Huawei varoittaa: Nvidia ja muut sirujätit lähestyvät tehonkasvun fyysistä rajaa

Miksi Huawei etsii toista reittiä?

Yhdysvaltojen pakotteet ovat rajoittaneet Huawein pääsyä keskeisiin maailmanlaajuisiin siruvalmistuksen toimittajiin, mukaan lukien ASML:n kehittyneisiin litografialaitteisiin. Litografialla tarkoitetaan menetelmää, jolla sirun erittäin pienet rakenteet kuvioidaan piikiekolle. Ilman alan edistyneimpiä laitteita kilpailu pelkästään uusimpien valmistusprosessien avulla on Huaweille huomattavasti vaikeampaa.

Siksi yhtiö haluaa muuttaa kehityksen painopistettä. Transistorin mahdollisimman pienen koon sijaan Huawei keskittyy siihen, kuinka nopeasti signaalit ja data liikkuvat sirun sisällä sekä eri komponenttien ja laskentajärjestelmän osien välillä.

Tau Scaling Law ja LogicFolding pähkinänkuoressa

Huawei kutsuu uutta lähestymistapaansa nimellä Tau (τ) Scaling Law. Perinteinen transistorien geometriseen kokoon keskittyvä skaalaus pyrkii tekemään rakenteista pienempiä. Tau-mallissa kehitystä tarkastellaan puolestaan ajan kautta: tavoitteena on lyhentää signaalien etenemis- ja datansiirtoaikaa siruissa ja kokonaisissa laskentajärjestelmissä.

LogicFolding on tähän periaatteeseen perustuva siruarkkitehtuuri. Huawein mukaan sen tarkoitus on kasvattaa käytännön transistoritiheyttä ja suorituskykyä arkkitehtuurin ja järjestelmäsuunnittelun avulla ilman, että transistorien mittoja tarvitsee jatkuvasti pienentää.

Huawein mukaan LogicFolding nähdään ensimmäisen kerran Kirin-älypuhelinprosessoreissa, joiden on määrä tulla markkinoille myöhemmin vuonna 2026. Sirujen julkaisu ja niiden myöhempi analysointi alan tutkimus- ja purkuyrityksissä ovat ensimmäinen merkittävä ulkopuolinen testi sille, kuinka pitkälle menetelmä todella yltää.

18-kerroksinen pagodi vastaan Jensen Huangin täytekakku

Liao kuvasi tekoälyn laskentaketjua 18-kerroksiseksi pagodiksi. Vertauskuva pyrkii näyttämään, kuinka monta toisistaan riippuvaa teknistä ja teollista tasoa tarvitaan raaka-aineista toimivaan tekoälysovellukseen. Ketju ulottuu muun muassa mineraaleihin, kemikaaleihin ja valmistuslaitteisiin, transistoriprosesseihin, sirujen paketointiin, arkkitehtuuriin, kääntäjiin ja ohjelmistoihin sekä algoritmeihin, malleihin ja sovelluksiin.

Nvidia-yhtiön toimitusjohtaja Jensen Huang on puolestaan kuvannut tekoälyn arvoketjua viisikerroksisena kakkuna. Sen kerroksia ovat energia, sirut ja laskentainfrastruktuuri, pilvipalvelinkeskukset, tekoälymallit ja sovellukset.

Mallit kuvaavat pohjimmiltaan samaa monimutkaista kokonaisuutta, mutta eri tarkkuudella. Huangin kakku tarjoaa tiiviin yleiskuvan, kun taas Liao pilkkoo laajat kategoriat pienemmiksi riippuvuuksiksi. Hänen viestinsä on, ettei yksittäinen huippusiru yksin ratkaise tekoälyn laskentakyvyn kilpailua: tarvitaan toimiva ketju raaka-aineista valmistukseen, ohjelmistoihin ja sovelluksiin.

Kaksi erillistä siruekosysteemiä?

Liaon laajempi johtopäätös liittyy Yhdysvaltojen ja Kiinan väliseen teknologiakilpailuun sekä vientirajoituksiin. Hänen näkemyksensä mukaan maiden on varauduttava rakentamaan kokonaiset, toisistaan mahdollisimman riippumattomat puolijohteiden valmistus- ja toimitusketjut sen sijaan, että ne voisivat aina tukeutua yhteen maailmanlaajuiseen verkostoon.

Lähteet tukevat ennen kaikkea kuvaa Huawein pyrkimyksestä yhdistää ja vahvistaa Kiinan omaa siru- ja laskentaekosysteemiä. Ne tarjoavat kuitenkin rajallisesti suoraa tietoa siitä, millä täsmällisillä sanoilla Liao kuvasi Yhdysvaltojen ja Kiinan tarvitsemia kahta erillistä kokonaisuutta.

Liaon väitteen todellinen painoarvo selviää vasta käytännössä. Jos LogicFoldingilla varustetut Kirin-sirut osoittavat selviä hyötyjä ilman alan kehittyneimpiä litografialaitteita, Huawei voi saada uskottavan vaihtoehdon perinteiselle transistorien pienentämiseen perustuvalle kehityspolulle. Toistaiseksi kyse on kuitenkin Huawein omasta teknologiavisiosta, jonka toimivuus on vielä osoitettava riippumattomissa testeissä.