Администрация Дональда Трампа (Donald Trump) потребовала от американских компаний, разрабатывающих программное обеспечение для проектирования полупроводников, прекратить поставки в Китай. Под ограничения попали крупнейшие разработчики, работающие по модели EDA (Electronic Design Automation) — Cadence, Synopsys и Siemens EDA.

Источник изображения: AI

Как сообщает Financial Times, это решение направлено на то, чтобы затруднить развитие китайской микроэлектроники и создание передовых ИИ-чипов. Бюро промышленности и безопасности (BIS) при министерстве торговли США уведомило компании о запрете письменно, правда, пока неясно, кто из участников EDA получил директиву. По крайней мере, глава компании Synopsys Сассин Гази (Sassine Ghazi) заявил, что пока не получил официального уведомления от BIS.

Представитель Минторга США подтвердил, что ведомство «пересматривает экспорт технологий стратегического значения в Китай» и в некоторых случаях приостанавливает действующие лицензии. Решение принято на фоне переговоров двух стран о торговой сделке после временного перемирия по тарифам. Однако эксперты отмечают, что новые ограничения подрывают хрупкие договорённости, достигнутые в Женеве. Кристофер Джонсон (Christopher Johnson), экс-аналитик ЦРУ по Китаю, считает, что обе стороны стремятся сохранить рычаги давления, что увеличивает риск срыва перемирия.

Отмечается, что EDA-софт составляет относительно небольшую долю в индустрии чипов, но он играет ключевую роль в проектировании новых поколений микросхем. Только три американские компании Synopsys, Cadence и Siemens EDA контролируют около 80 % китайского рынка EDA. В 2024 финансовом году Synopsys заработал на Китае почти $1 млрд, а Cadence — $550 млн. После новостей о требовании властей США прекратить поставки в Китай ПО акции Synopsys упали на 9,6 %, Cadence на 10,7 %.

Ранее администрация Байдена уже ограничивала поставки ПО для чипов в КНР, но компании продолжали продавать продукты, соответствующие экспортным нормам. Также во время первого президентского срока Трампа Huawei был запрещён доступ к американским EDA-инструментам. Однако сейчас эта компания активно развивает собственные ИИ-чипы серии Ascend, конкурирующие с чипами Nvidia.

Китай в целом развивает собственные аналоги. Так, местные компании Empyrean Technology, Primarius и Semitronix активно наращивают долю этого рынка, а глава Nvidia Дженсен Хуанг (Jensen Huang) заявил, что экспортные ограничения не смогли остановить развитие китайской экосистемы ИИ.

Признанный лидер в сфере ИИ, компания OpenAI, прикладывает серьёзные усилия по снижению зависимости от ускорителей ИИ производства Nvidia. В ближайшие несколько месяцев OpenAI планирует завершить разработку собственного чипа и начать его производство на фабриках TSMC с использованием самых передовых техпроцессов.

Источник изображения: Samsung

По мнению аналитиков, «OpenAI находится на пути к достижению своей амбициозной цели массового производства на мощностях TSMC в 2026 году». Наиболее ответственным этапом на пути от дизайна к выпуску готовых чипов является Tape-out («тейпаут») — процесс переноса цифрового проекта чипа на фотошаблон для последующего производства. Обычно этот этап обходится в несколько десятков миллионов долларов, а до выпуска первого чипа проходит до шести месяцев. В случае сбоя требуется диагностировать проблему и повторить процесс.

OpenAI рассматривает свой будущий ускоритель ИИ как стратегический инструмент для укрепления переговорных позиций с другими поставщиками чипов. Если первоначальный выпуск пройдёт удачно, OpenAI уже в этом году представит альтернативу чипам Nvidia, которые сейчас занимают более80 % рынка ИИ-ускорителей.

В случае успеха первого чипа инженеры OpenAI планируют разрабатывать все более продвинутые процессоры с более широкими возможностями с каждой новой итерацией. Компания уже стала участником инфраструктурной программы Stargate стоимостью $500 млрд, объявленной президентом США Дональдом Трампом (Donald Trump) в прошлом месяце.

Чип разрабатывается внутренней командой OpenAI во главе с Ричардом Хо (Richard Ho) в сотрудничестве с Broadcom. Хо более года назад перешёл в OpenAI из Google, где руководил программой по созданию специализированных чипов ИИ. Хотя команда Хо за последние месяцы выросла до 40 сотрудников, это количество по прежнему на порядок меньше, чем в масштабных проектах таких технологических гигантов, как Google или Amazon.

Аналитики полагают, что на первом этапе новый ускоритель ИИ от OpenAI будет играть ограниченную роль в инфраструктуре компании. Чтобы создать столь же всеобъемлющую программу по проектированию чипов ИИ, как у Google или Amazon, OpenAI придётся нанять сотни инженеров.

Согласно отраслевым источникам, новый дизайн чипа для амбициозной масштабной программы может обойтись в $500 млн. Эти расходы могут удвоиться, если учитывать необходимость создания программного обеспечения и периферийных устройств. Для сравнения: в 2025 году Meta✴ планирует потратить $60 млрд на ИИ-инфраструктуру, а годовые инвестиции Microsoft в этом направлении составят $80 млрд.

Современные высокопроизводительные вычислительные компоненты сложно представить без сложной пространственной компоновки, которая позволяет сохранять действие так называемого закона Мура в условиях приближения кремниевой литографии к физическим пределам своих возможностей. TSMC представила инструментарий 3Dblox 2.0, который упростит проектирование подобных передовых компонентов.

Источник изображения: TSMC

Первая версия открытого стандарта для проектирования элементов со сложной пространственной компоновкой была представлена TSMC ещё в октябре прошлого года, и теперь она подверглась доработке и усовершенствованиям. В новой версии 3Dblox появилась функция повторного использования чиплетов и возможность предварительной оценки уровня энергопотребления и тепловыделения проектируемого чипа. Всё это должно повысить эффективность проектирования чипов со сложной пространственной компоновкой.

Поставщики профильного программного обеспечения поддержали инициативу, в результате в состав Комитета 3Dblox вошли представители Ansys, Cadence, Siemens и Synopsys. Их участие гарантирует взаимную совместимость предлагаемых средств автоматизированной разработки компонентов с решениями TSMC.

Более широкое объединение 3DFabric Alliance сейчас насчитывает 21 компанию-участницу. Сотрудничество членов альянса сосредоточено на трёх ключевых направлениях. Во-первых, обсуждаются и внедряются передовые методы интеграции микросхем памяти вроде тех же HBM3. Во-вторых, ведутся разработки в сфере совершенствования методов работы с подложками. В-третьих, члены альянса взаимодействуют друг с другом в области методов тестирования готовой продукции. В идеале, TSMC и партнёры стремятся добиться повышения производительности линий для тестирования чипов в десять раз.

Словацкий разработчик так называемых универсальных процессоров Prodigy для HPC, компания Tachyum, сообщила, что ей удалось увеличить расчётное количество ядер своего будущего чипа на 50 % — с 128 до 192 штук. Помогло в этом применение новых средств автоматизированного проектирования (EDA).

Источник изображений: Tachyum

Как пишет портал ComputerBase, о разработке чипов Prodigy известно ещё с 2020 года. Эти суперпроцессоры объединяют возможности CPU, GPU и TPU. Они предназначены для решения ресурсоёмких задач в сфере облачных и высокопроизводительных вычислений (HPC), ИИ-систем, машинного обучения и пр.

В Tachyum отмечают, что помимо увеличения количества ядер ей удалось увеличить с 64 до 96 количество блоков SerDes, которые используются в высокоскоростной связи, для преобразования данных между последовательным и параллельным интерфейсами в обоих направлениях. При этом площадь кристалла Prodigy выросла незначительно и теперь составляет 600 мм² вместо прежних 500 мм² (прибавка 20 %). Теоретически возможно добавление дополнительных ядер с попутным увеличением площади до 858 мм², но в таком случае возникнут ограничения в пропускной способности памяти.

Прежняя версия кристалла уже обладала 16-канальным интерфейсом DDR5-7200 и поддерживала работу с 32 модулями DIMM. В новой версии реализована поддержка DDR5-6400, а общий размер кеш-памяти L2 и L3 был увеличен с 128 до 192 Мбайт.

Даже при наличии только 128 ядер процессор Prodigy в тестовых симуляциях показывает неоспоримое превосходство над всеми передовыми решениями конкурентов, утверждает словацкая компания. При наличии у процессора 192 ядер разница значительно увеличится.

Однако, несмотря на все улучшения, Prodigy пока существует только на бумаге. Компания рассчитывает на проведение демонстрации работы первых процессоров в этом году.

Разработчики программного обеспечения первым делом призвали на службу системы генеративного искусственного интеллекта, но в прочих сферах инженерной деятельности они тоже найдут применение. Например, корпорация Toyota Motor уже экспериментирует с использованием ИИ при оптимизации дизайна своих автомобилей на стадии раннего проектирования.

Источник изображения: Toyota Motor

Расположенный в Калифорнии исследовательский центр Toyota Research Institute, в частности, уже проводит эксперименты с использованием систем генеративного искусственного интеллекта при определении концепции дизайна транспортных средств на ранних этапах проектирования. Используя текстовый запрос с описанием общих очертаний и компоновки будущей машины, инженеры могут заставить систему ИИ предложить сразу несколько вариантов дизайна, которые учитывали бы заложенные технические ограничения вроде коэффициента лобового сопротивления, длины колёсной базы и высоты кузова.

Система ИИ может использовать начальный эскиз профиля автомобиля, созданный дизайнером вручную, для поиска вариаций в дизайне с учётом заложенных требований к ключевым параметрам. Сохраняя стилистическую целостность образа, компьютер предлагает несколько вариантов силуэта, которые в разной степени оптимизированы с точки зрения той же аэродинамики. Поскольку последний критерий сильно влияет на экономичность электромобилей, то подобные вспомогательные инструменты будут обретать особую актуальность в обозримой перспективе. Поиск окончательного варианта дизайна в этом случае значительно ускоряется, сокращая время на разработку новых моделей.