som i konvensjonell programmering, men dukker opp gradvis etter hvert som utallige parametere i nettverket justeres og justeres på nytt gjennom omfattende opplæring.

Forskere innså tidlig at brikkene i spillkonsoller, opprinnelig designet for å være raske til å gjengi 3D-bilder, er bedre for dyp læring enn generelle brikker. Og dyplæringsalgoritmer trenes fortsatt for det meste ved å bruke mange av disse grafikkbehandlingsenhetene (GPUer). En av markedslederne for GPUer er Nvidia, som bygde sin virksomhet med å levere maskinvare til spillere. Men nå har Intel og andre designet kraftige nye brikker for trening av dyp læring. Selv skyprogramvarebedrifter som Googles og Amazons utvikler skreddersydde brikker designet for deres beste algoritmer.

Lignende kinesiske initiativer har blitt annonsert det siste året. I juli avslørte søkegiganten Baidu at den jobber med en brikke kalt Kunlun for å kjøre dyplæringsalgoritmer i datasentrene sine. Og i september sa e-handelskraftverket Alibaba at det ville spinne ut et nytt selskap dedikert til å lage AI-sjetonger. Talende nok er det nye selskapets navn Pingtouge, et kallenavn for honninggrevlingen, et afrikansk dyr kjent for fryktløshet og utholdenhet.

Tidspunktet for AI-boomen er tilfeldig for Kinas brikkeprodusenter. Den dype læringsrevolusjonen skjøt fart akkurat da regjeringens siste chip-push kom i gang. AI-brikkedesign er fortsatt i sine tidlige dager, og i denne teknologien – i motsetning til minne og logiske kretser – er ikke landet håpløst bak.

Spesialisert maskinvare

Kai Yu har allerede spilt en betydelig rolle i Kinas AI-revolusjon. En munter, bebrillet mann som studerte nevrale nettverk ved college i Kina og Tyskland på slutten av 1990-tallet og begynnelsen av 2000-tallet, grunnla han Baidu's Institute of Deep Learning i 2013, da selskapet ble et av de første som satset tungt på AI.

Når han navigerer i Beijings morgentrafikk i baksetet til en Didi, sier Yu at viktigheten av chip-maskinvare raskt ble tydelig da Baidu begynte å bruke ressurser på dyp læring. I 2015, sier han, foreslo han at Baidu skulle lage en spesialisert AI-brikke. Men det virket kostbart og langt utenfor selskapets ekspertise. Så senere samme år dro Yu for å grunnlegge sitt eget selskap, Horizon Robotics.

Cambricon, en av landets mest verdifulle startups, selger nye brikker spesialdesignet for skyapplikasjoner med kunstig intelligens. Cambricon

Horizon er fokusert på applikasjonsspesifikke mikrobrikker som kjører ferdigtrente dyplæringsalgoritmer. Det utvikler dem for selvkjørende biler og smartere roboter. Men Yu tror disse sjetongene vil være overalt om ikke lenge. Hvis vi ser tilbake om 10 år, sier han, vil mer enn halvparten av beregningene på en enhet være AI-relatert.

I august avduket Huawei, Kinas største telekommunikasjons- og smarttelefonselskap, en mobilbrikke, Kirin 980, som inkluderer en nevral prosesseringsenhet – en del av logikk designet for dyplæringsoppgaver som bilde- og stemmegjenkjenning.

På en måte illustrerer brikken en langvarig begrensning av Kinas muligheter – den ble produsert av Taiwans TSMC. Men i en annen gjenspeiler den Kinas slående fremgang og ambisjon. Brikken er en av landets første som inkluderer funksjoner så små som 7 nanometer. Mindre komponenter gjør brikkene raskere og mer kapable, men også mye vanskeligere å designe og produsere, så dette er et betydelig kupp for Huawei. Design for den delen av brikken som er optimalisert for dyp læring kommer fra en oppstart kalt Cambricon, grunnlagt i 2016 av forskere fra det kinesiske vitenskapsakademiet. I dag er Cambricon verdsatt til 2,5 milliarder dollar, noe som gjør det til bransjens mest verdifulle oppstart. I oktober kunngjorde Huawei en annen AI-brikke, kalt Ascend, som er designet internt.

Chip på skulderen

Kinas chipambisjoner har raslet andre land, spesielt USA. Delvis er det fordi dens innsats for å få tilgang til teknologi noen ganger har involvert aggressive oppkjøp, tvungen teknologioverføring og, angivelig, industrispionasje. Chipmaking er nøkkelen til militær dyktighet, og Obama-administrasjonen forsøkte å blokkere kinesiske forsøk på å skaffe seg amerikansk brikketeknologi lenge før Donald Trump ankom Det hvite hus. Det er en av få saker som forener amerikanske politikere.

Kunstig intelligens forandrer verden
Kunstig intelligens forandrer verden.

I april 2018 forbød USA et av Kinas ledende teknologiselskaper, ZTE, fra å bruke amerikanske brikker fordi de hadde brutt et forbud mot å selge utstyr som inneholder amerikansk teknologi til Iran og Nord-Korea. I oktober sa USA at minnebrikkeprodusenten Fujian Jinhau, et selskap som er anklaget for å stjele forretningshemmeligheter, ville trenge en spesiell lisens for å kjøpe amerikanskproduserte komponenter. Disse restriksjonene kan delvis være et svar på eiendomstyveri og urettferdig handel, men de ser også ut som et forsøk på å bremse Kinas fremskritt innen brikkefremstilling.

Likevel kan en handelskrig bare fremskynde Kinas oppstigning. Folk i Kina innså at USA lett kan stoppe deres fremgang, sier Bao ved det kinesiske vitenskapsakademiet. Det vil nok få fart på sakene.

Uansett hvor fort det skjer, er Kinas marsj mot avansert chipmaking nesten ustoppelig. Ingen ekte supermakt har råd til å sette ut teknologi som er så kritisk for både dens økonomiske vekst og dens militære sikkerhet. Og etter flere tiår med innhenting ser landet endelig muligheter for å etablere mestring av feltet.

I Tianjin forklarer Jiang at iFlytek tenker på å designe sine egne brikker for å forbedre ytelsen til sine elektroniske oversettere. Akkurat da kommer den AI-genererte versjonen av Trump til orde.人工智能正在改变世界 ( Réngōng zhìnéng zhèngzái gǎibiàn shìjiè ), sier han: Kunstig intelligens transformerer verden.

gjemme seg