Exklusiv-Interview mit Yang Meng, CEO von Anker Innovations, und Wang Shaodi, CEO von Know-Chip Technology: Die Schmiede des himmelstürmenden Schwertes beginnt mit dem Computing-in-Memory-Chip

Vor zwei Jahren hat Yang Meng, der Gründer von Anker Innovations, mit dem Chip-Blogger Lao Shi Tan Xin über die Vorstellung eines "Speicher-Rechner-Integrations-Chips" diskutiert.

Die Kommentarsektion des Videos war voller Stimmen von Netznutzern, die die Idee nicht gutheissen. Einige haben direkt kommentiert: "Ich habe meinen Bachelor und Master in der RRAM-Forschung gemacht. Es wird in den nächsten 20 Jahren keine kommerziell erfolgreiche Implementierung von Speicher-Rechner-Integration geben."

Angesichts der Tatsache, dass die von Neumann-Architektur die Halbleiterindustrie seit Jahrzehnten dominiert, wird der Ansatz der Speicher-Rechner-Integration, der versucht, die "Speicherwand" zu überwinden, von den meisten Branchenmitgliedern als ein Sackgasse betrachtet.

Niemand hätte gedacht, dass Anker Innovations eines Tages tatsächlich einen Chip herstellen würde, der in Ankers neuesten Rauschminderungshörern eingesetzt wird. Diese Hörer ermöglichen es den Benutzern, auch ohne einen ruhigen Ort zu suchen, optimale Gesprächsqualität zu erzielen. Sie haben sogar die Guinness-Weltrekordzertifizierung als "weltbestes kabelloses Bluetooth-Hörgerät für klare Gespräche" erhalten.

Yang Meng sagte der 36Kr: "Dies sind die Vorteile, die technologische Innovation mit sich bringt."

Der Speicher-Rechner-Integrations-Chip ist ein entscheidender Wendepunkt für Ankers Streben nach Spitzeninnovation. Die Herstellung von Chips ist nicht nur ein technologischer Durchbruch, sondern auch eine Entscheidung für interne Selbsttransformation bei Anker.

Nachdem Anker 2023 in neuen Produktkategorien nicht gegen die Marktriesen ankam, begann es mit einer schmerzhaften Selbstreflexion. Eines der Kernresultate von Yang Mengs Überlegungen war, von der bisherigen Verbesserungsinnovation hin zur Entwicklung von Produkten basierend auf dem "Prinzip der Ersten Ursache" überzugehen - dies sind möglicherweise zwei völlig verschiedene Wege.

Dies führt zu zwei Ebenen: Bei den Mitarbeitern und der Unternehmenskultur muss man Personen finden, die das Prinzip der Ersten Ursache verstehen und nach Spitzenleistungen streben, und man muss Verhaltensregeln für diese Gruppe schaffen (der sogenannte "Sinn, Vision und Werte"). Bei den Produkten und Technologien muss man nicht nur nach Szenarien für "Spitzeninnovation" suchen, sondern auch nach Technologien, die diese Innovation ermöglichen.

In Ankers Audio-Produktlinie war der Algorithmus-Team der Meinung, dass man für Spitzenleistungen auf den Chip zurückgreifen muss. Sie suchten weltweit und fanden schließlich Wang Shaodi, Gründer und CEO von Zhipu Technology. Zwei Unternehmen und ein gemeinsamer Team von 200 Personen haben drei Jahre Zeit und fast eine Milliarde Yuan investiert, um mit einem Speicher-Rechner-Integrations-Chip mit 28nm-Prozesstechnologie bessere Ergebnisse zu erzielen als mit herkömmlichen High-End-Chips mit 7nm-Prozess.

Der auf den Hörern erstmals eingesetzte Chip ist nur der Anfang von Ankers technologischem Portfolio. Anker Innovations sucht und versucht, seine eigenen "Grundtechnologien" aufzubauen, vertraut auf den kumulativen Effekt von Technologie und lässt diese "Grundtechnologien" schrittweise in Bereichen wie Video und Energiespeicherung wiederverwenden und plant sogar die Forschung und Entwicklung von Robotern. Wenn man die Finanzberichte von Anker von 2022 bis 2025 betrachtet, ist die Forschungs- und Entwicklungsausgaben von etwa 1,08 Milliarden Yuan auf 2,89 Milliarden Yuan gestiegen, und die Quote der Forschungs- und Entwicklungsausgaben hat von 7,6 % auf etwa 10,6 % zugenommen.

Natürlich behält Anker immer noch die praktische Grundhaltung eines Hardware-Unternehmens aus Shenzhen bei - es investiert nicht einfach nur Geld in abstrakte Forschung und strebt nicht nach einem generischen humanoiden Konzept, sondern geht stattdessen von einem sicheren, praktischen Szenario aus.

Nach Yang Mengs Meinung ist die "Grundtechnologie" das "Ewiges Schwert" eines Unternehmens. "Wenn das Ewiges Schwert erscheint, wer kann ihm widerstehen?" Anhand der Ergebnisse wird die Quote der "7-Serie" - Produkte gemessen. Yang Meng teilt die Produkte in sieben Kategorien ein, wobei die 7-Serie die Spitzenleistung und den höchsten Preissegment repräsentiert. 2020 machte der Umsatz der 7-Serie-Produkte nur 3 % des Gesamtumsatzes aus; im vergangenen Jahr lag dieser Anteil bei 16 %.

Die 36Kr hat mit Yang Meng, Gründer und CEO von Anker Innovations und Wang Shaodi, Gründer und CEO von Zhipu Technology über den Speicher-Rechner-Chip in den Hörern gesprochen und die dahinter liegenden risikoreichen Entscheidungen, die Spitzenanstrengungen sowie Ankers Überlegungen zu Grundtechnologien und Robotern diskutiert.

1. Die unvermeidliche Wahl von der Benutzerbedürfnissen zur "Speicher-Rechner-Integration"

36Kr: Warum hat Anker angefangen, Chips zu entwickeln? Erzählen Sie uns die Vorfälle.

Yang Meng: Tatsächlich geht es immer von den Bedürfnissen und Problemen der Benutzer aus. Zeitlich gesehen haben wir 2021 mit der Gründung eines Teams für Audio-Algorithmen und Produktentwicklung begonnen. Heute hat das Team etwa 80 Mitarbeiter und zählt weltweit zu den führenden Teams in diesem Bereich.

In der alten chinesischen Philosophie werden die sechs Sinne "Augen, Ohren, Nase, Zunge, Körper und Geist" genannt. Tatsächlich sind es alle Wahrnehmungen des Körpers. Randgeräte müssen ebenfalls hören, sehen und wahrnehmen können. In der Vergangenheit wurden die Probleme im Bereich der Wahrnehmung mit traditionellen Codes, die von Menschen geschrieben wurden, oder mit kleinen Modellen für bestimmte Teilprobleme gelöst. Aber angesichts der Entwicklung der Künstlichen Intelligenz wird es unweigerlich sein, dass diese Codes und Modelle durch ein end-to-end Big Model ersetzt werden. Im Audio-Bereich haben wir 2023 tatsächlich ein solches Modell trainiert.

36Kr: Hat Ihr Modell etwas mit dem Aufstieg von ChatGPT im Jahr 2023 zu tun?

Yang Meng: Unser Team hat seit 2021 an der Erstellung und dem Training eines einheitlichen Modells gearbeitet. 2023 haben wir die Modelle für verschiedene Teilprobleme zu einem Modell zusammengeführt und festgestellt, dass es eine ausgezeichnete Leistung und Wirkung zeigt.

Aber es war schwierig, dieses Modell auf einem tragbaren Gerät wie einem Hörgerät mit sehr geringem Volumen laufen zu lassen, da es einen sehr hohen Stromverbrauch hat. Wir haben uns auf das Prinzip der Ersten Ursache bezogen und uns gefragt, warum es so viel Strom verbraucht. Denn Audio ist ein Algorithmus mit einer sehr hohen Inference-Frequenz. Er teilt das Sound-Signal pro Sekunde in Segmente von 10 oder 20 Millisekunden auf, und für jedes Segment muss eine vollständige Berechnung im Modell durchgeführt werden.

Wenn Sie die Parameter des Modells mit der hohen Inference-Frequenz pro Sekunde multiplizieren, entsteht ein enormer Stromverbrauch für die Datenübertragung. Sie müssen ständig mehrere Megabyte an Parametern aus dem Speicher in die NPU (Neural Processing Unit) übertragen. Der Stromverbrauch entsteht hauptsächlich bei dieser Übertragung.

Wir haben festgestellt, dass wenn wir dieses Modell auf einem herkömmlichen Bluetooth-Chip laufen lassen, erstens das Modell zu groß ist und zweitens der Akku des Hörgeräts in weniger als einer Stunde leer ist.

Um dieses Problem zu lösen, müssen wir die Datenübertragung reduzieren. Um die Datenübertragung zu reduzieren, müssen wir die Berechnung und den Speicher in einem Chip integrieren. Dies ist der "Speicher-Rechner-Integrations-Chip". Aber zu diesem Zeitpunkt hatten wir keine Fähigkeiten in der Chip-Entwicklung. Wir wollten einen professionellen Partner in diesem Bereich finden und gemeinsam forschen. Also haben wir weltweit gesucht und schließlich Shaodi und Zhipu Technology gefunden.

2. Handwerkliche Chip-Herstellung in einem unentdeckten Gebiet

36Kr: Zhipu wurde 2017 gegründet. Erzählen Sie uns etwas über den Hintergrund Ihrer Arbeit an Speicher-Rechner-Chips.

Wang Shaodi: 2017, als wir das Unternehmen gegründet haben, wurden wir in Interviews oft dafür kritisiert, dass wir an "wissenschaftsfiktiven" Chips arbeiten.

Dies hat auch mit dem Prinzip der Ersten Ursache zu tun. 2017 waren die KI-Modelle noch sehr klein, aber wir haben bereits die Leistungseinschränkung gesehen, die durch die Trennung von Speicher und Berechnung verursacht wird - das ist das heute bekannte Problem der "Speicherwand".

Der Prozess der KI-Berechnung besteht darin, Daten ständig aus dem Speicher in den Rechenchip zu übertragen und die berechneten Ergebnisse zurückzuschreiben. Je größer das Modell und die Berechnungsmenge sind, desto gravierender wird das Problem der Speicherwand, und der Stromverbrauch und die Kosten werden sehr hoch. Deshalb haben wir festgestellt, dass das Problem der Speicherwand ein branchenweites Problem werden wird, wenn die KI in Zukunft massiv eingesetzt wird und die Modelle größer werden. Die Speicher-Rechner-Integration ist die beste Lösung, aber damals hat niemand daran gearbeitet, weil es zu schwierig war und es kein Vorbild gab.

36Kr: Haben Sie in diesem Bereich studiert?

Wang Shaodi: Wir waren die ersten, die in diesem Bereich geforscht haben. Es war keine Studienrichtung, denn bevor uns gab es in der Welt noch keine Forschung in der Speicher-Rechner-Integration. 2017, als wir das Unternehmen gegründet haben, gab es auch in der akademischen Welt nur wenige Forscher in diesem Bereich.

2016 haben wir versucht, einige Chip-Riesenunternehmen zu überzeugen, uns bei der Entwicklung von Speicher-Rechner-Integration zu unterstützen. Aber wegen der Neuheit und Revolutionärheit der Technologie war niemand bereit, diese Entscheidung zu treffen. Schließlich haben wir uns entschieden, an unsere Einschätzung der Speicher-Rechner-Integration zu glauben. Damals waren wir jung, und ich habe zusammen mit meiner Frau Zhipu Technology gegründet, um an der Speicher-Rechner-Integration zu arbeiten. Meine Frau ist die Chefwissenschaftlerin und hat seit der Gründung des Unternehmens in der ersten Reihe der Forschung gearbeitet und das Kernteam bei der Lösung der schwierigsten technischen Probleme unterstützt.

36Kr: Wie lange haben Sie alleine in diesem Bereich geforscht? Warum hat Zhipu es überlebt?

Wang Shaodi: Zhipu ist eines der ersten Unternehmen in diesem Bereich. Zwischen 2017 und 2019 sind etwa ein Dutzend Unternehmen für analoge Speicher-Rechner-Integration gegründet worden, und 2020 sind noch weitere ein Dutzend Unternehmen hinzugekommen. Bis heute gibt es weltweit wahrscheinlich nicht mehr als fünf Speicher-Rechner-Integrations-Unternehmen.

Ich denke, dass das wichtigste Grund, warum wir bis heute erfolgreich sind, darin liegt, dass wir nie aufgehört haben, die Technologie voranzutreiben. Wir haben die Forschungsrichtung basierend auf dem Prinzip der Ersten Ursache gewählt, anstatt auf bestehende Technologien zurückzugreifen. Seit der Gründung im Jahr 2017 haben wir über 30 Mal Chips hergestellt und die Technologie 30 Mal verbessert. Diese intensive Arbeit hat uns in der gesamten Technologie-Kette der Speicher-Rechner-Entwicklung mindestens drei bis fünf Jahre Vorsprung vor der Branche gegeben.

36Kr: Können Sie das Herstellen von Chips erklären? Warum ist es so wichtig?

Wang Shaodi: Wir arbeiten an der schwierigsten Technologie in der Speicher-Rechner-Integration: der analogen Speicher-Rechner-Integration.

Dies ist völlig anders als die herkömmliche von Neumann-Architektur. Man kann sich das so vorstellen: Bei der herkömmlichen Chip-Entwicklung wird 99 % der Arbeit von EDA (Electronic Design Automation) Software erledigt. Dieses Software-System ist seit Jahrzehnten in Betrieb und sehr zuverlässig. Aber bei der analogen Speicher-Rechner-Integration können wir fast nichts von den bestehenden Halbleiter-Software und Standards nutzen, von der Produktion über die Entwicklung bis zur Zuverlässigkeit.

Das bedeutet, dass alles, was bisher 99 % durch Software und Standards erledigt wurde, jetzt manuell experimentiert werden muss. Ohne Referenz ist die Wahrscheinlichkeit, dass man bei einem oder zwei Versuchen erfolgreich ist, nahezu Null. Ein technisches Problem kann fünf oder sechs Mal ausprobiert werden, und wenn es mehrere Dutzend technische Probleme gibt, müssen wir die Experimente mehrere Dutzend Mal wiederholen. Deshalb ist die Entwicklung viel langsamer als bei herkömmlichen Architekturen, und es fühlt sich an, als ob man in den 1960er Jahren Chips herstellen würde, alles händisch "skulptieren".

Yang Meng: Dies ist wirklich ein Unternehmen, das Chips händisch herstellt. Die EDA-Software ist wie eine Autobahn. Mit einer guten EDA-Software können Sie wie mit einem autonomen Fahrzeug schnell von Punkt A nach Punkt B gelangen. Aber für Zhipu gibt es keine Straße in diesem Berg. Sie müssen sich mühsam einen Weg bahnen. Dies ist ein ausgezeichnetes Beispiel für Spitzeninnovation.

36Kr: Wie haben Sie es geschafft, bis heute durchzuhalten?

Wang Shaodi: Ich denke, dass das wichtigste ist, dass wir nie aufgehört haben, in die Technologie zu investieren. Wir haben immer versucht, die Technologie effizienter, größer und genauer zu machen. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Zeit: Seit 2019 hat der Staat die Investitionen in den Chip-Bereich erhöht, und 2023 hat der Aufstieg der KI-Big Models die Nachfrage und Erwartungen an die Speicher-Rechner-Integration enorm gesteigert.

36Kr: Sie haben so viel über die Vorteile des Speicher-Rechner-Integrations-Chips gesagt. Was sind seine Nachteile?

Wang Shaodi: Der Nachteil ist, dass niemand es bisher geschafft hat, und es ist nicht sicher, ob es möglich ist.

Yang Meng: Alle Wege, die auf dem Prinzip der Ersten Ursache basieren, sind unbegehbar oder es gibt gar keine Wege. Wenn Sie auf einem solchen Weg gehen, müssen Sie zunächst glauben, dass es ein Weg ist, und zweitens müssen Sie die innere Überzeugung behalten. Shaodi und seine Kollegen haben es wirklich schwer. 2024, als wir mit Lao Shi Tan Xin über die Speicher-Rechner-Integration gesprochen haben, haben viele Branchenmitglieder, sogar Doktoranden in diesem Bereich, kommentiert: "Ich denke, dass diese Technologie in 20 Jahren noch nicht kommerziell einsetzbar ist. Es ist unmöglich, die Berechnungen durchzuführen. Lassen Sie sich nicht vergeuden." Selbst die meisten Branchenmitglieder waren skeptisch.

3. Die unvermeidliche Frage für die 7-Serie-Marken

36Kr: Warum hat Anker nicht die herkömmlichen Chips mit hoher Rechenleistung gewählt, sondern diese neue Technologie?

Yang Meng: Im Szenario der Hörer muss zunächst der Stromverbrauch berücksichtigt werden, und in der sehr begrenzten Fläche der Hörer kann nicht viel Rechenleistung untergebracht werden. Unter den Einschränkungen des Stromverbrauchs und der Fläche der Hörer ist die Speicher-Rechner-Integration die beste Wahl. In diesem Szenario hat es die herkömmlichen Chips geschlagen.

Es wird seit Jahren über die Rauschminderung bei Gesprächen gesprochen. Warum kann die