TSMC darf aufgrund der neuen Export-Beschränkungen an China keine Chips mit einer bestimmten Rechenleistung mehr liefern. Das betrifft auch den Beschleuniger Huawei HiSilicon Ascend 910(B). Er wird jetzt in China gefertigt.
Der taiwanesische Chiphersteller TSMC ist ein Auftragsfertiger und unterliegt den aktuellen Export-Beschränkungen. Künftig darf er an China keine Chips mehr liefern, die über eine bestimmte Rechenleistung verfügen. Huawei ist mit dem KI-Beschleuniger HiSilicon Ascend 910 davon betroffen. Der Beschleuniger muss jetzt in China gefertigt werden. Der Ascend 910B unterscheidet sich seit der Fertigung in China in einigen Details vom Original.
Keine Änderungen am grundsätzlichen Aufbau
Das Herzstück des Ascend 910 bildet ein Compute-Die mit der Bezeichnung Virtuvian AI. Weiterhin sind vier HBM2-Chips sowie ein Nimbus V3 I/O-Die vorhanden. Die Fertigung des Compute-Die wechselt jetzt zu SIMC 7 nm (N+2). Zuvor wurde auf TSMC N7 gefertigt. Das wirkt sich auf die Ausbeute aus dem Compute-Die und auf dessen Komplexität aus. Der grundsätzliche Aufbau bleibt jedoch bestehen.
Unterschiede zwischen Ascend 910 und Ascend 910B
Der zeitliche Abstand der Entwicklung von Ascend 910 und Ascend 910B beträgt drei Jahre. Zuerst wurde der Ascend 910 im Jahr 2019 vorgestellt. Der Ascend 910B folgte 2022. Für die FP16-Rechenoperationen lag die bisherige Rechenleistung bei 220 bis 320 TFLOPS. Sie konnte auf 280 bis 400 TFLOPS gesteigert werden. Zuvor lag die Zahl der KI-Kerne bei 30 bis 32. Inzwischen sind nur noch 20 bis 25 KI-Kerne vorhanden. Der Takt ist bei den neueren Modellen fast doppelt so hoch. Das führte dazu, dass die Rechenleistung gesteigert wurde und trotzdem weniger KI-Kerne erforderlich sind.
Eine höhere Rechenleistung ist auch möglich durch Änderungen beim SRAM als On-Chip. Der On-Chip SRAM hatte bei den älteren Modellen eine Kapazität von 76 MB. Bei den neuen Modellen liegt die Kapazität bei 211 MB.
Auswirkungen der Fertigung bei SMIC
Das Center for Security and Emerging Technology (CSET) lieferte einige der genannten Angaben. Dazu gehört auch die Zahl der aktiven AI-Kerne von 30 bis 32, wenn maximal 32 KI-Kerne vorhanden sind. Eine derart hohe Ausbeute verwundert nicht, wenn der Chip bei TSMC mit 7 nm gefertigt wird. Erfolgt die Fertigung bei SMIC mit 7 nm, wirkt sich das gleich mehrfach aus.
Die Zahl der bei der Compute-Die des Ascend 910B vorhandenen aktiven KI-Kerne ist nicht bekannt. Nur 20 bis 25 Kerne sollen aktiv sein. Die Ausbeute des Chips würde wesentlich geringer ausfallen, wenn 32 Kerne vorgesehen sind.
Steigerung der Chipgröße
Die Chipgröße ist ein weiterer wichtiger Aspekt. Der Chip ist bislang 456,2 Quadratmillimeter groß. Künftig hat er eine Größe von 665,6 Quadratmillimetern, was einer Steigerung um 46 Prozent entspricht. Die Fertigung bei SMIC könnte sich auch hier auswirken. Die Steigerung der Chipgröße wird auch noch durch weitere Faktoren beeinflusst. CSET gibt an, dass in den KI-Kernen zusätzliche Vektoreinheiten vorhanden sind. Die Zählweise in der Rechenleistung verändert sich, zusammen mit Matrix- und Vektor-Rechenleistung. Pro Kern steigt die theoretische maximale Rechenleistung leicht an.
Leicht erhöhte Rechenleistung
Die Rechenleistung des HiSilicon Ascend 910 entspricht zumindest theoretisch der einer A100 von Nvidia. Praktisch ist die Rechenleistung jedoch niedriger. Welche Rechenleistung der Ascend 910B bringt, ist noch unbekannt. Huawei verwendet den KI-Beschleuniger gegenwärtig nur in der eigenen Cloud. Künftig will ihn das chinesische Unternehmen auch über Tencent, iFLYTEK und Baidu anbieten.
Auswirkungen der Export-Beschränkungen für TSMC
Die Export-Beschränkungen für TSMC wirken sich negativ auf Huawei aus. In der Ausbeute und in der Kapazität kann SMIC nicht das liefern, was bei TSMC möglich war. Dennoch hat China mit SMIC bereits einen hohen technischen Stand erreicht. Wie schnell der Chipfertiger SMIC gegenüber den westlichen Herstellern aufholen kann, muss sich zeigen. Am chinesischen Chipmarkt sind SMIC und YMTC die wichtigsten Größen. YMTC ist DRAM-Spezialist und hat bereits bewiesen, dass die benötigten riesigen Kapazitäten für die Chipfertigung zu großen Teilen in China gedeckt werden können.
Quellen: Huawei, TSMC, Center for Security and Emerging Technology (CSET), SMIC, hardwareLUXX
