นักวิทยาศาสตร์หัวเว่ยชี้เส้นทางเพิ่มพลังชิปแบบเดิมอาจชนกำแพง

เหลียวเหิง (Liao Heng) Fellow ของหัวเว่ยและหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ด้านเซมิคอนดักเตอร์ เสนอข้อสังเกตที่ท้าทายทิศทางหลักของอุตสาหกรรมชิปในปัจจุบันว่า การเพิ่มประสิทธิภาพด้วยการทำให้ทรานซิสเตอร์เล็กลง บรรจุทรานซิสเตอร์ให้หนาแน่นขึ้น และขยายขนาดโปรเซสเซอร์พร้อมหน่วยความจำที่มากขึ้น กำลังเข้าใกล้ข้อจำกัดทางฟิสิกส์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

Nvidia กำลังชนข้อจำกัดอะไร

เหลียวระบุว่า Nvidia, TSMC, Intel, Samsung และผู้ผลิตรายอื่นไม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ตลอดไปด้วยการย่อขนาดทรานซิสเตอร์และอัดส่วนประกอบให้มากขึ้นในพื้นที่เดิม แนวทางดังกล่าวกำลังเข้าใกล้ “เพดาน” ทางกายภาพ

ทิศทางของชิปเร่งการประมวลผล AI ของ Nvidia เป็นตัวอย่างที่เห็นภาพได้ชัดขึ้น นั่นคือการสร้างชิปหรือแพ็กเกจประมวลผลที่มีขนาดใหญ่ขึ้น และเชื่อมต่อกับ HBM ในปริมาณมากขึ้น แต่เมื่อขนาดของชิปและหน่วยความจำเพิ่มขึ้น ปัญหาก็ไม่ได้มีแค่จำนวนทรานซิสเตอร์อีกต่อไป ยังรวมถึงข้อจำกัดด้านพื้นที่ การใช้พลังงาน ความร้อน ความเร็วและความซับซ้อนของการเชื่อมต่อ ตลอดจนความสามารถในการผลิตจริง

เหลียวใช้คำเปรียบเทียบเชิงเตือนว่า หากอุตสาหกรรมยังเร่งขยายขนาดต่อไปจนข้ามขีดจำกัดดังกล่าว อาจเกิดผลกระทบต่อเนื่องเป็นลูกโซ่ อย่างไรก็ตาม นี่เป็นมุมมองของเหลียวและหัวเว่ย ไม่ใช่ข้อสรุปที่ได้รับการยอมรับเป็นเอกฉันท์จากอุตสาหกรรม ผู้เชี่ยวชาญอิสระยังมีความเห็นแตกต่างกันว่าแนวทางของหัวเว่ยมีความใหม่และจะสร้างผลกระทบได้มากเพียงใด

เหตุใดหัวเว่ยจึงเลือกเดินคนละทาง

มาตรการคว่ำบาตรและข้อจำกัดการส่งออกของสหรัฐฯ ทำให้หัวเว่ยเข้าถึงซัพพลายเออร์สำคัญด้านการผลิตชิปขั้นสูงได้ยากขึ้น รวมถึงระบบลิโทกราฟีชั้นนำของ ASML ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำคัญในการผลิตชิปด้วยกระบวนการที่ก้าวหน้าที่สุด

ภายใต้ข้อจำกัดนี้ การแข่งขันด้วยการไล่ตามโหนดการผลิตใหม่ล่าสุดเพียงอย่างเดียวจึงไม่ใช่ทางเลือกที่ง่ายสำหรับหัวเว่ย บริษัทจึงเสนอให้เปลี่ยนเป้าหมายหลักของการพัฒนาจากคำถามว่า “จะทำให้ทรานซิสเตอร์เล็กลงได้แค่ไหน” ไปสู่คำถามว่า “จะทำให้สัญญาณและข้อมูลเคลื่อนที่ผ่านชิปกับระบบคอมพิวเตอร์ได้เร็วแค่ไหน”

Tau Scaling Law คืออะไร

Tau (τ) Scaling Law คือกรอบแนวคิดที่หัวเว่ยนำเสนอในฐานะทางเลือกถัดจากการสเกลเชิงเรขาคณิตของทรานซิสเตอร์ ซึ่งเป็นแนวทางที่สืบเนื่องจากกฎของมัวร์ โดยให้ความสำคัญกับการลดเวลาที่สัญญาณและข้อมูลใช้ในการเดินทางผ่านชิปและระบบคอมพิวเตอร์

แนวคิดนี้ไม่ได้วัดความก้าวหน้าจากขนาดทรานซิสเตอร์เพียงอย่างเดียว แต่พิจารณาความเร็วของการสื่อสารระหว่างส่วนประกอบต่าง ๆ ในระบบด้วย เป้าหมายคือเพิ่มประสิทธิภาพ ความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์ และประสิทธิภาพด้านพลังงานผ่านการออกแบบระบบโดยรวม

ส่วน LogicFolding คือสถาปัตยกรรมชิปที่พัฒนาขึ้นบนหลักการของ Tau Scaling Law หัวเว่ยอธิบายว่าแนวทางนี้จะเพิ่มความหนาแน่นและประสิทธิภาพด้วยการออกแบบสถาปัตยกรรมและระบบ แทนที่จะอาศัยการย่อขนาดทรานซิสเตอร์เพียงอย่างเดียว

ชิป Kirin จะเป็นบททดสอบแรก

หัวเว่ยระบุว่าโปรเซสเซอร์สมาร์ตโฟนตระกูล Kirin ที่มีกำหนดออกในช่วงปลายปี 2026 จะเป็นชิปรุ่นแรกที่ใช้ LogicFolding หลังเปิดตัว ชิปดังกล่าวจะถูกตรวจสอบและถอดวิเคราะห์โดยบริษัทวิจัยอุตสาหกรรมและผู้เชี่ยวชาญด้านการชำแหละอุปกรณ์ในช่วงต่อมา

ผลการทดสอบเหล่านี้จะเป็นหลักฐานภายนอกที่มีความหมายครั้งแรกว่าแนวคิด Tau และ LogicFolding สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้จริงมากน้อยเพียงใด และช่วยให้หัวเว่ยลดช่องว่างกับคู่แข่งได้หรือไม่ โดย Reuters ระบุว่าความสำเร็จของการเปิดตัว Kirin จะมีความสำคัญต่อการประเมินศักยภาพของสถาปัตยกรรมใหม่นี้

“เจดีย์ 18 ชั้น” เทียบกับ “เค้ก 5 ชั้น”

ในการอธิบายห่วงโซ่คุณค่าของ AI และการประมวลผล เหลียวใช้ภาพเปรียบเทียบเป็น “เจดีย์ 18 ชั้น” ซึ่งแจกแจงรายละเอียดตั้งแต่วัตถุดิบ แร่ธาตุ เคมีภัณฑ์ อุปกรณ์การผลิต และกระบวนการสร้างทรานซิสเตอร์ ไปจนถึงการผลิตเวเฟอร์ การบรรจุหีบห่อ สถาปัตยกรรมชิป คอมไพเลอร์ ซอฟต์แวร์ อัลกอริทึม โมเดล และแอปพลิเคชัน

กรอบนี้มีสาระใกล้เคียงกับโมเดล “เค้ก 5 ชั้น” ของ Jensen Huang ซีอีโอ Nvidia ซึ่งแบ่งอุตสาหกรรม AI ออกเป็นพลังงาน ชิปและโครงสร้างพื้นฐานการประมวลผล ดาต้าเซ็นเตอร์บนคลาวด์ โมเดล AI และแอปพลิเคชัน

ความแตกต่างอยู่ที่ระดับการซูม: โมเดลของ Huang สรุปภาพใหญ่ให้เข้าใจง่าย ขณะที่เจดีย์ 18 ชั้นของเหลียวแยกให้เห็นการพึ่งพากันของอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีจำนวนมากที่อยู่ภายในแต่ละชั้น ตั้งแต่วัสดุและเครื่องจักร ไปจนถึงเครื่องมือซอฟต์แวร์และการประยุกต์ใช้ AI

ข้อเสนอเรื่องระบบนิเวศชิปของสหรัฐฯ และจีน

จากมุมมองของเหลียว การแข่งขันเชิงยุทธศาสตร์และมาตรการควบคุมการส่งออกทำให้ทั้งสหรัฐฯ และจีนจำเป็นต้องมีระบบนิเวศการผลิตและซัพพลายเซมิคอนดักเตอร์ที่ครบถ้วนมากขึ้น แทนการคาดหวังว่าจะสามารถพึ่งพาห่วงโซ่อุปทานโลกที่เชื่อมโยงเป็นหนึ่งเดียวได้ตลอดไป

หลักฐานที่มีอยู่สนับสนุนความพยายามของหัวเว่ยในการเชื่อมโยงและเสริมความแข็งแกร่งให้ห่วงโซ่อุปทานภายในจีน แต่ยังมีรายละเอียดโดยตรงจำกัดเกี่ยวกับถ้อยคำเฉพาะของเหลียวว่าทั้งสองประเทศควรสร้างระบบนิเวศที่แยกขาดจากกันอย่างสมบูรณ์ ดังนั้น ประเด็นนี้ควรเข้าใจในฐานะข้อสรุปเชิงยุทธศาสตร์จากทิศทางที่เขาเสนอ มากกว่าจะเป็นฉันทามติที่พิสูจน์แล้วของอุตสาหกรรม