Краткое содержание анализа
Конкуренция в области вычислительной мощности на основе ИИ перешла от сравнения производительности отдельных графических процессоров (GPU) к способности кластеров к сотрудничеству. Оптические чипы, особенно технология VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser), стали ключом к эффективному взаимодействию между GPU. Член Китайской инженерной академии из-за рубежа Чан Руйхуа считает, что в области оптических чипов обязательно появится гигант, аналогичный Nvidia, и китайским компаниям следует идти своим путем, а не просто следовать за другими. Слияние фотоники и электроники является будущим направлением развития; новые продукты, такие как оптические двигатели, быстро набирают популярность. Хотя отрасль испытывает краткосрочные колебания, долгосрочная тенденция ясна.
1. Вычислительная мощность ИИ — это не просто количество GPU; ключевой фактор — способность к взаимодействию
Раньше считалось, что высокая производительность ИИ зависит от количества GPU и их индивидуальной производительности. Однако для тренировки крупных моделей требуется сотни или даже тысячи GPU, работающих одновременно. Это похоже на ситуацию, когда несколько человек пытаются перенести большой ящик: много людей не помогут без эффективной координации. В этом случае ключевым фактором становится способность к передаче данных между GPU. При использовании медных проводов скорость передачи сигналов снижается при увеличении расстояния (например, на несколько десятков сантиметров). Новейшая система Nvidia NVL72 размещает коммутационное оборудование рядом с GPU, а Huawei создала кластер из 1024 карт для уменьшения расстояния передачи данных. Чан Руйхуа подчеркивает, что следующий этап конкуренции в области ИИ — это соревнование в способности к взаимодействию между GPU, и оптические чипы представляют собой идеальное решение этой проблемы благодаря высокой скорости передачи данных и низким потерям.
2. Три основных подхода к разработке оптических чипов; почему VCSEL так популярны?
Существует три основных технологических подхода к краткосрочной передаче данных между GPU:
- Кремниевая оптика (EML): высокая скорость передачи по одному каналу, но ограниченное количество интегрируемых каналов и высокие затраты;
- Микроледиоды (Micro LED): большое количество интегрируемых каналов, но низкая скорость передачи по отдельному каналу и несовместимость с существующими оптическими кабелями;
- VCSEL: сочетает преимущества обоих подходов — высокая скорость передачи и возможность создания двумерных массивов, решая проблему сложности интеграции и снижения скорости. Команда Чан Руйхуа использует технологию обратного излучения, при которой электроды VCSEL расположены с обратной стороны чипа; это позволяет улучшить охлаждение и увеличить количество интегрируемых каналов. Компания BoSheng Optoelectronics уже продала более 6 миллионов высокоскоростных VCSEL.
3. У оптических чипов есть свои собственные закономерности развития
Оптические чипы не будут следовать закону Мура (увеличение производительности каждые 18 месяцев), но имеют свои собственные пути развития. Например, в случае с LED и оптической связью постоянно находятся параметры, позволяющие улучшать их характеристики (яркость, пропускная способность), что стимулирует развитие отрасли. Традиционные съемные оптические модули не исчезнут, но появятся более компактные и эффективные варианты, ближе к GPU. Оптические двигатели позволят уменьшить потери при передаче данных. Чан Руйхуа считает, что оптика и электроника будут работать вместе: электроника будет заниматься логикой, хранением информации и управлением (это ее сильные стороны), а оптика — высокоскоростной передачей данных и параллельными вычислениями.
4. Китайским компаниям следует идти своим путем; почему Шэньчжэнь — идеальное место для развития?
На вопрос о том, должны ли китайские компании следовать за другими или идти своим путем, Чан Руйхуа отвечает: «Конечно, нужно идти своим путем». Она основала свою компанию в Шэньчжэне в 2021 году и в 2023 году присоединилась к Гонконгскому университету на китайском языке (Шэньчжэнь). При выборе Шэньчжэня она отметила, что в этом городе царит дух стремления к инновациям и открытость новым технологиям. Компания BoSheng Optoelectronics смогла быстро развиваться благодаря таким условиям. Сама Чан Руйхуа десятилетиями занимается исследованиями в области VCSEL; ее мотивация — попытка доказать, что невозможное возможно. Именно такой дух исследовательского подхода является ключом к прорывам в развитии китайских оптических технологий.
5. Отрасль имеет циклы, но долгосрочная тенденция положительна; не стоит бояться избыточного производства
Некоторые опасаются избыточного производства в области оптической связи, но Чан Руйхуа подчеркивает, что все отрасли переживают циклы, однако долгосрочная тенденция роста очевидна: спрос на пропускную способность данных постоянно растет, а оптические технологии будут использоваться в более широких масштабах (от серверных помещений до непосредственного подключения к чипам). Краткосрочные колебания — это естественная часть развития отрасли, и компании должны уметь ими управлять (например, накапливать знания в периоды спада и использовать возможности в периоды роста). По ее мнению, будущее оптических чипов ясно: если следовать долгосрочным тенденциям, китайские компании смогут занять ведущие позиции в конкуренции за вычислительную мощность на основе ИИ.
Этот анализ показывает, что в эпоху ИИ ключевую роль играют не только GPU, но и оптические чипы. Китайские компании имеют все возможности стать лидерами в этой области.