Przyszłą dominację na świecie osiągnie ten, kto zdominuje technologię półprzewodników oraz dane służące do trenowania sztucznej inteligencji.
ChatGPT stopniowo zszedł z nagłówków wiadomości, a do dobrego tonu nie należy już zadawanie mu głupich pytań i wrzucanie głupich odpowiedzi na media społecznościowe. Generatywna sztuczna inteligencja – czyli technologie takie jak ChatGPT, Midjourney, Dall-E – powoli przekształca się w narzędzia. Tworzy oprogramowanie, pisze artykuły popularne oraz naukowe, wygrywa konkursy artystyczne, a tzw. prompt engineering (czyli umiejętne zadawanie właściwych pytań) stał się nową profesją.
Jednak to, co z pozoru łatwe i proste, tak naprawdę w sposób zasadniczy i radykalny przenosi ośrodki władzy. Kto kontroluje sztuczną inteligencje, kontroluje przyszłość. A sztuczną inteligencję kontroluje ten, kto kontroluje dane służące do jej trenowania oraz kości krzemowe, na których ta technologia działa. W tej dziedzinie – poprzez kombinację innowacyjności, umiejętnie zarządzanych łańcuchów wartości oraz współpracę – Zachód ma ciągle przewagę. I nie waha się jej używać, aby osiągać cele ekonomiczne i polityczne.
czytaj także
Najdroższy piasek świata
Aby dobrze zrozumieć, czym właściwie jest technologia półprzewodnikowa, opiszmy jej cykl produkcyjny. Zaczyna się od krzemu – jednego z pierwiastków najpowszechniej występujących w skorupie ziemskiej. Krzem jest doprowadzany do postaci płynnej i następnie bardzo wolno krzepnie, aby utworzyć monokryształ.
Co to jest monokryształ? To krzem o bardzo regularnej strukturze, pozbawiony załamań, nieciągłości, skoków, które mogłyby utrudnić osadzanie w nim elementów elektronicznych. Autorem metody krystalizacji na monokrystalicznych trzpieniach poprzez ich wyciąganie i powolne schładzanie jest wybitny polski fizyk i metalurg okresu międzywojennego, Jan Czochralski.
Taki rdzeń krzemowy cięty jest na wafle i poddawany wielostopniowej obróbce chemicznej. Poprzez domieszkowanie, napylanie, trawienie, płukanie i wiele innych, częściowo objętych tajemnicą czynności, w jego strukturze tworzony jest układ elektroniczny. Jego elementy są mikroskopijne – mają rozmiar nanometrów, czyli kilku miliardowych części metra. Dla porównania, grubość włosa to ok. 0,1 milimetra; na tej szerokości mogłoby się zmieścić kilkadziesiąt milionów elementów aktywnych krzemowej kości.
Następnie kości te są czyszczone, zatapiane w plastikowej lub ceramicznej obudowie – a potem testowane i integrowane. Większość z nich jest niestety odrzucana – ponieważ nie spełniają rygorystycznych norm jakościowych.
Tutaj ważna informacja – niedługo ten proces będzie odbywał się w Polsce. Intel w okolicach Środy Śląskiej zbuduje centrum integracji, do którego będą przyjeżdżały półprodukty przygotowane wcześniej w Niemczech i Irlandii.
Niemniej, zdecydowana większość światowej produkcji półprzewodników to dosłownie kilka krajów: liderem jest USA, ważnym producentem są Chiny kontynentalne, Korea i Japonia. Tajwan to przypadek szczególny: można powiedzieć, że nie tyle Tajwan ma fabrykę półprzewodników, ile firmy półprzewodnikowe mają własne państwo. Firmy takie jak Foxconn, TSMC, Asus, Delta Electronics, itd. – stanowią łącznie ok. 20 proc. tajwańskiej gospodarki. Ale jeśli chodzi o zaawansowane chipy – produkcja TSCM szacowana jest na 90 proc. światowego rynku.
W całym opisanym procesie ziarenko krzemu zwiększa tylko swoją wartość. Odpowiednio obrobiony krzem już dziś jest materiałem sporo droższym od złota. Najnowszy chip firmy NVIDIA kosztuje około 10 tys. dolarów, a krzem w nim zawarty waży około 70 gramów. Dla porównania – uncja złota kosztuje około 2 tys. dolarów.
Od nanometrów do sztucznej inteligencji
Im mniejsze elementy, tym lepszy chip. Elementy o rozmiarze rzędu 300 mikrometrów, czyli na oko trzech grubości włosa, były tworzone już około 50 lat temu. Także w Polsce, w nieistniejących już zakładach CEMI. Mikroprocesor Pentium zbudowany był na technologii 350 nm.
W dzisiejszym typowym komputerze znajdują się elementy wykonane w technologii 14 nm. Tę technologię posiadają także Chiny, które – notabene – są producentem wielu urządzeń i części do współczesnych komputerów. Ale nowsze zastosowania, w szczególności sztuczna inteligencja, wymaga większego upakowania, większej czystości oraz dokładniejszego procesu. Takiego jak 7 nm, 5 nm albo nawet (bliski) 3 nm.
Dlaczego miniaturyzacja chipów jest istotna? Im więcej elementów, tym większa moc obliczeniowa krzemowej kości. A im większa moc obliczeniowa, tym ciekawsze rzeczy można robić. Edycja tekstów, formularze, przeglądanie internetu wymaga niewielkiej mocy. Przetwarzane dużych ilości danych (np. w celu stawiania prognoz), gry komputerowe, obróbka zdjęć wymagają jej więcej, zaś analiza i synteza języka naturalnego, automatyczne wnioskowanie, tworzenie ruchomych światów i awatarów, konwersacja w sposób przypominający człowieka – najwięcej. Za chwilę powstanie problem humanoidalnych robotów, w pełni autonomicznych pojazdów, wirtualizacja przestrzeni i zaawansowanego modelowania. Apetyt na moc obliczeniową zwiększy się jeszcze bardziej.
W IT nie ma miejsca dla związków zawodowych. Zrozumiano? Rozejść się!
czytaj także
Nie tylko moc obliczeniowa ma znaczenie. Krzem ma jeszcze jedną zaletę: poufność. Program działający na komputerze to jednocześnie dane i wiedza o tym, w jaki konkretnie sposób został zbudowany i jak działa. Można go poddać analizie, aby się tego dowiedzieć. Jest to czynność względnie prosta; nazywa się dekompilacją.
Wysokie technologie są teoretycznie pod ochroną patentową, ale ta jest często iluzoryczna – spory ciągną się latami, a Chiny lekceważą patenty w ogóle. Nieco trudniej jest z analizą programów działających w chmurze – tutaj użytkownik nie ma dostępu do kodu programu, więc nie może go przeanalizować i odtworzyć u siebie. Nie wszystko da się jednak umieścić w chmurze, czasami trzeba technologię dostarczyć na miejsce wykorzystania.
Tak jest na przykład w transporcie – trudno wyobrazić sobie, aby samolot lub lokomotywa wysyłały stan pojazdu do chmury i uzyskiwały instrukcje powrotne. Decyzje muszą być podejmowane szybko i na miejscu. To dlatego część takich algorytmów decyzyjnych umieszczanych jest bezpośrednio w krzemowej kości, a ich dodatkową zaletą jest to, że nie da się „zdekodować” algorytmu zapisanego na chipie. To dlatego m.in. samochody Tesla i smartfony Apple mają własne, unikatowe układy.
I dlatego wspomniana NVIDIA warta jest bilion dolarów – bo stanowi wydajne i bezpieczne „pudełko na sztuczną inteligencję”. Firma osiągnęła taki poziom upakowania, prędkości, pojemności oraz bezpieczeństwa, że każdy chce zapłacić za wykorzystanie jej procesorów do sztucznej inteligencji. Mimo że NVIDIA nie ma własnej technologii sztucznej inteligencji, to bez jej kości nie można jej uruchomić. I dlatego ta technologia jest tak zazdrośnie strzeżona.
Zastosowania sztucznej inteligencji są niezliczone. Sam prowadzę badania na Wydziale Zarządzania i Ekonomii Politechniki Gdańskiej dotyczące prowadzenia przedsięwzięć. Sztuczna inteligencja pozwoliła na odkrycie nieoczywistych zależności. Przewiduje, kiedy przedsięwzięcie wpadnie w tarapaty na wiele dni i tygodni przed tym, kiedy mógłby to dostrzec człowiek. Dzięki tym badaniom będzie być może można prowadzić np. inwestycje publiczne – nowe linie tramwajowe, rozbudowę portów, programy edukacyjne i zdrowotne – w sposób oszczędzający czasu i pieniędzy, przewidując ewentualne problemy i przeciwdziałając im z wyprzedzeniem. Nie moglibyśmy tego zrobić, zwłaszcza w Polsce, gdyby nie postępy w technologiach półprzewodnikowych.
To, co z pozoru wygląda na bitwę o techniczne detale, w istocie jest więc bitwą o kwestię fundamentalną. Powtórzmy: kto będzie kontrolować chipy, będzie kontrolować technologie sztucznej inteligencji, a tym samym jej decyzje.
Trzecia wojna półprzewodnikowa
Przekraczanie kolejnych granic miniaturyzacji oraz pokonywanie przeszkód z związanych z technologią półprzewodnikową wymaga ogromnych nakładów na badania oraz proces produkcyjny. Ale oprócz tego jest coś jego: łańcuchy wartości technologii półprzewodnikowych wyznaczają dzisiaj granicę pomiędzy Zachodem a resztą świata.
Fabryka, którą Intel otwiera w Niemczech, a z której chipy będą przyjeżdżać na Dolny Śląsk, będzie kosztować około 30 mld dolarów. Około jednej trzeciej zapewnił niemiecki podatnik. Dlaczego? Ano dlatego, że ma to dla Niemiec znaczenie większe niż ekonomiczne. Wplecenie ich kraju jako kluczowego elementu światowych łańcuchów wartości pozwala mieć pewność, że będzie bezpieczny i traktowany przez Amerykę jako przyjazny – tak jak Tajwan. USA nie broni przecież wyspy dlatego, że ma szczególny sentyment do Tajwańczyków, a dlatego, że tamtejsze fabryki krzemowych kości mają fundamentalne znaczenie dla dobrobytu i dominacji Ameryki w świecie.
Pierwszą salwę w wojnie o chipy oddał – niespodzianka! – Donald Trump. To jego administracja wprowadziła pierwsze ograniczenie eksportu technologii do Chin. Za tym poszły kolejne ograniczenia, już za administracji Bidena. Kolejno wprowadzano restrykcje dla technologii wytwarzania chipów, dla chemikaliów niezbędnych przy procesie, dla obywateli amerykańskich pracujących dla chińskich firm, itd. Ale najważniejszy cios to CHIPS Act, specjalna ustawa, która porządkowała łańcuchy wytwórcze i zapewniała rządowe wsparcia i gwarancje o wartości 39 mld dolarów.
czytaj także
Dosłownie w chwili pisania tego artykułu analogiczną ustawę przyjął Parlament Europejski. European Chips Act przewiduje ułatwienia dla inwestycji, finansowanie dla startupów, wspólne certyfikacje i 43 miliardy euro funduszu wspierającego.
To historyczna chwila – świat Zachodu zdecydowanie dokonuje tzw. decouplingu, ostatecznie grzebiąc globalizację, czyli wiarę, że poprzez partnerstwo handlowe uda się z globu uczynić jedną wielką strefę dobrobytu. Robi to w nieco ponad rok od rosyjskiej inwazji na Ukrainę. Przez półtora roku dokonał, wydaje się, niemożliwego – tj. uniezależnił kontynent europejski od rosyjskich surowców. Teraz stara się uniezależnić od chińskiej produkcji elektronicznej.
„Rosja to burza, ale Chiny to zmiana klimatu” – jak pięknie opisał to niemiecki szef wywiadu wewnętrznego w październiku 2022. Owa metafora pokazuje to, co w gabinetach strategicznego planowania uważa się za najważniejsze: uniezależnienie łańcuchów wartości od kaprysów chińskich towarzyszy, dostępności komponentów z Kraju Środka oraz ewentualnego przecięcia szlaków żeglugowych. Przypomnijmy, ok. 75 proc. światowego handlu idzie przez Morze Południowochińskie, na którym Chiny rozgaszczają się coraz śmielej. Z tego punktu widzenia wyłożenie lekką ręką miliardów na dotacje dla Intela wygląda na racjonalną decyzję.
Chiny postępują, jak zwykle, bardzo ostrożnie. Xi Jinping po początkowych gniewnych deklaracjach na temat „otoczenia, zduszenia i konfrontacji z Chinami”, ostatnio łagodzi ton. Chiny, wbrew alarmistycznym artykułom sprzed około roku, nie były w stanie wyprzedzić Zachodu w wyścigu naukowym. Dokładniej mówiąc, nie są w stanie zbudować skutecznych mechanizmów transferu technologii i ekosystemu innowacji.
Być może przyczyny są głębsze niż niedostateczne inwestycje – chiński patriarchalny model społeczny, w powiązaniu z centralnie sterowaną gospodarką, pełzającym kryzysem finansowym i rozwijającym się szybko kryzysem demograficznym, stanowi ograniczenie nie do przejścia w krótkim czasie. Dlatego Chiny łagodzą ton, a Ameryka wyciąga dłoń – w otwarciu imprezy chińskiego przemysłu półprzewodnikowego wziął udział sam Bill Gates.
Jeśli Chiny nie przeskoczą Ameryki, to być może są w stanie wyciągnąć ze współpracy możliwie wiele, a póki co budować wewnętrzny rynek i przewagę w innych obszarach technologicznych (np. technologii kosmicznych). No ale to temat na zupełnie inny artykuł.
Nie tylko chipy, czyli słowo o danych
Na koniec tego warto napisać o jeszcze jednym ważnym elemencie sztucznej inteligencji, czyli zbiorach danych. Przypomnijmy – sztuczna inteligencja to nie jest algorytm, to raczej duże ilości danych „przepuszczone” przez modele tzw. uczenia maszynowego, a następnie wykorzystane do nowych celów.
Aby lepiej zrozumieć, jakie znaczenie mają zbiory danych, można posłużyć się klasycznym przykładem z technologii rozpoznawania obrazów. Na taśmie produkcyjnej jadą pomidory, część z nich jest dobra, ale część obita lub zgniła. Człowiek stoi nad linią i odrzuca te zepsute. Maszyna widzi, które pomidory zostały odrzucone przez człowieka – i wykorzystuje tę informację do klasyfikacji i uczenia się. Po jakimś czasie potrafi tak samo dobrze selekcjonować warzywa i role się zamieniają – to maszyna wybiera pomidory, a człowiek jedynie je ocenia. Wreszcie człowiek odchodzi – maszyna jest dostatecznie dobra, albo nawet lepsza niż on.
Teraz wyobraźmy sobie dwie firmy, które mają dokładnie tę samą linię transportu pomidorów, kamery i technologię analizy obrazów. Kto będzie miał lepsze efekty? Ano ten, kto ma bardziej różnorodne pomidory oraz lepszego fachowca, który uczy maszynę. Dlatego tak szalenie istotne znaczenie ma nie tylko technologia, ale także wykorzystanie odpowiednich zbiorów danych oraz procedura uczenia się.
Dlatego Zachód w coraz większym stopniu kontroluje i reguluje wykorzystanie danych. Nie tylko na temat swoich obywateli (tutaj prym wiedzie Europa i rozporządzenie GDPR, znane u nas jako RODO). Również danych finansowych, przemysłowych, transportowych, itd. Regulacja AI na poziomie europejskim dojrzewa. Jej kształt zapewne będzie wypadkową potrzeb biznesu, trosk obywateli oraz zmian technologicznych.
Europa chce przede wszystkim, aby dane wykorzystywane do budowania modeli były „zrównoważone”, np. nie dyskryminowały ze względu na rasę, płeć, czy pochodzenie społeczne. Chciałaby także, aby to człowiek utrzymał kontrolę nad sztuczną inteligencją, a (bardziej nawet) demokratycznie wybrane rządy utrzymały kontrolę nad tym, co z danymi i technologiami AI robią korporacje.
Z dala od kamer ma miejsce upowszechnienie technologii sztucznej inteligencji do rozmaitych zastosowań. Doradztwo przy podróżach, ubezpieczenia, tworzenie kodu, pisanie artykułów – i tysiące innych zastosowań, o których przyjdzie się nam dowiedzieć. Albo nigdy się o nich nie dowiemy, np. jak Zachód wykorzystuje przebieg działań zbrojnych w Ukrainie, aby trenować własne modele prowadzenia wojny i rozstrzygać konflikty za pomocą krzemowych, a nie białkowych żołnierzy.
Zmiana trwa po cichu, ale szybko i skutecznie. Krzemowe kości zostają rzucone.
czytaj także
