美國新制裁 精準打擊中共超級計算機產業

【2022年10月25日訊】(大紀元專題部記者張宛綜合報導)當今世界,國與國之間的高科技競爭,越來越離不開擁有強大計算能力的超級計算機。而美國政府近日發布的針對中國的尖端半導體制裁措施,精準打擊中共超級計算機(Supercomputer)獲取美國高端芯片的能力。

10月7日,美國商務部工業及安全局(BIS)宣布了最新的半導體出口管制措施,全面限制先進製程芯片以及先進製造設備對中國的出口。

新規下,英偉達(Nvidia)和超微半導體(AMD)等全球領先的美國公司將被禁止向中國企業出售其高端的人工智能(AI)與超級計算芯片。

超級計算機通常由成千上萬個處理器組成,具有超強的計算能力和數據處理能力,常常被視作一國科技實力的重要標誌之一。

美國最新的制裁重點針對的是中共超級計算領域的高端產能。

美國戰略與國際研究中心(CSIS)人工智能治理項目主任和戰略技術項目高級研究員格雷戈里·艾倫(Gregory C. Allen)在10月11日的一份解讀報告中表示,此次白宮的一個制裁重點就是針對訓練和運行大型人工智能模型的數據中心或超級計算設施中使用的聯網芯片。

這種芯片必須擁有強大的並行處理能力(每秒300兆字節以上),以及超快的互連速度(每秒600GB以上)。而美國的英偉達公司和AMD公司正是全世界少數有能力提供這種高性能先進芯片的企業。尤其是英偉達公司,估計占了中國市場AI芯片銷售95%的份額。

與此同時,美國此次的制裁也吸取了以往的教訓,試圖徹底封堵中共長期逃避美國管制措施、繞彎獲取先進芯片的途徑。

CSIS的報告表示,中共的「軍民融合」戰略確保了中國最好的商業AI技術始終可以提供給軍隊使用,正因為如此,美國制裁和出口管制措施無法有效做到只針對中共的軍隊,而不針對中國的商業企業,因此收效甚微。

而中共則利用了這個漏洞。報告說,2015年,奧巴馬政府曾阻止美國的芯片製造商英特爾向中共國防科技大學(NUDT)等中共軍事超級計算機研究中心出售其高端芯片。但是,中共軍方卻通過空殼公司間接購買的方式繞過了美國的出口管制。

在2015年的制裁措施生效之後,中共國防科技大學仍繼續建造了新的全球領先的超級計算機,其中也使用了被禁售的英特爾最先進的芯片。而針對中共各類軍事裝備的檢查也發現,它們都大量使用了美國芯片。

艾倫表示,拜登政府此次採取了同時對中國軍民實體禁售高端芯片及製造設備的方法,不僅針對中共軍方,也同時針對中國的科技公司,甚至也包括了在中國運營數據中心的美國公司。

另外,新規還廣泛援引了外國直接產品規則,使得新的出口管制措施不僅適用於英偉達和AMD等美國公司,任何基於美國技術或設備的外國製造商品也將受到美國的監管。

美國企業在半導體設計所需的電子設計自動化(EDA)軟件工具方面擁有絕對優勢。在國際EDA市場上領先的3家公司,Mentor Graphics、Cadence Design Systems和Synopsys,其總部和大部分員工都在美國。

另外,美國公司在個人電腦、數據中心服務器、人工智能分析和汽車輔助駕駛系統(ADAS)中使用的CPU、GPU或FPGA等先進邏輯產品方面也合計占了全球9成以上的市場份額。同時,美國企業在2019年還占了全球半導體製造設備超過4成的市場份額。

由於美國企業在半導體領域的廣泛優勢,在白宮的新制裁令下,中國企業可能很難在中國境外找到芯片製造商來幫其加工芯片,而中國本土的半導體製造公司目前還無法生產一些最先進製程的高端芯片。

中美超級計算機技術差距巨大

目前,有研究顯示,中共的超級計算機產業,其核心部件採用的芯片,以及使用的應用軟件多依靠外國產品。

中國《科學文化評論》2021年1月第1期刊發了清華大學人文學院科學史系博士後司宏偉的一篇題為「中國超級計算機研製反思」的論文。

該論文提供的事實顯示,2010年11月,由中共國防科技大學製作的「天河一號」成為世界上最快的超級計算機,但該設備超過9成的核心部件都是採用了美國英特爾公司和AMD公司最先進的CPU(中央處理器)和GPU(圖形加速器)。

之後誕生的「天河二號」超級計算機,其硬件系統主要部件的計算陣列全部採用美國的商用微處理器;而2010年曾排名世界第二的「曙光星雲」超級計算機,其核心部件全部是由英特爾公司和英偉達公司的芯片構建而成。

至於號稱全部採用國產芯片構建的中國超級計算機「神威·太湖之光」,其使用的中國產「申威26010」眾核處理器(Many-core processor),與國際先進水平差距較大。

論文中提到,中國超級計算機專家、中國科學院院士周興銘2019年接受司宏偉採訪時表示,中國製造的CPU整體上性能低、功耗高,物理設計上比外國產品差一代以上,工藝上則差兩代以上。

而中共超級計算機在軟件系統上與國際先進水平也差距很大。例如「天河一號」與「天河二號」超級計算機安裝的中國產「麒麟」操作系統,目前都還沒有形成大規模的軟件開發與使用生態鏈。

還有,在超級計算機的應用軟件方面,該論文表示,中國的自主研發能力極其有限,應用軟件的發展落後於計算機系統,因此多使用外國現成的產品。

據中國媒體公開報導,中共「天河二號」超級計算機自從2014年落戶中國廣州數據中心以來,轉接中共的重大科研項目很少。2015年該數據中心的利用率僅為60%,其客戶中83%是政府機關、高校和科研院所,企業用戶只有17%。

論文表示,當前中共超級計算機的發展模式只能是仿製別人、依靠別人,因此最終都會陷入「落後—引進—再落後—再引進」的循環,一旦外部斷供,就將面臨困境。

論文說,之前的一個例子就是在2015年和2018年,兩屆美國政府先後不同程度禁止了美國企業向中國出口超級計算機相關的芯片、設施、軟件、操作系統等產品,直接影響到了中共兩個超級計算機系統的升級和研發。

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