Da jeder Aspekt des modernen Lebens digitalisiert wird, werden nicht nur die Volkswirtschaften der Nationen, sondern auch ihr souveräner Einfluss zunehmend auf die Beherrschung der Technologie angewiesen sein, wobei Supercomputer ein Kernstück des Wettbewerbs sind.
Am 7. Oktober kündigte das US-Handelsministerium weitreichende neue Exportkontrollen an, die China von modernster Chipherstellungsausrüstung und bestimmten fortschrittlichen Halbleiterchips, die mit US-Technologien hergestellt wurden, abschneiden werden, unabhängig davon, ob die Chips in den Vereinigten Staaten hergestellt wurden oder nicht.
Der Schritt ist Washingtons jüngster Versuch, Chinas militärische Modernisierung und die Entwicklung seiner Supercomputer zu behindern.
Nach den neuen Regeln wird es führenden US-Chipherstellern wie Nvidia und AMD untersagt, ihre High-End-Chips für künstliche Intelligenz (KI) und Supercomputing an chinesische Unternehmen zu verkaufen.
Supercomputer mit Hochleistungsrechnern und Datenverarbeitungskapazitäten werden oft als Symbol für die wissenschaftliche und technologische Stärke eines Landes angesehen.
Laut einem Bericht des Center for Strategic and International Studies (CSIS), einer in Washington ansässigen Denkfabrik, zielen die jüngsten US-Sanktionen darauf ab, Chinas Fähigkeit einzuschränken, Supercomputing-Chips zu erhalten.
„High-End-KI-Chips können nicht mehr an in China tätige Unternehmen verkauft werden, sei es das chinesische Militär, ein chinesisches Technologieunternehmen oder sogar ein US-Unternehmen, das ein Rechenzentrum in China betreibt“, sagt Gregory C. Allen, Direktor von das Artificial Intelligence (AI) Governance Project und ein Senior Fellow im Strategic Technologies Program bei CSIS, sagte in dem Bericht.
In dem Bericht sagte Allen, dass Nvidia und AMD zu den wenigen Chipdesignern auf der Welt gehören, die in der Lage sind, Chips für KI oder Supercomputing herzustellen – mit sehr leistungsstarken parallelen Prozessoren und sehr schnellen Verbindungsgeschwindigkeiten. Und dass insbesondere Nividia ein robustes Software-Ökosystem namens CUDA bereitstellt, das von Programmierern häufig verwendet wird, „um massiv parallelisierte Software zu schreiben, [basically all modern AI software].“
„Jeder Kunde, der die Verwendung von Nvidia-Chips einstellen möchte, muss das CUDA-Ökosystem verlassen … [Thus]das kombinierte Angebot aus CUDA-Software und Nvidia-Hardware [explained] warum Nvidia 95 Prozent der Verkäufe von KI-Chips in China ausmacht“, sagte Allen.
Unterdessen haben auch die jüngsten US-Sanktionen Lehren aus der Vergangenheit gezogen, als sie versuchten, das chinesische Militär vollständig daran zu hindern, fortschrittliche Chips zu erhalten.
In der Vergangenheit landeten trotz Maßnahmen zur Begrenzung der US-Technologieexporte an das chinesische Militär Chips, die von US-Unternehmen entwickelt wurden, immer noch in den Händen der Volksbefreiungsarmee (PLA).
Militärisch-zivile Fusionsstrategie der KPCh
Die militärisch-zivile Fusionsstrategie der KPCh macht es den US-Regulierungsbehörden fast unmöglich, zwischen militärischen und nichtmilitärischen Endverbrauchern in China zu unterscheiden, was die Grundlage der meisten US-Exportkontrollen ist.
Das Fusionsmodell ermöglicht es dem chinesischen Militär, die US-Exportkontrollen zu umgehen und über seine zivilen Kollegen verdeckten Zugang zu US-Technologie und -Ausrüstung zu erhalten – eine Lücke, die die KPCh ausgenutzt hat.
Allens Bericht besagt, dass die Obama-Regierung den US-Chiphersteller Intel im Jahr 2015 daran gehindert hat, seine High-End-Xeon-Chips an chinesische militärische Supercomputer-Forschungszentren wie die National University of Defense Technology (NUDT) zu verkaufen. Während die Richtlinie direkte Verkäufe von US-Unternehmen an das chinesische Militär beendete, war sie völlig unwirksam, um indirekte Verkäufe an Briefkastenfirmen zu stoppen, die dem chinesischen Militär halfen, Exportkontrollen zu umgehen.
„Chinas NUDT hat nicht nur neue weltweit führende Supercomputer gebaut, nachdem die Beschränkungen in Kraft getreten sind, sondern diese neuen Supercomputer verwenden immer noch die neuesten und besten (und verbotenen) Intel Xeon-Chips. Im weiteren Sinne haben Untersuchungen von chinesischer Militärausrüstung aller Art ergeben, dass sie extrem abhängig von US-Chips sind“, heißt es in dem Bericht.
Die jüngsten von der Biden-Regierung eingeführten Exportbeschränkungen zielen jedoch im Wesentlichen darauf ab, „alle Verkäufe zu beenden [of high-end AI chips] nach China“, unabhängig von ihrer militärischen oder zivilen Anwendung.
Chipverbot auf „Talente“ ausgeweitet
Zudem gilt die neue „Foreign-Direct Product Rule“ nicht nur für Nvidia oder AMD. Es wird China von bestimmten Chipherstellungsanlagen und mit US-Technologien hergestellten Chips abschneiden, unabhängig davon, ob die Chips in den Vereinigten Staaten hergestellt wurden oder nicht.
Das Sweeping-Verbot erstreckt sich auch auf „Talente“ und verbietet US-Personen effektiv, die Entwicklung oder Produktion von Chips zu unterstützen, die unter die Beschränkungen fallen.
Nach der neuen Regelung werden US-Bürger in chinesischen Unternehmen, die mit Chips zu tun haben, vor die Wahl gestellt, die US-Staatsbürgerschaft zu verlieren oder ihren Arbeitsplatz in China zu kündigen.
Jahrelang galten US-Exportkontrollen nach China nur für Technologien, Produkte, Unternehmen oder Organisationen. Das neue Verbot erweitert die Exportkontrollen jedoch erstmals auf einzelne US-Bürger und Inhaber einer Green Card. Es gilt als das bislang restriktivste Verbot für Chinas Halbleiterindustrie.
Der Bericht erwähnte auch, dass amerikanische Unternehmen einen absoluten Vorteil bei Chip-Design-Software namens Electronic Design Automation (EDA) haben. Die Software ermöglicht es Designern, „das Erstaunlich Komplizierte zu schaffen [chip] Blaupausen.“
Und die drei führenden Unternehmen auf dem EDA-Markt sind Mentor Graphics, Cadence Design Systems und Synopsys, die alle ihren Hauptsitz und den Großteil ihrer Mitarbeiter in den Vereinigten Staaten haben.
Laut einem gemeinsamen Bericht (pdf), der im April 2021 von der Boston Consulting Group (BCG) und der Semiconductor Industry Association (SIA) veröffentlicht wurde, machen Unternehmen mit Hauptsitz in den USA zusammen einen Anteil von mehr als 90 Prozent an fortschrittlichen Logikprodukten wie CPUs, GPUs, oder FPGAs, die PCs, Rechenzentrumsserver, KI-Analysen und Automobil-ADAS-Systeme mit Strom versorgen.
Dem Bericht zufolge hielten US-Unternehmen im Jahr 2019 zusammen mehr als 40 Prozent des weltweiten Anteils an Halbleiterfertigungsanlagen, während China weniger als 5 Prozent hielt.
Chinesische Chiphersteller sind derzeit nicht in der Lage, einige der fortschrittlichsten Chips herzustellen. Unter den neuen Sanktionen aus Washington werden chinesische Unternehmen wahrscheinlich Schwierigkeiten haben, hochmoderne Chips von ausländischen Chipherstellern zu erhalten.
Massive Lücke in der Supercomputer-Technologie
Studien haben gezeigt, dass Chinas Supercomputerindustrie stark auf ausländische Produkte angewiesen ist, insbesondere bei den Chips, die in ihren Kernkomponenten und Anwendungssoftware verwendet werden.
Die erste Ausgabe 2021 der chinesischen Zeitschrift Science and Culture Review veröffentlichte einen Artikel mit dem Titel „Introspection on the Development of Supercomputers in China“ (pdf) von Si Hongwei, einem Postdoktoranden am Institut für Wissenschaftsgeschichte der Pekinger Tsinghua-Universität.
In der Zeitung sagte Si, dass im November 2010 Tianhe-1, ein Supercomputer, der von Chinas Nationaler Universität für Verteidigungstechnologie gebaut wurde, damals der schnellste Supercomputer der Welt war. Mehr als 90 Prozent seiner Kernkomponenten stammten jedoch von den US-Unternehmen Intel und AMD, wie beispielsweise seine CPU und GPU.
Ebenso wurde festgestellt, dass die folgende Iteration, Tianhe-2, die von Juni 2013 bis November 2015 als schnellster Supercomputer eingestuft wurde, in ihrem Hardwaresystem fast ausschließlich in den USA hergestellte Komponenten verwendet, einschließlich kommerzieller Mikroprozessoren und Arrays von Hauptkomponenten.
In jüngerer Zeit soll der in China gebaute Supercomputer namens Sunway TaihuLight, der erstmals im Juni 2016 vorgestellt wurde, die in China entworfenen SW26010-Prozessoren verwenden, die laut dem Papier weit hinter dem internationalen Supercomputing-Standard zurückliegen.
Im Jahr 2019 interviewte die Autorin der Zeitung, Si Hongwei, Zhou Xingming, einen chinesischen Supercomputer-Experten und Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Zhou sagte, dass in China hergestellte CPUs eine geringe Gesamtleistung und einen hohen Stromverbrauch haben und im Design mehr als eine Generation hinter ausländischen Produkten und mehr als zwei Generationen hinter führenden Wettbewerbern zurückliegen.
Darüber hinaus sagte Si, dass chinesische Supercomputer auch in ihren Softwaresystemen weit hinterherhinken, so dass beispielsweise das in China hergestellte Kylin-Betriebssystem, das auf den Supercomputern Tianhe-1 und Tianhe-2 installiert ist, „sich noch in großem Umfang als Software etablieren muss Entwicklung und Benutzer-Ökokette.“
Er beschrieb Chinas unabhängige Forschungs- und Entwicklungskapazitäten für Anwendungssoftware als „extrem begrenzt“ im Computerbereich, der sich hauptsächlich auf ausländische Standardprodukte stützte.
Chinesischen Medienberichten zufolge wurde der Tianhe-2-Supercomputer seit seiner Enthüllung im Jahr 2014 im Rechenzentrum von Guangzhou nur für sehr wenige große wissenschaftliche Forschungsprojekte der KPCh verwendet. Im Jahr 2015 betrug die Auslastung des Rechenzentrums nur 60 Prozent, während 83 Prozent seiner Kunden Regierungsbehörden, Universitäten und Forschungsinstitute und nur 17 Prozent Unternehmensanwender waren.
Si sagte, dass das derzeitige Entwicklungsmodell von Supercomputern in China nur die Technologien anderer imitieren und sich auf diese verlassen könne, und sobald die externe Versorgung unterbrochen sei, werde es Schwierigkeiten geben.
Text ist eine Übersetzung vom Epoch Times Artikel:
