Американское военное ведомство обеспокоено: Соединенные Штаты могут утратить мировое лидерство в сфере электроники. Одно из оснований для этого – завершение действия т.н. «закона Мура», замедление развития электроники. Вторая причина для беспокойства – активность Китая, особенно в сфере искусственного интеллекта, освоение им квантовых компьютеров и чипов собственного производства.

Надо сказать, что военное ведомство США приняло довольно решительные меры. Так, еще в прошлом году Агентство перспективных исследовательских проектов обороны (DARPA), запустило пятилетнюю программу с бюджетом в полтора миллиарда долларов, известную как «Инициатива по возрождению электроники» (Electronics Resurgence Initiative, ERI).  

Если в прошлом году об ERI было заявлено в общих чертах, то сейчас проект приобретает более конкретные очертания, о чем и было объявлено в ходе саммита, прошедшего 23-25 июля в Сан-Франциско. В целом проект выглядит весьма амбициозным. Агентство запланировало провести мощный «мозговой штурм», собрав для этого все имеющиеся интеллектуальные ресурсы. Партнеры Агентства, а это такие гиганты как Массачусетский Технологический Институт, корпорации IBM, Intel, Qualcomm, National Labs, крупнейшие университеты, а также масса стартапов, объединены в группы по определенным направлениям.

Основных направлений работы – шесть. Среди них – оптимизация программного и аппаратного обеспечения в реальном времени (SDH); доменная система на чипах (DSSoC); ускоренная интеллектуальная разработка электроники (IDEA); программирование с открытым исходным кодом (POSH) с целью избежать проблем с лицензированием при разработке чипов; 3-мерная монолитная система на кристалле (3DSoC) с целью резко увеличить производительность и снизить энергопотребление; и последнее – новые компьютерные архитектуры (FRANC).

Как сообщает официальный сайт ERI, «эти шесть программ направлены на то, чтобы активировать исследование новых микросистемных материалов, конструкций и архитектур и вступить в новую эру специализации». В ходе первого этапа работы среди партнеров были распределены 75 миллионов долларов. Это только начало. Ожидается, что следующий саммит проекта пройдет через год.

Каковы перспективы данного проекта, и какое значение он может иметь? «Мы пытаемся спровоцировать революцию в производстве электроники», заявил Уильям Чэппелл, глава офиса DARPA, который управляет программой ERI.  

Приведет ли программа ERI к революции, это вопрос, но специалисты  в данной сфере отмечают, что сейчас, когда развитие электроники затормозилось, необходимо пересмотреть сами основы компьютерных вычислений – а они практически не менялись с 1946 года, когда появилась т.н. «архитектура фон Неймана» (организация циклического процесса последовательной обработки информации, изобретённая Джоном фон Нейманом).

Одно из направлений – оптимизация архитектуры вычислений под конкретные задачи. Агентство надеется также, что другое направление – разработка инструментов автоматизированного проектирования чипов позволит даже небольшим компаниям проектировать для себя специальные чипы  под конкретные задачи, причем исключительно быстро, всего за несколько часов. Ожидается,  что это резко повысит их производительность.

Третье направление – самообучающиеся системы, то есть системы с искусственным интеллектом. Один из вариантов – системы с ИИ, способные давать объяснения выполняемым действиям. (Как известно, зачастую решения систем с ИИ вообще не поддаются логическому анализу; наглядный пример тому – блестящая победа нейросети AlphaZero в шахматном матче против программы-чемпиона мира «Стокфиш». См. видео с комментариями гроссмейстера Шипова. Поразительно, но AlphaZero научилась играть в шахматы всего за 4 часа, причем играла сама с собой).

Скептики – к ним можно отнести Э. Фукс, профессора Университета Карнеги-Меллона, которая является экспертом в области государственной политики, связанной с новыми технологиями, считает, что общий подход правительства США к поддержке инноваций в области электроники «на порядок ниже», что необходимо для решения назревших проблем.

Очевидная причина для беспокойства – создание в Китае чипа Thinker, предназначенного для  поддержки нейронных сетей (на фото). Обращает на себя внимание то, как мало энергии он использует - для его питания в течение года достаточно всего восьми батарей типа AA, а это говорит о качественном прорыве Китая. Китай всегда сильно отставал, импортируя электронных схем из Соединенных Штатов на сотни миллиардов долларов в год. Однако сейчас, на фоне торговой войны со Штатами, планы правительства Китая наладить к 2020 году массовое производство чипов для систем с ИИ представляют для американских производителей угрозу значительных финансовых потерь.

Сегодня еще очень трудно оценить, чьи перспективы выглядят лучше – неопытных, но амбициозных китайских производителей электроники, или американских гигантов, обладающих колоссальным опытом, но и такой же огромной инертностью. Однако уже сейчас бросается в глаза важное отличие – главным заказчиком обновления в Штатах выступает оборонное ведомство, в Китае же – национальное правительство.  

Соединенные Штаты, прежде всего, заботятся о своей военной машине (напомню, что США имеют около 1000 военных баз в 150 странах мира). Быстродействующие чипы, прежде всего, нужны для ракет и другой военной техники. Китай не обременен столь громоздким военным хозяйством и преследует, прежде всего, экономические цели. Его преимущество – в долгосрочном плане, очевидно.

Ясно, что в выигрыше от "переизобретения электроники" будут корпорации из оборонной сферы, производители автономных боевых систем, ракетной техники и тому подобного. Гораздо менее ясно, что принесет будущий прорыв в компьютерных технологиях простым потребителям, особенно в ближайшие годы. Им ожидать «революции» явно не стоит. Среди наиболее ожидаемых улучшений – повышение безопасности и устойчивости работы нашей компьютерной техники, однако и это будет сильно тормозиться инерционностью рынка, экономическими соображениями и столь привычным нам «человеческим фактором». Однако даже скептики должны признать, что именно глобальное соперничество является двигателем прогресса, и что надежда на преодоление «кризиса закона Мура» определенно, есть.

А.Маклаков

07.08.2018

P.S.

Что касается Украины, то о создании некоего аналога американской DARPA речь зашла лишь сейчас. Как сообщил об этом в интервью агентству "Интерфакс-Украина» глава наблюдательного совета (НС) госконцерна "Укроборонпром" Михаил Згуровский, осенью на утверждение правительства может быть вынесен вопрос  о создании на базе Государственного инновационного финансово-кредитного учреждения (ГИФКУ) агентства исследовательских проектов в сфере обороны.  Учитывая же общую ситуацию в стране, подобные планы нельзя назвать ни реалистичными, ни своевременными.