Нейрочип НТЦ «Модуль»: российская архитектура, которая пережила три десятилетия
Пока одни компании только анонсируют ИИ-ускорители, московский НТЦ «Модуль» уже серийно выпускает нейрочипы и поставляет их в промышленные проекты. Разбираемся, что стоит за архитектурой NeuroMatrix и почему она оказалась востребована спустя годы после своего появления.
Московский научно-технический центр «Модуль» с 1992 года занимается разработкой процессоров для матричных вычислений, а с 1998 года — нейропроцессоров. Компания пережила несколько волн интереса к искусственному интеллекту и сейчас предлагает линейку чипов, которые находят применение в реальных проектах. В отличие от многих громких анонсов последних лет, продукция «Модуля» — это не прототипы и не чертежи, а серийные изделия, доступные для покупки и интеграции. История компании началась в трудные для российской науки времена: в 1992 году группа инженеров зарегистрировала НТЦ «Модуль» и занялась необычным для того времени делом — процессорами для матричных вычислений. Они поставили на идею, опередившую индустрию: не гнаться за универсальным процессором, а построить железо, у которого разрядность операндов перестраивается на лету — хоть по битам, хоть полными словами. В 1998 году, в год дефолта, они запатентовали и собрали первый российский нейропроцессор — по оценке TAdviser, один из первых в мире 64-разрядных сигнальных процессоров. Через год NM6403 уже делали серийно — Samsung по 0,5-микронному техпроцессу, а ядро лицензировала Fujitsu: российская процессорная архитектура уехала в Японию, случай редкий.
Ключевые цифры выглядят так: флагманский чип NM6408 выполнен по 28-нм техпроцессу, содержит 21 ядро и выпускается серийно с 2019 года. На его основе созданы три формата устройств: NM Card в виде карты расширения PCIe с одним чипом (16 нейроядер, 5 ГБ памяти, энергопотребление 10,5 Вт), NM Quad — серверная плата с четырьмя чипами (64 нейроядра, 20 ГБ памяти, 2 TFLOPS в FP32, до 80 Вт) и NM Stick — компактный вычислитель размером с USB-флешку (87 на 34 миллиметра, меньше ста граммов). Все устройства работают под управлением единого программного стека NMDL, а в рабочей станции NM Desktop карты могут соседствовать с процессорами «Эльбрус». По заявлению производителя, такое решение не содержит импортных компонентов. Техническая особенность архитектуры NeuroMatrix — перестраиваемая разрядность операндов, что позволяет эффективно работать с матричными операциями. Чип разделён на четыре независимых вычислительных кластера, которые можно объединять для решения одной задачи или распределять между разными моделями. Именно эта возможность сыграла ключевую роль в проекте РЖД, где потребовалось заменить ушедшие с рынка ускорители NVIDIA Jetson Nano. Первоначально производительность NM Mezzo mini оказалась в пять раз ниже из-за отсутствия поддержки FP16 и TensorRT, а детектор YOLOv4 не запустился вовсе. После переобучения на YOLOv5 и распараллеливания четырёх кластеров удалось достичь 30 кадров в секунду при разрешении 320×320, что втрое превысило исходный результат.
Контекст рынка: в 2025–2026 годах о собственных ИИ-чипах заявили несколько российских игроков, но большинство проектов находятся на стадии планов или прототипов. Нейроморфный процессор «Алтай-3» поддерживается Лабораторией Касперского и Курчатовским институтом, опытная партия ожидается в начале 2026 года, серийное производство — в 2027-м. Фотонный чип Сбера, показанный на ПМЭФ в июне 2026 года, выполняет миллиард операций матричного умножения в секунду, что на порядки меньше возможностей современных GPU. Тензорный чиплет ФПИ зарегистрирован в Роспатенте как топология 28-нм кристалла, но, по признанию разработчиков, это лишь чертёж, а серийный выпуск по такой технологии в России ожидается не ранее 2027 года. «Байкал Электроникс» и Яндекс также заявили о работах над ИИ-ускорителями, но конкретных продуктов пока нет. На этом фоне «Модуль» остаётся единственным производителем, который уже поставляет кремний для промышленных систем. Показательно, что в 1999 году ядро NM6403 лицензировала Fujitsu — редкий случай экспорта российской процессорной архитектуры. Затем наступили годы, когда о нейросетях в России не говорил никто и слово «нейрочип» не значило ничего. «Модуль» линию не бросил: архитектура жила на двух ногах — нейроматричное ядро ждало своего часа, а классическая обработка сигналов кормила компанию: радары, изображения, бортовая электроника для авиации и космоса. Модель шла за моделью, четвёртое поколение ядер сменило третье, и в 2019-м вышел флагман NM6408. Когда в 2023-м «нейрочип» стал модным словом, у «Модуля» оно в документах встречалось уже четверть века.
Для российского рынка значение «Модуля» выходит за рамки одного продукта. Компания предлагает готовую экосистему, включающую не только чипы, но и программное обеспечение, и примеры внедрения. В условиях санкционных ограничений и ухода западных вендоров это создаёт альтернативу китайским ускорителям Huawei Ascend, которые сейчас тестируют Сбер, Т-Банк и МТС. Однако по удельной производительности NM6408 уступает современным зарубежным решениям: если Jetson Orin Nano декларирует 20–40 TOPS INT8, то для «Модуля» публичных данных в INT8 нет, а 512 Гфлопс FP32 не позволяют напрямую сравнивать эти устройства. С Ascend 310 ситуация аналогична: 16 TOPS INT8 при восьми ваттах — считать, кто «эффективнее», не с чем. То есть картина такая: NM6408 — ровно то, что написано в его даташите. Класс встраиваемого ИИ образца 2019 года, доведённый до стабильного серийного выпуска. Тем не менее, архитектура доказала свою жизнеспособность в задачах компьютерного зрения и обработки сигналов.
Сравнение с альтернативами показывает, что «Модуль» занимает нишу встраиваемых вычислений, где важны надёжность и совместимость с отечественным ПО. Появление новых игроков, таких как «Алтай-3» или фотонный чип Сбера, в перспективе может усилить конкуренцию, но пока их решения далеки от серийного производства. Открытым остаётся вопрос о масштабировании производства: 28-нм техпроцесс, на котором выпускается NM6408, в России пока не освоен, и чипы, вероятно, производятся за рубежом. Это создаёт риски для стабильности поставок. Дальнейшее развитие «Модуля» будет зависеть от того, сможет ли компания перейти на более современные техпроцессы и расширить поддержку популярных фреймворков, таких как PyTorch и TensorFlow, чтобы упростить миграцию для разработчиков. Пока же её продукция остаётся востребованной в узких сегментах, где требуется надёжное и проверенное решение. Вопрос о том, сумеет ли «Модуль» сохранить позиции при появлении серийных конкурентов, остаётся открытым.
Таким образом, НТЦ «Модуль» прошёл путь от пионера российских нейропроцессоров до единственного серийного поставщика кремния для ИИ в стране. Его архитектура NeuroMatrix, пережив три десятилетия, доказала свою жизнеспособность в промышленных проектах, таких как замена ускорителей NVIDIA в РЖД. Однако технологическое отставание по техпроцессу и удельной производительности создаёт вызовы на фоне новых игроков. Ближайшие годы покажут, сможет ли компания адаптироваться к меняющемуся рынку и сохранить свою нишу.