На передовой прогресса
Как 30-летний учёный из Казахстана помогает AMD стать лидером в производстве процессоров
Еще 15 лет назад никто и представить не мог, что смартфоны смогут монтировать и рендерить большие видео, однако сегодня это обыденность. На мировом рынке разработки процессоров конкуренция усиливается — компании борются за потребителей, ниши и кадры, а то и вовсе поглощают друг друга. Корпорация Intel, пока еще крупнейший в мире производитель процессоров с архитектурой х86 (по данным Statista, компания обладает 63,5 % доли рынка в III квартале 2024 года) может стать собственностью компании Qualcomm — одного из крупнейших разработчиков ARM-процессоров. И доля Intel в мировом производстве процессоров постепенно падает, в том числе из-за натиска AMD.
Этим летом участник рейтинга «30 до 30» 30-летний ученый Расул Байрамкулов присоединился к американскому производителю процессоров AMD, чтобы помочь компании автоматизировать процессы производства, а также сделать микросхемы более мощными, оперативными, компактными и энергоэффективными. Фактически казахстанец работает на передовой мирового прогресса, в одной из наиболее сложных областей науки — компьютерной инженерии. Ученый верит, что в скором будущем компания выбьется в лидеры. Но как тяга к физике и математике привела Расула к мировому признанию?
Наэлектризованный талант
Мы связываемся с Расулом по видеозвонку: в Казахстан в последнее время он приезжает не так часто. Сейчас он живет в американском Остине, штат Техас. Через несколько секунд становится понятно, что общаешься с человеком, который вырос в академической среде, — манера речи, заинтересованный взгляд, характерная жестикуляция.
Родился наш собеседник в Караганде в семье инженеров. Отец работал авиационным инженером при Министерстве обороны РК, а мама — инженером-электриком в аэропорту Караганды. «Отец обслуживал советские самолеты типа Ту-154, Ту-134. Когда в Караганде началось образование новой авиационной военной эскадрильи, его туда пригласили, он стал главным экспертом по двигателям, потом переквалифицировался уже на военные самолеты — Су-27, МиГ-31. В детстве папа часто брал меня на работу. Представляете, какие были у меня ощущения, когда мне удалось посидеть в кабине и даже пару раз оказаться на крыле военного самолета?!» — с восторгом рассказывает Расул. Несмотря на яркие впечатления, юноша не мечтал о том, чтобы пойти по стопам отца или стать пилотом. Грезил только об ослепительной карьере ученого. Да и интерес к математике, физике и химии в школе начал усиливаться.
Отучившись девять классов в обычной средней школе в Караганде, он поступил в местный технический лицей. После окончания этого учебного заведения в 2011 году будущий ученый поступил в Назарбаев Университет на специальность «электрическая инженерия и электротехника». Расул вспоминает, что первое время в стенах университета у него не было четкого понимания того, чем он собирается заниматься в жизни и какую именно специализацию внутри инженерии ему нужно выбрать. Он пробовал себя в репетиторстве, хотел открыть какой-нибудь бизнес, вызывался участвовать в выборах президента New Engineering Society и даже победил в них. Но ничего не приносило удовольствия. До тех пор, пока на третьем курсе он не пошел на занятия по аналоговой электронике к профессору Алексу Рудерману. «Там-то я начал активничать. Первым решал все задачи. Однажды он мне отправил письмо на почту с предложением попробовать нечто более серьезное и сложное — поработать над проблемой конвекторов. Вместе мы пытались решить, как преобразовать высокое напряжение в низкое с минимальными потерями — это также одна из главных задач и при производстве чипов. Например, есть трансформаторы, которые могут занимать целую комнату. Задача нашего исследования — сделать этот трансформатор размером с небольшую коробочку», — объясняет он.
Талант студента был очевиден преподавателям его кафедры, и они, как и профессор Рудерман, настоятельно рекомендовали ему продолжить академическую карьеру и получить научную степень. Расул отправил заявку и эссе в разные университеты по всему миру, приложил все свои публикации и награды за время учебы в НУ и получил ответы из вузов Британии, Саудовской Аравии, Сингапура и США. Одним из откликнувшихся вузов был Университет Рочестера в Нью-Йорке. Рочестерский университет заинтересовался спецификой исследований Байрамкулова, им как раз нужен был исследователь, занимающийся высоковольтным напряжением. «В общем всё сошлось. Их лаборатория как раз получила большой грант от National Science Foundation в Америке от компании Qualcomm. Насколько я знаю, тогда еще были гранты от Google, Cisco. И нужен был кто-то, кто сможет показать хорошие результаты в этом направлении. Конкуренция была большая, но выбрали меня», — с гордостью подчеркивает он.
Чипы, микросхемы и напряжение
В 2015 году Расул женился, через год у пары родилась дочь. В том же 2016 году он перевез семью в Нью-Йорк и начал обучение в докторантуре Университета Рочестера по направлению «электротехника». Вуз выделил студенту стипендию и полностью покрыл стоимость обучения. Денег, говорит он, на жизнь хватало. «Единственное, помню просил денег у родителей на билеты до США», — смеется он. Однако заниматься собственным исследованием Расулу сразу не разрешили. «Профессор Эби Фридман сказал, что мне потребуется год самостоятельной подготовки — для посещения новых курсов, получения разного набора знаний. Проще говоря, мне дали понять, что я должен сначала показать себя и только потом мне доверят исследовательскую работу», — уточнил он. В мае 2017 года Расул сдал все экзамены, завершил годовые курсы и вернулся к своему профессору. Тот сказал готовиться, поскольку через две недели предстояла встреча с экспертами из Qualcomm.
«Когда-то мне казалось, что встретиться с лучшими умами человечества — что-то недосягаемое для меня. Но я и сам к тому моменту уже достаточно знал не только в электрической инженерии, но и в компьютерной архитектуре, оптоэлектронике, аналоговой электронике и беспроводных коммуникациях», — искренен он. Диалог с экспертами сложился, Расул получил приглашение на стажировку от техногиганта, в ходе которой помогал разрабатывать новые технологии для процессоров.
Получение докторской степени заняло у Расула пять лет. Во время докторантуры в США, помимо стажировки и лабораторной работы, в течение пяти лет он также преподавал американским студентам принципы создания микросхем и выступал на международных конференциях. В 2021 году он выступил на конференции в Сан-Франциско. Тогда на его презентацию пришел профессор Джованни Ди Микелли из университета в Швейцарии. «Простыми словами, я презентовал там свои идеи того, как доставить энергию чипу и как заставить все транзисторы работать синхронно или несинхронно, — рассказывает Расул. — После выступления он сказал, что моя работа очень хорошая, и предложил присоединиться к его команде в Швейцарии».
И вот, уже имея научную степень, Расул выбирал из двух предложений о продолжении карьеры — заняться научными разработками в швейцарской Федеральной политехнической школе Лозанны либо уйти инженером-исследователем в Qualcomm и переехать в Сан-Диего. Он выбрал первый вариант. «Всегда хотел увидеть новую страну, тем более Швейцарию», — улыбается он.
Перед переездом Расул успел написать книгу Graphs in VLSI, она была издана Springer (международное издательство, специализирующееся на публикации академических журналов и книг по естественно-научным направлениям) по всему миру с электронным тиражом около 6000 копий, где описаны алгоритмы теории графов для создания микросхем. «Со спокойной душой и закрытыми гештальтами я перебрался в Европу», — добавил собеседник.
Из Лозанны в AMD
Лаборатория швейцарского университета, где трудился Байрамкулов, получила финансирование от компании Synopsis. Это крупнейший разработчик софта для проектирования электроники и чип-дизайна таких техногигантов, как Google, Apple, Microsoft, Nvidia, Qualcomm. Тема автоматизации, объясняет Расул, тревожит сегодня всех мировых производителей чипов. «Автоматизация применима к энергии и синхронизации. В Швейцарии я приступил к исследованию — это было неким синтезом логики и криогенной электроники. Количество транзисторов на чипах огромное. Вручную их устанавливать невозможно стало еще в 70-х годах прошлого века. Моей задачей было решить, как можно автоматизировать процесс установки транзисторов на чипах таким образом, чтобы чип работал лучше, эффективнее и потреблял меньше энергии», — пытается объяснить простыми словами Расул. Результатом его работы в Швейцарии стало исследование в области сверхпроводимой электроники, его выводы привели к тому, что сегодня компьютеры можно сделать в 10 раз быстрее и в 100 раз экологичнее. Исследование в 2023 году получило признание 77 судей из 24 стран на престижной международной конференции по микросхемам VLSI-SoC 2023 в Дубае. А его статья вошла в топ-15 из 500 статей на конференции ASP-DAC 2024 в Южной Корее.
Признание в научных кругах, выросший авторитет и яркие заголовки исследований просто не могли остаться вне поля зрения крупнейших компаний. И в начале лета этого года с Расулом связались из AMD. По состоянию на сентябрь 2024 года рыночная капитализация одного из лидеров в производстве процессоров составляет $252,4 млрд. Это делает AMD 39-й в списке самых дорогих компаний в мире по рыночной капитализации. «Их поразили мои публикации, и они предложили мне должность инженера в отдел оптимизации. Попросили меня заняться автоматизацией сложных процессов», — уточняет он. В июле 2024 года Расул приступил к этой работе. Основная его деятельность заключается в том, чтобы писать софт для автоматизации производства чипов. «Сама компания в США не производит чипов. Она создает их прототипы, получает финальный дизайн и отправляет в Тайвань на массовое производство», — продолжает Байрамкулов.
Сегодня он работает в головном офисе и почти каждый день может встретиться с Лизой Су, СЕО AMD, например, где-нибудь в столовой. «Поражает, что-то, что ты создаешь, непременно будут использовать миллионы, если не миллиарды людей. Моя цель — помочь компании AMD стать лидером не только в обычных процессорах, но и во всей линейке продуктов: в акселераторах, графических и AI-ускорителях и так далее, становясь таким образом лидером всего рынка. И в целом создать такой продукт внутри компании, который бы очень ускорял и повышал качество работы. Сейчас, например, я применяю знания, которые использовал во время докторантуры в своей работе. Было бы прекрасно, если получится зарегистрировать еще несколько патентов», — делится он амбициозными планами.
Себя Расул считает больше изобретателем и художником, нежели солдатом-инженером, который выполняет сформированные указания и задачи. «Здесь мне дают свободу», — отмечает он. Ежедневно ранним утром Расул приезжает в офис, там им выдают персонализированные компьютеры, у всех свои рабочие места — никаких носителей из офиса выносить нельзя. Каждая деталь о новинках разработки компании — настоящий секрет. «Есть тренинги по безопасности, всё очень серьезно. Ведь это история не только про технологии, но и в целом про мировую экономическую гонку, про влияние, про расклад сил на мировой карте. Весь мой бэкграунд проверялся перед наймом на правительственном уровне. Может, и спецслужбы изучали мою скромную персону», — смеется ученый.
«Чем бы я занялся, если бы остался на родине, в Казахстане? Думаю, без дела бы точно не сидел. Понятно, что в плане индустрии чипов ни одна компания мне ничего не сможет предложить. Но как минимум я умею кодить. Смог бы возглавить какой-нибудь IT-отдел, сделал бы даже свою компанию или стал бы профессором в Назарбаев Университете. Пытался бы тут чип-индустрию… «родить», — расплывается в улыбке Расул.
