Владимир Овчинский
Цифровая революция. Преимущества и риски. Искусственный интеллект и интернет всего
Полупроводники – решающий участок противоборства
Как отмечалось выше, главным полем битвы между участниками гонки ИИ является аппаратное оборудование, позволяющее создавать все более производительные компьютеры для последовательных, а в перспективе параллельных вычислений. По состоянию на 2018 год на долю компаний со штаб-квартирами в США приходится почти половина всего мирового производства полупроводников. Также на американские компании совместно с дружественными фирмами из Тайваня, Южной Кореи и Японии приходится более 80 % производства процессоров, видеокарт и т. п., используемых в аппаратной части ИИ.
Как уже отмечалось, информационный суверенитет и лидерство страны предполагает автаркию производства аппаратной части. Однако этого недостаточно. В конечном счете превосходство определяется по завершающему циклу технологии. Применительно к ИИ, это – линии и производства для изготовления оборудования по выпуску полупроводников, процессоров и видеокарт. В настоящее время 90 % производства такого рода оборудования находится в Соединенных Штатах, Японии и Нидерландах. Китай не имеет собственных производств по выпуску оборудования для изготовления чипов, видеокарт и полупроводниковых компонентов ИИ. Комиссия считает важным сохранить эту ситуацию на перспективу.
Именно в этой области Комиссия рекомендует в максимальной степени использовать ограничивающие доступ иностранных государств к тем или иным технологиям законы, нормативные акты и т. п. Дословно: «допуск китайцев и их союзников к подобного рода оборудованию не может быть оправдан никакими коммерческими и исследовательскими аргументами».
Правительству Соединенных Штатов рекомендовано довести до компаний в США и странах-союзниках жесткий и однозначный запрет не только на продажу подобного рода производственной техники, но и проведение совместно с китайцами и их союзниками исследований в этой области. Помимо прочего, этот запрет может иметь и еще один полезный аспект. Страны – союзники Китая, ориентированные на создание собственной аппаратной базы, вполне могут отойти от Поднебесной и перейти в ранг сторонников США, понимая, что без этого им не удастся создать собственную аппаратную базу для ИИ.
Ассоциированные технологии
Ускорение технологической революции, основанной на данных и новых вычислительных методах, в решающей степени зависит от уровня вычислительного и телекоммуникационного оборудования. Определенная сложность состоит в том, что нынешняя технологическая революция базируется на пакете взаимоувязанных, но различных технологий, включая ИИ, сбор больших данных, Интернет вещей, генную инженерию и синтетическую биологию, робототехнику и киборгизацию. Поскольку все технологии взаимодействуют и усиливают друг друга, не представляется возможным, как это случалось в прошлом, перенаправить средства с одних научных направлений на другие.
В настоящее время Комиссия выделила ряд технологических направлений, имеющих важное значение для ИИ. Прежде всего, это относится к сотовым сетям пятого поколения – 5G. Резко увеличивая скорость, объем и надежность, сети 5G в ближайшие три-пять лет станут мировым стандартом в области телекоммуникаций и базисом Интернета всего.
Определенные опасения вызывает тот факт, что, в отличие от полупроводниковой и микропроцессорной промышленности, в сфере 5G в настоящее время первенствует Китай, а его технологические гиганты поставляют оборудование 5G не только китайским союзникам, но и в страны НАТО и даже некоторые города Соединенных Штатов.
Комиссия провела детальные консультации с ведущими университетами и пришла к выводу, что производитель оборудования для 5G может обеспечить встроенные возможности копирования информации, передаваемой по этим сетям и ее передачу производителю оборудования. Тем самым Китай, отставая в программно-аппаратной части, имеет шанс стать гегемоном в телекоммуникациях. Это в свою очередь создает угрозу национальной безопасности всех стран, использующих подобное оборудование.
По мнению Комиссии, правительство Соединенных Штатов должно в данном случае, не считаясь с затратами, срочно создать частно-государственное партнерство по доработке национальных стандартов 5G и обеспечения производства телекоммуникационного оборудования, необходимого для 5G, исключительно американскими компаниями, а также компаниями стран – ближайших союзников США.
Прогресс в области ИИ идет рука об руку с совершенствованием вычислительной техники. В настоящее время из 25 мощнейших суперкомпьютеров 21 работают в Соединенных Штатах. С учетом вводимых в эксплуатацию в I квартале 2020 года новых американских суперкомпьютеров Топ-5 вычислительных систем с супервозможностями будут работать в Америке. Не вполне ясны по состоянию на сегодняшний день перспективы квантовых компьютеров. В то же время Комиссия утверждает, что Америка, по сути, стала монополистом в области разработки, создания и эксплуатации вероятностных компьютеров, сочетающих достоинства обычных и квантовых компьютеров и позволяющих вести вычисления за пределами двоичного кода.
Также по состоянию на начало 2020 год американские исследователи, бесспорно, лидируют в таких областях, как интерфейс мозг-компьютер и использование дополненной реальности для обеспечения полной информационной осведомленности. Особый вопрос – это соединение возможностей ИИ со стремительным развитием биотехнологий. Возможно, это наиболее сложная и важная тема применительно к вопросам национальной безопасности на ближайшие пять лет. Однако Комиссия полагает необходимым создание отдельной консультативно-исследовательской структуры при Конгрессе США по вопросам биотехнологий, синтетической биологии и евгенической генетики.
Представляется, что многие выводы, содержащиеся в докладе Комиссии, имеют принципиальное значение для развития ИИ у нас в стране. На наш взгляд, среди них важнейшим является сбережение кадрового потенциала разработчиков и пользователей ИИ, недопущение их массового оттока в США и другие страны. Фактически, как можно было убедиться выше, объявлена настоящая охота за исследователями ИИ из России, с предоставлением им упрощенного режима получения американского гражданства. А охотиться есть за кем. В Альманахе «Искусственный интеллект», подготовленном Центром искусственного интеллекта МФТИ в июне 2019 года, приводятся следующие данные о наличии исследователей ИИ в ведущих российских научных и учебных заведениях: РАН – 1194 чел., МГУ – 733, Университет ИТМО СПб – 716, СПб ГУ – 544, МФТИ – 377, НИУ ВШЭ – 297, Томский ГУ – 215, Сколтех – 105, Университет Иннополис – 84, а также десятки исследователей по другим вузам и университетам.
Обеспечить этим исследователям надлежащие условия для реализации их проектов у нас в стране – приоритетная задача государственной политики в сфере развития ИИ.
2.4. Доктрина Шмидта
23 февраля 2021 года перед комитетом Сената США по вооруженным силам выступил председатель Комиссии национальной безопасности по искусственному интеллекту (NSCAI) и Совета по оборонным инновациям (DIB) доктор Эрик Шмидт (бывший председатель совета директоров Google). Он остановился на проблемах, которые имеют исключительно важное значение и для развития научно-технологического потенциала России.
Глобальное технологическое лидерство и национальная безопасность
Укрепление глобального лидерства США в области технологий является по Шмидту императивом, как экономики, так и национальной безопасности. Инновации – это основа экономики и источник военного преимущества США.
Шмидт убежден, что американский национальный кризис, с которым нужно бороться прямо сейчас, – это угроза китайского лидерства в ключевых технологических областях. Он согласен с тезисом Байдена в Мюнхенском выступлении (2021 года): Соединенные Штаты находятся в «долгосрочном стратегическом соревновании с Китаем». Китай, по оценкам Шмидта, стремится к технологическому лидерству за счет стратегических инвестиций в широкий спектр важнейших технологических областей, в том числе в рамках инициативы Made in China 2025.
Искусственный Интеллект является стержнем этой широкой технологической конкуренции. Он будет использоваться для развития всех аспектов национального могущества – от здравоохранения до производства продуктов питания и экологической устойчивости. Успешное внедрение ИИ в смежных областях и технологиях будет стимулировать экономику, формировать общества и определять, какие государства будут оказывать влияние и обладать властью в мире.
Во многих странах есть национальные стратегии ИИ. Но только США и Китай, по мнению Шмидта, обладают ресурсами, коммерческой мощью, кадровым резервом и инновационной экосистемой, чтобы стать мировым лидером в области ИИ. В некоторых областях исследований Китай находится вровень с США, а в некоторых он уже более продвинут. В течение следующего десятилетия Китай может превзойти Соединенные Штаты как мировую сверхдержаву в области ИИ в целом.
Помимо ИИ, Китай стремится стать мировым лидером в области квантовых вычислений, сетей пятого поколения (5G), синтетической биотехнологии, а также в некоторых других. Пекин рассматривает свои национальные стратегии в этих областях как взаимодополняющие и взаимоусиливающие. КПК ясно дала понять, какие технологии она считает высшими национальными приоритетами. В каждой из этих областей Китай стремится соответствовать или превзойти работу американских учёных.
По мнению Шмидта, если Китай возьмет на себя инициативу, преимущества первопроходца в разработке и внедрении новых технологий, то это затруднит США возможность наверстать упущенное. В критически важных секторах с сильными сетевыми эффектами, таких как телекоммуникации, принцип «победитель получает все» повышает ставки быстрого развития ведущих технологических платформ.
Шмидт призвал правительство США разработать единую стратегию для продвижения и защиты технологий, которая будет поддерживать национальную конкурентоспособность в середине XXI века.
Подход Белого дома к национальной конкурентоспособности в критических технологиях
Согласно выводам Шмидта, Соединенным Штатам нужен комплексный подход к федеральным инвестициям и политике в целом в отношении ряда новых технологий. Комплексная национальная стратегия должна устанавливать и укреплять приоритеты и согласовывать бюджетные компромиссы. Стратегией должен руководить Белый дом.
Шмидт поддержал рекомендацию Комиссии по искусственному интеллекту о создании нового Совета по конкурентоспособности технологий под руководством Белого дома. Оно должно проходить под руководством вице-президента и под контролем старшего координатора Белого дома, чтобы гарантировать, что у президента будет организация, способная к разработке, реализации и финансированию реальной национальной технологической стратегии.
Национальная стратегия, по мнению Шмидта, должна быть сосредоточена на фундаментальных технологиях, оказывающих широкое влияние на национальную конкурентоспособность и безопасность. В короткий список приоритетов следует включить искусственный интеллект, 5G, микроэлектронику, биотехнологии и квантовые вычисления. Важность этих областей широко признана. В приоритетный список также должны быть включены передовое производство (которое охватывает как производство, так и сельское хозяйство), а также инфраструктура, дополненная машинным интеллектом (всё – от дорог до мостов, от трубопроводов до электрических сетей).
Передовое производство, согласно доктрине Шмидта, необходимо для того, чтобы страна могла производить товары, в которых она нуждается, в условиях нарушений в цепочках поставок в результате стихийных бедствий, эпидемий и т. д. Это позволит совершить большой шаг вперед за счет повышения эффективности и оптимизации энергопотребления при одновременном сокращении истощающихся запасов товаров.
«Способность производить высокотехнологичные товары внутри страны имеет решающее значение для национальной безопасности, как аспект поддержания доступа к готовой продукции, так и в качестве движущей силы инноваций. Соединенные Штаты должны стремиться к самообеспечению в тех отраслях, которые имеют решающее значение для национальной безопасности или которые требуют слишком много времени для восстановления в случае затяжного конфликта».
Новая инфраструктура имеет важное значение для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (Шмидт ссылается на замороженные поставки газа в Техасе и лесные пожары в Калифорнии), позволяет выбирать между различными видами логистики (поезда или грузовики против трубопроводов), а также сокращать вредное воздействие на окружающую среду.
Имеющаяся инфраструктура Соединенных Штатов остается в значительной степени не работающей: ни один город США не входит в десятку лучших в мире по подключенности умных городов, и только один входит в топ-30.
Более агрессивная роль правительства
Сегодня, по мнению Шмидта, существует фундаментальная разница в подходах к инновациям между США и Китаем.
В Америке технологические фирмы не являются инструментами государственной власти и лишь соревнуются за долю на рынке. Большинство технологических достижений в Соединенных Штатах обеспечивается частным сектором и университетами.
Шмидт полагает, что США не должны терять культуру инноваций, восходящую снизу вверх и пронизанную менталитетом «гаражных стартапов». Однако, Шмидт – реалист, он полагает, что сохранение прошлого не является выигрышной стратегией: «Нельзя ожидать, что крупные технологические компании будут конкурировать с ресурсами Китая или делать крупные общенациональные инвестиции, которые потребуются Соединенным Штатам, чтобы быть впереди. Нам понадобится гибридный подход, который более тесно увяжет усилия правительства и частного сектора для достижения победы».
Частный сектор, по мнению Шмидта, – великая сила Америки. Небольшие частные компании развиваются быстрее и захватывают большую долю глобального рынка, чем это может сделать правительство. Однако он полагает, что, учитывая меняющийся ландшафт, правительство США должно принять практические меры к повышению конкурентоспособности национальных технологий. Поощрение разнообразной и устойчивой экосистемы исследований и разработок (НИОКР) и содействие коммерческому сектору является обязанностью правительства. Расширение кадровых ресурсов, более быстрое реформирование иммиграционных и визовых органов для привлечения лучших мировых специалистов и улучшения системы образования – все это варианты государственной политики. Защита критически важной интеллектуальной собственности и предотвращение систематической кампании незаконной передачи знаний, проводимой конкурентами, является обязанностью правительства. Защита передовых технологий и повышение устойчивости цепочек поставок требует законодательства и федеральных стимулов.
Демократизация исследований искусственного интеллекта: национальный исследовательский ресурс
Лишь у нескольких крупных компаний и могущественных государств будут ресурсы, чтобы сделать самые большие прорывы в области ИИ. Несмотря на распространение инструментов с открытым исходным кодом, потребности в вычислительных мощностях и массивах данных для улучшения алгоритмов стремительно растут. «Правительство должно облегчить доступ к вычислительным средам, данным и средствам тестирования, чтобы предоставить исследователям, не входящим в круг ведущих игроков отрасли и элитных университетов, возможность добиваться прогресса в передовых технологиях искусственного интеллекта. Правительство США может сделать это, создав Национальный исследовательский ресурс ИИ (NAIRR), который предоставит проверенным исследователям и студентам гарантированный доступ к вычислительным ресурсам, совместимым с ИИ правительственными и негосударственными наборами данных, образовательным инструментам и поддержке пользователей. Правительством США должно быть создано государственно-частное партнерство с использованием комплекса облачных платформ (Комиссия по искусственному интеллекту Шмидта разработала подробные планы по реализации этой рекомендации)».
Цифровая инфраструктура: развитие 5G сетей
Шмидт считает, что содействие быстрому созданию сетевой инфраструктуры 5G является императивом национальной безопасности США. От этого будет зависеть будущая военная готовность и развитие конкурентоспособных американских технологических компаний любого размера. Более того, как показала пандемия, сильная цифровая инфраструктура повышает устойчивость к системным потрясениям, позволяя американцам получать доступ к телемедицине, дистанционному образованию и другим услугам, в которых они нуждаются во время кризиса.
Сети 5G станут связующим звеном между всеми передовыми мобильными системами и, в частности, в сочетании с достижениями в области ИИ откроют новые глубокие технологические возможности непосредственно для пользовательских устройств.
Китай также рассматривает создание цифровой инфраструктуры как стратегический приоритет и вкладывает значительные средства в общенациональную сеть мобильной связи Gigabit Ethernet, и в ближайшем будущем он создаст ее. В Соединенных Штатах, по мнению Шмидта, развитие сети 5G продвигается медленно, обеспечивая лишь постепенное увеличение скорости передачи данных и покрытия.
В этой связи Шмидт выдвигает три идеи.
Во-первых, необходимо реинвестировать выручку от аукциона за использование С-спектра в сетевую инфраструктуру. Шмидт предлагает изучить направления использования $81 млрд дохода, полученного от аукциона С-спектра (аукцион 107 лицензий на услуги 3,7 ГГц – среднечастотного спектра для услуг 5G), проводимого Федеральной комиссии по связи (FCC), и любых будущих аукционов, и перенаправить деньги на финансирование сетевой инфраструктуры с механизмом распределения, предназначенным для ускорения его развития со стороны частного сектора.
Во-вторых, следует изучить совместное использование средств, полученных от аукциона С-спектра и других альтернативных аукционов. Например, Шмидт предложил модель, в которой Министерство обороны сохраняет контроль над спектром, но позволяет промышленности делиться им в обмен на то, что промышленность быстро и за свой счет построит необходимую инфраструктуру. Шмидт разъясняет, что это не «национализированный 5G», как утверждают некоторые критики. Это будет построенная, управляемая и обслуживаемая частным сектором сеть, в которой приоритет отдается использованию Министерством обороны. В любом случае, Шмидт считает, что Министерство обороны следует приветствовать за поиск инновационных решений этой насущной проблемы.
В-третьих, должны быть изменены условия аукциона. США, по мнению Шмидта, не могут просто дожидаться появления 6G или 7G: «Сейчас конкурентное преимущество, вероятно, потеряно навсегда. Я считаю это неприемлемым риском для национальной безопасности. Мы должны изменить условия аукциона. Для любых будущих аукционов, особенно в диапазоне С-спектра, который идеально подходит для 5G, FCC должна изложить строгие требования к победителям аукционов, чтобы обеспечить быстрое и справедливое построение необходимой сетевой инфраструктуры».
Уязвимости оборудования: микроэлектроника
Вывод Шмидта: после десятилетий лидерства в области микроэлектроники Соединенные Штаты теперь почти полностью зависят от зарубежных компаний по производству полупроводников, которые обеспечивают работу всех алгоритмов ИИ, критически важных для систем обороны и всего остального.
Зависимость от импорта полупроводников, особенно из Тайваня, создает стратегическую уязвимость от неблагоприятных действий иностранного правительства, стихийных бедствий и других событий, которые могут нарушить цепочки поставок микроэлектроники, как это недавно видели на примере автомобильной промышленности. Хотя американские университеты и фирмы остаются мировыми лидерами в ключевых областях исследований и разработок в области полупроводников и проектирования микросхем, мировая полупроводниковая промышленность в настоящее время сильно глобализирована и конкурентоспособна. Например, тайваньская корпорация по производству полупроводников (TSMC) является мировым лидером в контрактном производстве полупроводников, а южнокорейская компания Samsung производит самые современные чипы, используя новейшие технологии и оборудование.
В то же время, стремясь наверстать упущенное и достичь самодостаточности микросхем, Китай прилагает беспрецедентные, финансируемые государством усилия по созданию к 2030 году ведущей в мире полупроводниковой отрасли.
Шмидт делает вывод о том, что Соединенным Штатам следует разработать стратегию, позволяющую опережать Китай как минимум на два поколения в области современной микроэлектроники, а также выделять средства для поддержания различных источников производства передовой микроэлектроники в США.
Шмидт дал несколько рекомендаций:
– Исполнительная власть должна доработать и реализовать национальную стратегию лидерства в области микроэлектроники;
– Конгресс должен предложить 40 % возмещаемую налоговую скидку на инвестиции в производство внутри страны для фирм из Соединенных Штатов и их союзников;
– Конгресс должен выделить дополнительно $12 млрд в течение следующих пяти лет на исследования, разработки и построение инфраструктуры в области микроэлектроники для ключевых областей. Эти инвестиции должны помочь ускорить переход от идей и университетских прототипов к промышленному производству внутри страны.
Эти рекомендации позволят правительству США, частному сектору и академическим кругам справиться с задачей восстановления превосходства США в области полупроводников: «Сосредоточение усилий на развитии отечественных предприятий по производству микроэлектроники уменьшит зависимость от импорта, сохранит лидерство в технологических инновациях, поддержит создание рабочих мест, укрепит национальную безопасность и торговый баланс, а также повысит технологическое превосходство и готовность вооруженных сил – важного потребителя передовых технологий».
