Tehnologija, za katero ZDA poskušajo narediti vse, da ne pride v roke Kitajcem
Američani želijo z novimi sankcijami preprečiti, da bi Kitajci prišli do visoko zmogljivih čipov HBM. Kaj vse ti zmorejo?
ZDA so v začetku decembra zaostrile pogoje za izvoz in prodajo visokotehnoloških pomnilniških čipov, ki se uporabljajo za poganjanje umetne inteligence, na Kitajsko.
Nove omejitve veljajo za pomnilnike visoke hitrosti oziroma, če prevedemo dobesedno, za pomnilnike visoke pasovne širine (ang. high bandwidth memory).
Zakaj je povpraševanje po teh visokozmogljivih polprevodnikih v zadnjem času močno naraslo in zakaj so pomembni za poganjanje sistemov, povezanih z umetno inteligenco? Pojdimo po vrsti.
Kaj je pomnilnik visoke pasovne širine (HBM)
Pomnilniki visoke pasovne širine (HBM) je pravzaprav kup pomnilniških čipov, majhnih komponent, ki shranjujejo podatke. Shranijo lahko več informacij in podatke prenašajo hitreje kot starejša, predhodna tehnologija, imenovana DRAM (dinamični pomnilnik z naključnim dostopom). So manjši, omogočajo hitrejši prenos podatkov ter nižjo porabo električne energije.
Čipi HBM se pogosto uporabljajo v grafičnih karticah, visokozmogljivih računalniških sistemih, podatkovnih centrih in avtonomnih vozilih.
Nepogrešljivi so pri izvajanju vse bolj priljubljenih aplikacij umetne inteligence, kot so klepetalni roboti, in pri večjih sistemih umetne inteligence, ki jih poganjajo procesorji, kot so grafične procesne enote (GPU) podjetij Nvidia in Advanced Micro Devices (AMD).
“Procesor in pomnilnik sta dva bistvena elementa umetne inteligence. Brez pomnilnika je tako, kot da bi imeli možgane z logiko, vendar brez pomnilnika,” je vlogo HBM za CNN slikovito opisal podpredsednik raziskovalne organizacije TechInsights, ki je specializirana za čipe, Dan Hutcheson.
Kako se čipi HBM razlikujejo od običajnih čipov
Priljubljenost čipov HBM je močno povezana z vzponom umetne inteligence, ki smo mu priča v zadnjih letih. Ti čipi imajo večji pomnilniški prostor, kar omogoča večjo zmogljivost aplikacij umetne inteligence. Prav tako so hitrejši od običajnih pomnilniških čipov, zato te aplikacije delujejo učinkoviteje.
Zakaj so tako pomembni in iskani
Čipi HBM so v primerjavi z običajnimi pomnilniškimi čipi bolj zmogljivi predvsem zaradi večjega pomnilniškega prostora in veliko večje hitrosti prenosa podatkov.
Aplikacijam umetne inteligence, ki morajo opraviti veliko zapletenih operacij, omogočajo, da delujejo hitro, brez zamud in napak, piše CNN.
Večji prostor za shranjevanje pomeni, da je mogoče shraniti, prenesti in obdelati več podatkov, kar izboljša zmogljivost aplikacij umetne inteligence, saj jim veliki jezikovni modeli (ang. large language models) omogočajo več parametrov za usposabljanje.
Večjo hitrost pošiljanja podatkov ali večjo pasovno širino si lahko v jeziku čipov predstavljajte kot avtocesto. Več kot ima avtocesta voznih pasov, manjša je verjetnost, da bo prišlo do ozkega grla oziroma zastoja, in zato lahko sprejme več avtomobilov. Če so starejše generacije pomnilnikov predstavljale avtocesto z dvema pasovoma, so čipi HBM kot avtocesta, ki ima sto pasov.
Kdo so vodilni proizvajalci
Trenutno na svetovnem trgu HBM prevladujejo le tri podjetja. Po podatkih agencije za tržne raziskave TrendForce iz leta 2022 ima polovico tržnega deleža južnokorejski Hynixu, dve petini pripada Samsungu in desetina Micronu.
Zaradi visoke cene HBM so vsi proizvajalci precejšen del svojih proizvodnih zmogljivosti namenili naprednejšemu pomnilniškemu čipu. Po oceni TrendForce naj bi HBM letos po vrednosti pomenil več kot petino celotnega trga standardnih pomnilniških čipov, prihodnje leto pa bi lahko presegel 30 odstotkov.
SK hynix in Micron sta maja sporočila, da imata za prihodnje leto že zapolnjene proizvodnje linije za čipe HBM, je poročal Anandtech.
Kako je čip sestavljen
Struktura je podobna sendviču – več standardnih pomnilniških čipov v plasteh zložite enega na drugega.
Čeprav se sliši zelo preprosto, ni tako enostavno, kar se odraža predvsem pri ceni. Prodajna cena HBM na enoto je nekajkrat višja od cene običajnega pomnilniškega čipa.
Razlog se skriva v velikosti čipa, ki je približno enaka šestim pramenom las, kar pomeni, da mora biti vsaka od komponent, ki so zložene skupaj, zelo tanka. Za tako natančno izdelovanje je potrebno vrhunsko proizvodno znanje, dodajajo pri CNN.
Poleg tega so na teh pomnilniških čipih, preden so nameščeni drug na drugega, izvrtane luknje za električne žice, pri čemer morata biti položaj in velikost teh lukenj izredno natančna.
Kako bi lahko omejitve vplivale na Kitajsko
Zadnji sklop izvoznih omejitev so ZDA sprejele 2. decembra in so nadaljevanje predhodnih dveh omejitev na področju naprednih čipov, ki jih je v zadnjih treh letih sprejela administracija ameriškega predsednika Joeja Bidna. Z zadnjo omejitvijo želijo Kitajski preprečiti dostop do ključne tehnologije, ki bi jo lahko uporabili za vojaško tehnologijo.
Peking je v povračilnem ukrepu uvedel nove omejitve izvoza redkih kovin in polkovin – germanija in galija ter drugih materialov, ki so bistveni za izdelavo polprevodnikov in druge visokotehnološke opreme.
Nove ameriške omejitve bi lahko po nekaterih ocenah upočasnile kitajski razvoj čipov za umetno inteligenco, kjer trenutno zaostajajo za južnokorejskima SK Hynix in Samsungom ter ameriškim Micronom, še piše CNN.
Kratkoročno bi tako Kitajska imela okrnjen dostop do najbolj dovršenih in zmogljivih komponent HBM, vseeno pa bi dolgoročno še vedno nadaljevali z lastnim razvojem, čeprav z manj naprednimi tehnologijami.
Na Kitajskem sta vodilna proizvajalca pomnilniških čipov Yangtze Memory Technologies in Changxin Memory Technologies. Po nekaterih ocenah povečujeta zmogljivosti za gradnjo proizvodnih linij HBM, da bi izpolnila svoj strateški cilj tehnološke samozadostnosti.