Недавно компания Huawei анонсировала патент под названием «троичный логический элемент», заявив, что он более мощный, чем нынешняя двоичная система. Некоторые люди могут прийти в замешательство, услышав это: что такое троичный элемент?
Давайте заглянем в историю. В 1958 году, когда Академия наук СССР разработала троичный компьютер «Сетунь», его энергопотребление было на 40% ниже, чем у продуктов IBM того же периода, а стоимость его производства сократилась вдвое. Но американцы, положившись на волну бинарной стандартизации, похоронили эту технологию, которая больше соответствовала законам физики, на кладбище технологий. Теперь Huawei вырвала траву с могилы. Кто бы мог подумать, что за этим не стояла безжалостная работа?
Так в чем преимущества троичной системы? Например, двоичная система похожа на черно-белый диод, но троичная система допускает существование «состояния Шредингера». Это более эффективно, чем двоичная система, при работе с нечеткой логикой. Лаборатория квантовых вычислений Массачусетского технологического института провела моделирование: энергопотребление троичных логических элементов в задачах распознавания изображений сократилось на 57%, а скорость отклика увеличилась в 2,3 раза. Эти данные по-прежнему публикуются в IEEE Transactions on Computing. Все современные чипы являются двоичными и имеют только два состояния: 0 и 1. Троичный чип Huawei может отображать три состояния: -1, 0 и 1. Таким образом, количество необходимых транзисторов в чипе может быть уменьшено на 40%, а энергопотребление — на 67%. Например, играя в игры на своем телефоне, вы можете поджарить на нем яичницу. Если вы используете троичный чип, вам может даже не понадобиться охлаждающий вентилятор. Скорость обучения искусственного интеллекта может быть увеличена на 47%.
Когда человеческий мозг принимает решения, у него есть не только «правильное» и «неправильное», но и «неопределенность». Состояние троичной системы «отрицательный, нулевой, положительный» особенно подходит для обработки нечетких суждений. Например, если вы попросите искусственный интеллект угадать «будет ли завтра дождь?», троичный чип может напрямую выдать «может быть /не может быть / определенно», в отличие от современного искусственного интеллекта, который сначала должен вычислить набор нулей и единиц.
Экономия электроэнергии означает экономию денег
Если 10% серверов в мире будут использовать этот чип, экономия электроэнергии будет эквивалентна посадке 120 миллионов деревьев. Теперь Huawei придумала способ оплаты в рассрочку, при котором вы можете использовать высококачественные чипы за 625 юаней в месяц (аналогично покупке мобильного телефона в рассрочку), что также могут позволить себе обычные люди.
Но на самом деле все не так просто. Замена чипа равносильна замене фундамента. Фабрика нуждается в полной замене: сейчас заводы по производству чипов по всему миру спроектированы в соответствии с бинарной системой, точно так же, как кухня McDonald’s внезапно хочет перестроиться для приготовления блинов, необходимо изменить все оборудование и процессы. В Советском Союзе троичный компьютер занимал площадь в 100 квадратных метров, и для его обслуживания требовалось 25 человек. В конце концов, от него отказались, поскольку он был слишком хлопотным.
Программное обеспечение необходимо переписать: 99% программного обеспечения на мобильных телефонах и компьютерах основано на двоичном коде. Это похоже на то, как если бы вы изначально использовали приложение для Android и внезапно перешли на систему Apple, все приложения должны быть переработаны. Советский Союз в прошлом понес эту потерю, и троичный компьютер был создан без программного обеспечения.
Стандарт нуждается в пересмотре: наименьшая единица измерения данных называется «байт», и троичной системе необходимо создать
новую единицу измерения. Это похоже на то, что мир внезапно перестал использовать метры и килограммы, и появился новый набор единиц измерения.
Но здесь возникает вопрос: как Huawei решит сложные проблемы, которые не удалось решить советскому Союзу? Инсайдеры отрасли сообщили, что их патентные спецификации содержат несколько потрясающих функций: запоминающие устройства с тремя состояниями на основе мемристоров, алгоритмы кодирования динамического баланса и гибридные архитектурные решения для нейронных сетей. Проще говоря, они хотят повысить эффективность троичной системы, не разрушая полностью существующую экосистему — этот подход намного умнее, чем советский в то время.
Собственная технологическая система Китая
На этот раз Huawei сосредоточилась на обеих системах «чипы + системы». Система Harmony оставила лазейку для троичной системы. Сейчас к Harmony подключены национальные приложения, такие как Alipay и WeChat. Если в один прекрасный день троичный чип действительно будет использоваться, это будет равносильно замене всей системы на китайскую технологию и больше не придется полагаться на зарубежные технологии.
Взгляните на инвестиции Huawei в исследования и разработки за последние три года: в 2022 году в фундаментальные исследования было инвестировано 142,7 миллиарда долларов, что составляет 22,4% от годовой выручки. Компания HiSilicon была сфотографирована при изготовлении тройных тестовых чипов на озере Суншань с плотностью транзисторов на уровне 3 нм. Лин Бенджиан, бывший вице-президент по исследованиям и разработкам TSMC, сказал: «Для внедрения троичной системы необходимо перестроить всю цепочку от материалов до наборов команд». Очевидно, что Huawei собирается перестроить всю вычислительную базу.
Но не спешите с кульминацией. Троичная система сталкивается с бинарной империей, накопленной за 62 года: от x86 до ARM, от CUDA до TensorFlow, весь цифровой мир построен на «песочнице» из 0 и 1. Если Huawei хочет изменить эту ситуацию, одних патентов недостаточно, и она должна привлечь таких игроков, как Китайская академия наук и Cambrian, для восстановления экосистемы. Точно так же, как когда Android вытеснил Symbian, ей понадобилась группа младших братьев, которые последовали ее примеру.
Что думают об этом иностранцы? Чезаре Алиппи, президент компьютерного общества IEEE, недавно заявил на форуме в Цюрихе:
«Троичная система может стать ноевым ковчегом в эпоху после принятия закона Мура». Это звучит вежливо, но из пяти новых организаций, добавленных в список организаций Министерства торговли США, три занимаются недвоичными вычислениями — некоторые люди уже начинают беспокоиться.
Зарубежные страны определенно создадут проблемы. Соединенные Штаты полагались на бинарные технологии, чтобы доминировать в мире, а теперь они могут использовать патентные иски и технологические блокады, чтобы задушить нас. Как и чипы 5G, Huawei должна быть готова к тому, что их заблокируют. Компьютеры и мобильные телефоны сейчас основаны на архитектурах Intel и ARM, и все к ним привыкли. Точно так же, как вы уже умеете пользоваться палочками для еды, и вдруг вас просят есть руками, это определенно будет неудобно.
Урок, который преподал Советский Союз, находится прямо перед нами. В 1960-х годах в Советском Союзе был разработан троичный компьютер, который в то же время был более мощным, чем двоичный компьютер Соединенных Штатов. Однако это не удалось из-за поспешных решений руководства (таких как внезапная приостановка производства) и плановой экономики, которая не смогла создать экосистему программного обеспечения.
Huawei должна быть осторожна, чтобы не попасть в ту же ловушку сейчас. Что нужно сделать Huawei, чтобы добиться успеха?
Начните со спецназначения, не бросайте вызов компьютерам и мобильным телефонам сразу, сначала попробуйте чипы искусственного интеллекта и умные часы. Точно так же, как новые энергетические транспортные средства начинаются с автобусов, а затем постепенно выходят на рынок семейных автомобилей. Приглашайте людей играть вместе, открывайте троичный интерфейс системы Harmony для программистов по всему миру, предоставляйте субсидии и наборы инструментов, подобно тому, как Taobao открыл магазины бесплатно, чтобы привлечь продавцов. Если WeChat, Alipay и другие «национальные приложения» могут быть сначала перенесены сюда, обычные люди смогут пользоваться ими без каких-либо препятствий, и дело будет наполовину сделано.
Давайте будем честны: троичная система Huawei, по сути, является страховкой для китайских технологий. Поскольку литографическая машина TSMC EUV по-прежнему находится в Роттердаме, а чип Qualcomm 5G по-прежнему работает в режиме моделирования, использование математики для реконструкции базовой архитектуры может оказаться самым безжалостным выходом. В конце концов, в цифровом мире тем, кто может изменить правила игры, никогда не придется подчиняться правилам других людей.
Не делайте из троичной системы миф. В 1959 году Советы отказались от Сетуни. В дополнение к политическим факторам, фундаментальная проблема заключалась в том, что стабильность сигнала с тремя состояниями была на два порядка хуже, чем у двоичной системы. Теперь Huawei осмеливается прикоснуться к этому, и считается, что у нее есть козырь в таких сложных технологиях, как управление эффектом квантового туннелирования и компенсация частоты битовых ошибок. Говорят, что подвижность электронов в их собственной графеновой подложке в 138 раз превышает подвижность кремниевых материалов — это может стать ключом к выходу из тупика.
Успех троичной системы зависит от того, захочет ли Жэнь Чжэнфэй преобразовать систему Harmony в трехзначную логику. Если однажды мы увидим, как Юй Чэндун держит в руках троичный телефон и кричит «далеко впереди», то это будет успех. Сейчас? Пусть пуля полетит еще какое-то время.
Источники
min.news/en/tech/63eda5548da17d7f10955970ef6555dd.html
inf.news/en/tech/a025aa2c1085bcbc74a02d37a73b91b8.html
inf.news/en/tech/84b354adc81271079aca4a14e7194e2a.html
Источник: vk.com
Источник: ai-news.ru
