Экспонента. Как быстрое развитие технологий меняет бизнес, политику и общество - Азим Ажар

мы подбирались к пределам старого метода (размещения большего числа транзисторов на чип), ученые, опираясь на несколько иной подход, предложили новое решение.

Ответ кроется в типе используемых чипов. Исследователи ИИ, такие как Алекс Крижевский, заменили традиционные компьютерные чипы теми, что были разработаны для высококачественной графики для видеоигр. Использовать такие чипы для повседневных вычислений смысла не имеет, но они оказались удивительно пригодными для ИИ. В частности, они хороши в математике. Вычисления, необходимые для создания реалистичных сцен в видеоиграх, требовали множества умножений. Чтобы заставить сложную нейронную сеть работать, нужно было выполнить миллионы, а иногда и миллиарды таких умножений, и графические чипы справлялись с этой задачей.

Когда стало понятно, что рынок таких чипов расширяется, компьютерная индустрия приняла вызов. Разработчикам искусственного интеллекта требовалось больше мощности, и специализированные чипы позволяли этого добиваться. Калифорнийская компания Cerebras и британская Graphcore начали производить чипы, предназначенные для одной-единственной задачи — запускать нейронные сети на высоких скоростях.

Результатом стал продолжающийся экспоненциальный рост вычислительной мощности, только уже без оков закона Мура. Этот закон обусловлен миниатюризацией — как разместить все больше транзисторов на все меньшем пространстве. Но современные чипы ИИ не зависят от борьбы за нанометры. На самом деле некоторые из них состоят из гораздо более крупных компонентов. В традиционном процессоре типа того, который стоит в вашем ноутбуке, компоненты расположены на расстоянии около семи нанометров друг от друга, то есть примерно три тысячи таких компонентов можно разместить на площади среза, равной толщине человеческого волоса. Специализированные чипы ИИ от Graphcore размещены на расстоянии шестнадцати нанометров — около 1300 на аналогичную площадь.

Это означает, что в обозримом будущем вычислительная мощность, похоже, будет расти экспоненциально. А если вдруг наши новые виды чипов в итоге окажутся непригодными для удовлетворения растущих потребностей общества в вычислительной мощности, на очереди совершенно новый подход — «квантовые вычисления»[39]. В классических вычислениях основной единицей информации является бит, двоичная цифра. В квантовых вычислениях такая элементарная единица — квантовый бит (кубит). Квантовые биты используются в математике, лежащей в основе квантовой физики. В отличие от двоичной природы битов, которые должны быть либо 0, либо 1, квантовые биты могут представлять все значения между 0 и 1 одновременно.

Как и специализированные чипы ИИ, квантовые компьютеры не подходят для большинства видов вычислений, но они могут решать жизненно важные проблемы. Например, ученые надеются, что квантовые компьютеры позволят нам создавать азотные удобрения без выброса в атмосферу огромного количества углекислого газа. Все дело в моделировании новых видов молекул, используемых в качестве катализаторов в процессе производства удобрений. Классическим компьютерам для моделирования таких молекул потребовались бы сотни тысяч лет, а квантовый компьютер затратит на это не более одного дня[40].

В одном из экспериментов, о котором сообщалось в октябре 2019 года, прототип квантового компьютера от Google выполнил вычислительный тест за двести секунд. Современный классический суперкомпьютер трудился бы над этим тестом примерно десять тысяч лет. Этот пока еще первобытный квантовый компьютер оказался более чем в миллиард раз быстрее своего классического конкурента.

Другими словами, пока что предсказание Курцвейла сбывается. Даже когда одна технологическая парадигма исчерпывает себя, возникают новые альтернативы, так что, когда мы приближаемся к границам одного подхода, появляется другой. Всякий раз, когда кажется, что какая-то технология достигает предела, изобретатели, чтобы решить проблему, будут использовать новые методы, возможно из смежных отраслей и дисциплин.

Если эта теория верна в целом, она особенно подходит для вычислительной техники. За последние полвека компьютеры — от ZX81 до прототипов квантовых компьютеров Google — становились экспоненциально быстрее. И эта экспоненциальная зависимость не проявляет признаков замедления: пока будут ускоряться компьютеры, будут развиваться новые технологические парадигмы. Как только один подход полностью исчерпывает свой потенциал, другой уже ждет, чтобы подхватить эстафету.

В этом смысле вычислительная техника стала предвестницей экспоненциальной эпохи — первой технологией, продемонстрировавшей такую поразительную скорость изменений. Она показала нам, что происходит, когда технологии ускоряются, становятся лучше и дешевле, создавая целые отрасли промышленности.

Однако компьютеры не единственная экспоненциальная технология. Во многих отраслях технологии совершенствуются со все большей скоростью, принося с собой масштабные изменения. Эклектичное сочетание социальных, экономических и политических сил способствует ускорению развития этих технологий. Далее мы обратимся именно к этому более широкому процессу ускорения и его причинам.

Глава 2. Экспоненциальная эпоха

Я знаю, что окажусь в меньшинстве, если признаюсь, что «Человек с золотым пистолетом» — один из моих любимых фильмов о Бонде[41]. Картонность персонажей фильма может посоперничать только с картонностью его декораций. Но в этом есть своеобразная прелесть. Джеймс Бонд, сыгранный Роджером Муром с характерным для него чувством комического, преследует наемного убийцу Франциско Скарамангу среди прекрасных тропических пейзажей от Макао до Таиланда. Скараманга украл солекс, устройство, способное преобразовывать энергию Солнца в электрическую. Бонду поручено его вернуть. Весь фильм — упражнение в «технофетишизме», символ которого — футуристическая солнечная электростанция на собственном острове Скараманги, где они с Бондом в конце концов разбираются один на один.

Фильм вышел в 1974 году, и в нем отражены тревоги мира, который в тот момент пребывал в беспрецедентном нефтяном кризисе. В октябре 1973 года группа стран — экспортеров нефти Ближнего Востока объявила эмбарго, отказавшись поставлять нефть США и ряду их союзников из-за поддержки ими Израиля в арабо-израильском военном конфликте, получившем название Война Судного дня. За последующие полгода цены на нефть взлетели в три раза. Из-за этого воображение общественности захватили альтернативные формы энергии. Отсюда и солекс.

К сожалению, несмотря на все усилия Бонда, крушившего злодеев и обольщавшего красоток по всему Азиатско-Тихоокеанскому региону, солнечная энергия не могла разрешить нефтяной кризис. Подобно продюсерам фильма, японское и американское правительства, реагируя на растущие цены на нефть и нехватку топлива, усилили исследования в области солнечной энергии. Но в те времена получение любого полезного количества электроэнергии из солнечных лучей было просто слишком дорогим.

В 1975 году кремниевый фотоэлектрический модуль — блестящая отражающая подложка, которая сегодня красуется на солнечных электростанциях по всему миру, — стоил около ста долларов за ватт производимой энергии. При такой цене Солнце оставалось источником энергии для низкоэнергетических забав и правительственных гаджетов и мало еще на что годилось. Спутники оборудовались солнечными батареями, которые были легче химических, с 1958 года[42]. Некоторые наручные часы и калькуляторы были оснащены ими к концу 1970-х. Что же касается более широкого