美國AI國安報告的3個思考
林育中
2021-03-18
美國加速AI發展與布局,其實只是中美競局的一隅。李建樑攝
美國AI國家安全委員會(National Security Committee on AI)月初通過、發表了其工作了2年多的最終報告,這份長達756頁的報告分為2個部分:一是在AI世代防禦美國、一是在科技競爭中勝出。這委員會成員名攤開來就是美國AI公司的「who is who」,包括委員會主席Alphabet前執行長Eric Schmidt、主要撰稿的甲骨文(Oracle)執行長Safra Catz、AWS執行長Andrew Jassy人等。
文中開宗明義地說這是美國自二戰以來最脆弱的時刻。美國過去的優勢一向靠科技的領先,現在改變了,但是這報吿沒有延伸至背後的主要競爭脈絡。參照過去的美蘇之爭與現在的中美之爭,最大的對照是冷戰時期美國是以名目上的科技競賽、實質上是在經濟上把蘇聯拖垮的。蘇聯在許多科技競爭上並不遜色,像史普尼克號(Sputnik)衛星的發射就對當時的美國投下震撼彈。即使到冷戰末期,蘇聯在科技上的競爭也不是全然的落後。以現在正快速興起的量子電腦為例,講量子計算概念的興起,公平的引文除了大家熟知的費因曼外,還應該有曼寧(Yuri Manin),他是蘇聯的數學與物理學家。
中美科技競爭本質上更像是科技產業的競爭,技術只有在產業化之後才能轉化為實質的國力積累,而中國的人力資源與市場對美國的確足以構成威脅,也因此這次科技競爭最早從先進製造(advanced manufacturing)打到5G,再到目前採取廣泛、正式行動的AI。未來會以此形式採取行動的科技領域還有微電子、量子計算、5G、生物科技、3D列印、儲能技術等,這也與中國大陸近期發布的十四五中八項發展科技目標人工智慧、微電子、量子信息、生物技術、腦科學、航太科技、深海深地科技有一半以上是對撞的,這些都有產業化的後續發展潛力。
一個自然的問題是中美科技競爭干卿何事?這份報吿中台灣被提到24次,大部分與半導體有關。文中216頁講到「The dependency of the United States on semiconductor imports, particularly from Taiwan, creates a strategic vulnerability for both its economy and military to adverse foreign government action, natural disaster, and other events that can disrupt the supply chains for electronics.」文字仔細推敲起來令人驚悚。美國對台灣的需索主要有三:一是晶圓廠到美國設廠;二是對美國科技產業的投資;三是技術研發的聯盟。如果台灣終將被捲入此次競爭,第三項我樂見其成。台灣的半導體必會被邀約,這個也許可以換取其他領域的門票,譬如量子信息或生物科技共同研發的門票。
幾個意見。一是報吿對於採取行動的進程是迫在眉睫,2025年前美國要建立整合AI的基礎,而且情報部門及國防部也要完成對駭客、假消息以及使用AI於戰爭的凖備。所以這是一個clear and present danger。美國對台灣的部分需索—在美國境內建立晶圓廠—也早就在報告完成之前就提出了,其他的部分如何因應要早為之計。
二是產業布局可能要重新思考。對於「矽屏障」的主張是因為太重要了以致於相互制衡所產生防衛效果,這只是假設。但是另一種場景也許也應該想想。看一看二戰片中美德雙方對於戰略資源石油庫即將失去控制權的一方,會採取什麼標凖戰術行動?
最後看一看美國科技產業政策如何制定?不是諮詢,也不是開個論壇盍各言爾志的交代過去,而是讓產業的人直接來制定、執筆政策。這個做法直接決定了科技產業政策的良策。
資料來源:https://www.digitimes.com.tw/col/article.asp?id=1286&fbclid=IwAR2XSIQgdDYb-Ed2TUiFAkZHPKNabmeNxgVCEXSeogyzniwGkbUpMJ4yagE
同時也有1部Youtube影片,追蹤數超過18萬的網紅公視新聞網,也在其Youtube影片中提到,量子科技是全球科研的新興領域,主要包含量子電腦和量子運算等技術研發在內,對於資安、金融和國防等領域,有重要影響力。目前國際科技大廠IBM、Google等公司都相繼投入其中,而台灣也不例外,成大團隊最新研究,把「石墨烯」材料轉變成具備量子特性的電子元件,可望成為量子傳輸和相關科研領域的新助力。 詳細...
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量子計算對新一代物流管理的衝擊
文章來源:文/編輯部特約撰稿人
本文作者是編輯部特約撰稿人,隱姓埋名高深莫測,是台灣武功高強的獨行俠,曾職於國際快遞公司,擔任供應鏈分析與管理工作。經歷於各大物流企業與貨主企業,吸收各大門派功夫,並將其融會貫通,自創一派,爾後擔任各大企業供應鏈物流顧問工作,對台灣物流發展有獨特的眼光,總是能夠洞燭機先,布局未來。近年來,在研究與實踐中,不斷提出科技趨勢與產業創新發展策略,希望能為台灣供應鏈產業注入活水。(編輯部)
量子計算(Quantum Computing)是最早的理論基礎源自1969年,1980年代還處於理論探索的時代,2011年加拿大D-Wave公司推出全球第一套號稱商用量子電腦,但是到目前為止,世界各國所提出的量子電腦嚴格來說都只能做特定的計算,離真正的泛用型商業化(例如如預測氣候變遷、藥物最佳成分組合、材料配方最佳組合…等)仍有一段距離,不過猶如當年萊特兄弟首次飛行12秒,開創了人類商用飛行的序幕;量子計算再過幾年將會有更成熟的技術,對於物流界而言,量子計算應用於日益複雜的物流系統是可期待的。
關於量子計算的相關概念,目前已有許多其他文章有專文介紹,本篇不會再贅述這些基礎知識。對我們而言,我們可以這麼理解:假設有一台新的電腦,其運算速度是目前電腦的幾百萬倍,物流業可用這樣的電腦資源做那些改善?
演算法與資料傳輸的重要性
量子計算打開了物流中心與供應鏈系統「最佳化」的一扇窗,但是要能有效利用量子計算,關鍵還是相關數據的即時回報,以及演算法的設計。
物流的實務應用中,最著名的就是旅行推銷員(Traveling Salesman Problem)問題,也就是一個城市假設共有n個點需要去取件,從物流中心出發,我們希望每個點都只拜訪一次,最後再返回物流中心,要怎麼走可使總路徑最短。
假設拜訪點共有25個,就會有25X24X23…X2X1=25!(第一個點有25個選擇、第二個點有24個選擇…依此類推),這個值大概是「1.55X1025」。要在這麼多排列組合中找到最佳路線,假設電腦每一秒可計算「1013」個路線(每秒計算一兆次,已經是超級電腦等級),也需要「1.55X1012」秒,而一年有 3.1536X107秒,大約需要「5X104」年才能算完,就算是祖孫三代都不停歇,也無法完成此計算。
然而實務上的問題不光是如此:每台貨運車輛在都會間的最後一哩配送,每天至少都是20~40個點,而且以往 我們的運具種類少,因此在做路線最佳化時,大概只需考慮最佳路線這件事;現在(甚至以後),貨運運具種類越來越多,除了無人機、無人車,還有人類駕駛員的電動小車、甚至派送員騎的機車、自行車。
也就是說,如果有n個物流配送點,每個配送點可選擇m種運具,光是運具的排列組合就有「m x m x m .…= m2」種,再考慮最佳的路線求總運輸成本最低,而且這個計算尚未考量各運具所在道路的車流狀況,有時候算出的最短路徑說不定剛好就是塞車的路徑。
在演算法設計上,就好像要計算1+2+3…100的累加,我們可以很直覺利用一個100次的循環,每次把數字依序加入,最後得到結果;也可以利用「(100(100+1))/2」這個公式直接算出來;要計算哪條路徑最短,我們可以使用暴力破解(brute force)方式,先窮舉所有可能的路徑,逐一計算其運輸成本,全部算完後再決定最佳路徑,也可透過啟發式演算法,找到「近似最佳」的路徑。
演算法好壞有著天壤之別,如果使用較差的演算法,或許透過量子電腦可算出最佳解,但是需要耗用較多時間,這些計算時間都代表成本,如果要花很多錢計算去找出最佳解,反而減損了最佳解所帶來的實際效益,因此好的演算法才是最佳化的硬道理。
而在資料的即時回報上,這也是量子計算過程中需要管理者多關注的議題,因為屆時「計算力」已不是問題,問題是我們是否即時餵給中央系統正確的資料!
例如物流中心目前正在路上的各種運具,每分鐘需回報一次自己所在位置與狀態(包括車輛剩餘的油量、電量、目前載重),以及系統對於目前各運具所在位置與道路擁擠狀況,因此這些車輛上必須有相關的IOT設備,將訊息自動回報給物流中心後,物流中心彙整再批次送上雲端交給量子電腦計算。
可想見,我們所謂的即時,最多只能以「一分鐘」為單位,因為如果上傳的是五分鐘、十分鐘前的數據給中央系統,算出來也是五分鐘、十分鐘以前「應該」的最佳化狀態,拿五分鐘前的最佳化狀態指令作為物流資源的調度,恐怕會拉大實際運作的差距。
就拿「十分鐘」來說,十分鐘對一個物流系統而言,已經有很多事又變化,例如原本客人的訂單可能被取消、更改配送地點、緊急訂單加入、或是又有100個新的消費者下單…,而量子計算對於這類多變的動態環境,有機會把「物流最佳化」這件事真的做出來。先決條件就是,是否真的有即時把資料餵給系統。
資料來源:https://www.logisticnet.com.tw/publicationArticle.asp?id=1065
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【BBC中文網】芯片之戰:堪比「太空技術大戰」的科技競爭關鍵點是什麼?
芯片(晶片)是當下這個時代許多重要科技產品的核心。沒有芯片,世界各地的汽車廠就將停產。 現在,製造芯片的技術被美國視為與中國進行貿易戰的關鍵武器。
在芯片技術的競逐上,哪方能贏得這場人工智能競賽,決定在誰能製造出最先進的芯片。
當前芯片短缺的原因
從美國的福特和通用汽車,英國的本田車廠再到中國的電動汽車製造商蔚來(Nio),這些大廠都因為汽車芯片短缺,不得不削減汽車產量。
到底發生了什麼導致這種後果?
也許新冠大流行是罪魁禍首,它讓我們之前關於於芯片生產的所有預測顯得過時了。
首先,對小裝置小設備的需求出現暴增。以前需要好幾年才會進化的數字化轉變,現在幾個星期內就發生了。
全球半導體協會(World Semiconductor Association)執行長謝爾頓(Jodi Shelton)告訴BBC:「多年來,我們一直在討論如何運用5G,網路和雲端在家工作。現在突然變成了現實。」
因為新冠疫情,汽車銷量下滑,汽車業高層取消了汽車芯片訂單。但是,隨後意外的銷售反彈讓車廠以及芯片商措手不及。
謝爾頓稱,那些以及時化供應鏈方式製造汽車的廠商,與半導體芯片廠商因此就有了矛盾。因為芯片生產,不是像打開或關閉水龍頭那樣簡單。
「他們(車廠)將不得不了解,那樣並非芯片的生產模式。芯片不是能馬上就有的現成產品。」
誰在製造最好的芯片?
芯片短缺也使得一件事變得很清楚:世上不再只有一種芯片產品。
因為,隨著需求改變,半導體行業也有了變化。
過去數十年來,英特爾憑借銷售口號『Intel Inside』成為許多人心中唯一的芯片製造商。
但是,情況不再如此。
研究公司「自由移動電台」(Free Mobile Radio)的分析師理查·溫沙(Richard Windsor)說,芯片世界已經改變了。
他概述了兩種趨勢:使用芯片進行數據存儲,以及圖形芯片(GPU)的重要性日益升高,這不僅讓線上游戲栩栩如生,而且在人工智能應用中也至關重要。
溫沙指出了這個行業中的新超級巨擘,尤其是台灣公司台積電(TSMC)。
他解釋說:「在目前的時間點,台積電是全球排名第一的高端矽芯片製造商。」
建立芯片廠,或眾所周知的芯片代工廠(foundries)是一項非常昂貴的生意。溫沙告訴BBC,用最先進的設備,去開一家的新的芯片代工廠可能要花上250億美元。
製造芯片的機器又是哪裏來的呢?
他又提到一家叫艾司摩爾(ASML)的公司。這是全球首屈一指的芯片光刻機製造商,其產品能像印刷機一樣製造出芯片。
BBC去年就曾經報導過這家「相對默默無聞的荷蘭公司」。
儘管並非家喻戶曉,但該公司市值卻高達1840億歐元(約合2200億美元)。
而且,艾司摩爾對自己所屬的角色十分滿意,還將這段話打印在員工的衣服上——該公司的研發副總班斯左(Jos Benschop)說:「我們製造了木匠用來建造你的房屋所需的工具。」
他又解釋了台積電(TSMC),英特爾(Intel)和三星(Samsung)之類的公司如何需要他們生產的設備。該公司於1984年成立時,在芯片光刻(lithography)市場上有10家大型公司。現在,全球僅剩一個。
「隨著相關技術的掌握越來越難,所需的投資也越來越大,那麼優勝劣汰就開始了。越來越少的公司能夠跟上。」他解釋。
但是,這也意味著艾司摩爾陷入了美中貿易戰。
之前特朗普曾對荷蘭政府施加壓力,要求艾司摩爾停止向中國客戶出售技術。這也似乎奏效了,相關設備被運送到中國的時間延遲了。
美中貿易戰
隨著美中兩國陷入人工智能領域的龐大爭奪戰,如何獲得或構建最新AI芯片,成為了關鍵武器。
曾經擔任美國前總統小布什( George W. Bush)顧問的瑪格倫(Pippa Malmgren)博士向BBC分析,芯片的賭注與另一場技術大戰「太空競賽」中的賭注一樣高。
「在地緣政治上,新的太空競賽在於提高電腦計算能力。也就是說,誰能搜集到最多的數據,並以最快的速度處理這些數據。這便是為何中美雙方,或者歐盟都在量子技術上大量投入。而電腦,或者說能處理數據速度極快的超級電腦,這些設備都需要芯片。」她解釋說。
台積電(TSMC)總部的所在地台灣,處於這場科技大戰中的前線。鑒於台灣一直有徹底獨立的想法,因此你可能會認為台灣會做任何美國想做的事情。
但是瑪格倫博士警告說,事情並非如此簡單:「中國有巨額投資在台灣。」
「我認為,若你要問台灣經濟能否與中國脫鉤,那麼我的答案是這將是十分困難的。」
摩爾定律還有效嗎?
自1960年代以來,芯片行業一直受摩爾定律的支配。該定律預測,因為技術發展,芯片上能置入的晶體管(transistors)數量,每兩年將翻一倍。
但是,鑒於晶體管現在越做越小,我們可以期望這種模式繼續下去嗎?
我問了威爾遜(Sophie Wilson),1980年代,她在當今世上最受歡迎的芯片Arm設計過程中扮演了關鍵角色。她說摩爾定律中仍可能延續下去,因為半導體行業一直在尋找新方法,將更多的東西塞入更小的空間。
她解釋:「我們已多次抵達路的盡頭。但每次到了盡頭,都會有另外的路出現。」
未來的出路可能是在3D。
「在接下來的幾年中,你將看會到來自3D技術的產品。借著讓越來越多的矽堆疊在一起,我們能夠加大既有的密度空間。矽層十分之薄,所以能將它們疊在一起。」威爾遜說。
此外,別指望中國會退出這場競賽。
由於無法獲得當前最新的芯片設備,中國將繼續投入巨資,研究新方法期望在下一個芯片時代超越美國。
#科技 #國際 #政治 #貿易
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量子科技是全球科研的新興領域,主要包含量子電腦和量子運算等技術研發在內,對於資安、金融和國防等領域,有重要影響力。目前國際科技大廠IBM、Google等公司都相繼投入其中,而台灣也不例外,成大團隊最新研究,把「石墨烯」材料轉變成具備量子特性的電子元件,可望成為量子傳輸和相關科研領域的新助力。
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