China wil de chips maken die AI aan elke gadget toevoegen

Geleverd door Shouyi Yin, Tsinghua University Institute of Microelectronics

In een kantoor aan de Tsinghua University in Peking verwerkt een computerchip gegevens van een nabijgelegen camera, op zoek naar gezichten die zijn opgeslagen in een database. Seconden later verwerkt dezelfde chip, Thinker genaamd, spraakopdrachten in het Chinees. Thinker is ontworpen om neurale netwerken te ondersteunen. Maar het bijzondere is hoe weinig energie hij verbruikt: slechts acht AA-batterijen zijn voldoende om hem een ​​jaar van stroom te voorzien.

Thinker kan zijn computer- en geheugenvereisten dynamisch aanpassen aan de behoeften van de software die wordt uitgevoerd. Dit is belangrijk omdat veel real-world AI-toepassingen - het herkennen van objecten in afbeeldingen of het begrijpen van menselijke spraak - een combinatie vereisen van verschillende soorten neurale netwerken met verschillende aantallen lagen.

In december 2017 werd een paper gepubliceerd waarin het ontwerp van Thinker werd beschreven in de IEEE Journal of Solid-State Circuits , een toptijdschrift op het gebied van computerhardwareontwerp. Voor de Chinese onderzoeksgemeenschap was het een bekroning.

De chip is slechts één voorbeeld van een belangrijke trend in de Chinese technologiesector. De halfgeleiderindustrie van het land ziet een unieke kans om zich te vestigen te midden van de huidige golf van enthousiasme voor hardware die is geoptimaliseerd voor AI. Computerchips zijn de sleutel tot het succes van AI, dus China moet zijn eigen hardware-industrie ontwikkelen om een ​​echte kracht in de technologie te worden (zie China's AI Awakening).

Verwant verhaal

Verwant verhaal Het Westen hoeft niet bang te zijn voor de kunstmatige-intelligentierevolutie in China. Het zou het moeten kopiëren.

Vergeleken met hoe China reageerde op eerdere revoluties in de informatietechnologie, is de snelheid waarmee China de huidige [AI]-trend volgt het snelst, zegt Shouyi Yin, vice-directeur van het Institute of Microelectronics van Tsinghua University en de hoofdauteur van de Thinker-paper, verwijzend naar de inspanningen om neurale netwerkprocessors in China te ontwerpen.

Zelfs nu China een productiecentrum van zonnepanelen en smartphones is geworden, blijft de halfgeleiderindustrie van het land ver achter bij die van de VS. Tussen januari en september 2017 heeft China $ 182,8 miljard uitgegeven aan het importeren van geïntegreerde schakelingen - een stijging van 13,5 procent ten opzichte van het voorgaande jaar, volgens de China Semiconductor Industry Association. Grote Amerikaanse technologiebedrijven, waaronder Google en Intel, evenals enkele startups, ontwikkelen chips voor AI-toepassingen (zie The Race to Power AI's Silicon Brains).

In een driejarig actieplan voor de ontwikkeling van AI, gepubliceerd door het Chinese ministerie van Industrie en Informatietechnologie in december 2017, heeft de regering als doel gesteld om tegen 2020 massaal neurale netwerkverwerkingschips te kunnen produceren.

Een schema toont verschillende elementen van een chip genaamd Thinker, ontwikkeld aan de Tsinghua University in Peking. GELEVERD DOOR SHOUYI YIN, TSINGHUA UNIVERSITY INSTITUTE OF MICROELECTRONICS

Hoewel het mogelijk is om AI-software te gebruiken met bestaande chips, zoals de krachtige grafische chips of FPGA's (een soort lege chip die on-the-fly opnieuw kan worden geconfigureerd), zijn die ontwerpen duur en lenen ze zich niet voor kleine apparaten die batterijen gebruiken. Daarom heeft het team van Yin bij Tsinghua Thinker ontwikkeld.

Thinker kan worden ingebed in een breed scala aan apparaten, zoals smartphones, horloges, thuisrobots of apparatuur die in afgelegen gebieden is gestationeerd. Het team van Yin is van plan om in maart het eerste product met Thinker te lanceren.

Elders in China lopen soortgelijke projecten. Eind januari laat een onderzoeksteam van het Institute of Computing Technology (ICT) van de Chinese Academie van Wetenschappen een lokale halfgeleiderfabrikant een kleine batch chips produceren voor gebruik in robots. De chip, Dadu genaamd, heeft twee kernen: een voor het uitvoeren van neurale netwerken en een andere voor het regelen van beweging. De neurale kern voert de algoritmen voor zicht uit, maar stelt de bewegingskern ook in staat om de optimale route te plannen om een ​​bestemming te bereiken of de beste beweging om een ​​object te grijpen.

Yinhe Han, directeur van het Cyber ​​Computing Lab van het instituut en hoofd van het robotchipproject, voorziet een hele reeks toepassingen, waaronder robots die koffie leveren en drones die worden bestuurd met handgebaren. Het voordeel van het ontwikkelen van een dergelijk systeem in China, zegt hij, is de grote gebruikersbasis, waardoor het updaten van het chipontwerp op basis van gebruikerservaringen sneller gaat.

China heeft eerder geprobeerd, en is daar niet in geslaagd, om de chipindustrie wakker te schudden. In 2001 stelde ICT een team samen om desktop-CPU's te ontwikkelen. Dat team werd de kern van een Chinese chipmaker genaamd Loongson, maar de producten van het bedrijf werden nooit zo veel gebruikt als de oprichters hadden gewild.

De Chinese industrie voor geïntegreerde schakelingen is snel gegroeid en was goed voor 58 procent van de wereldwijde groei in de markt voor geïntegreerde schakelingen van 2000 tot 2016. Maar in 2016 bedroeg het aandeel van China in de wereldwijde productiecapaciteit voor halfgeleiders volgens PwC nog steeds slechts 14,2 procent. In een fabricagebeleid dat in 2015 door de centrale overheid werd aangekondigd, Made in China 2025 genaamd, was het ontwerp en de fabricage van chips een van de belangrijkste gebieden waarop de regering om een ​​doorbraak vroeg.

Chinese chip-startups bevinden zich echter in een omgeving die enorm verschilt van die waaruit Intel of Nvidia is voortgekomen. Bedrijven zijn massaal overgestapt op cloud computing, wat betekent dat er mogelijk minder markt is voor kant-en-klare hardware, zegt Dongrui Fan, president van SmarCo, een in Peking gevestigde startup die een AI-chip ontwerpt voor datacenters die videobeelden verwerken .

Maar de Chinese AI-bedrijven ontwikkelen ook steeds vaker hun eigen hardware.

In de toekomst zullen er misschien steeds minder bedrijven zijn die alleen chips maken, zegt Fengxiang Ma, directeur ASIC design bij Horizon Robotics, een in Peking gevestigde startup die zich richt op het toepassen van AI-technieken in autorijden en camera's. In december 2017 bracht Horizon twee computer vision-chips uit. Ze kunnen worden gebruikt om voertuigen voetgangers te laten herkennen of winkelcentra te helpen patronen in het bezoekersverkeer te vinden. Sinds de oprichting in 2015 is het bedrijf uitgegroeid tot meer dan 300 medewerkers.

Ma zegt dat Horizon Robotics geen chipbedrijf is, maar dat het de chips voor zijn producten in-house ontwerpt voor betere productprestaties en lagere productiekosten.

Op dit moment hebben Chinese chiponderzoekers veel problemen om op te lossen: hoe kunnen ze hun chipontwerpen commercialiseren, hoe kunnen ze opschalen en hoe kunnen ze navigeren in een computerwereld die wordt getransformeerd door AI. Wat echter niet ontbreekt, is ambitie. Als chiponderzoekers hebben we allemaal dromen, zegt Yinhe Han van ICT. We zullen zien hoe ver we kunnen springen.

zich verstoppen