Человечество ищет, как прокормить искусственный интеллект: Нейросети оказались прожорливее целых городов
Физик Зенкевич: 40% энергии, вырабатываемой человечеством, пойдет на запросы ИИ

Ярослав КОРОБАТОВ
2 октября 2025

Современная цивилизация построена на песке. Именно из него делается кремниевая электроника (микросхемы, процессоры, графические ускорители), которая стала основой цифровой революции, в эпоху которой нам довелось жить. Но кажется, что эра кремния заканчивается.

Парадокс в том, что "убийцей" цифровой кремниевой микроэлектроники возможно становится искусственный интеллект. Число людей, пользующихся ChatGPT, DeepSeek или Grok растет, как снежный ком. При этом, один запрос на генерацию изображения котика, например, в Midjourney (нейросеть, которая создает картинки) требует столько энергии, которой хватит, чтобы зарядить десяток смартфонов. В масштабах планеты это уже превращается в огромную проблему - где найти электроэнергию для такого искусственного интеллекта? А ведь еще только для обучения современной так называемой "большой языковой модели" тратится электроэнергии, которой хватило бы на год небольшому городку на несколько тысяч семей.

Недавно бывший генеральный директор Google Эрик Шмидт заявил: "Один центр обработки данных для больших языковых моделей может потреблять 10 гигаватт электроэнергии". Для сравнения, мощность Курской АЭС составляет 2 гигаватт. По словам топ-менеджера в ближайшие 20 лет вычислительным центрам ИИ может потребоваться около 100 гигаватт дополнительной мощности. Это значит, что крупным IT-корпорациям (во всяком случае такие планы есть у Google) нужно построить несколько десятков атомных электростанций, чтобы обеспечить энергией системы искусственного интеллекта.

- Очевидно, что это дорога в никуда. Согласно этим расчетам 40 процентов энергии, которую будет вырабатывает человечество, пойдет на обработку запросов, адресованных большим языковым моделям, - говорит Андрей Зенкевич, заведующий лабораторией функциональных материалов и устройств для наноэлектроники МФТИ. - Значит, взамен цифровой кремниевой нужна новая электроника, гораздо более энергоэффективная.

Поисками "философского камня" этой новой электроники занимались участники научного клуба "Разговоры за науку на Климентовском", который организует Центр научных коммуникаций МФТИ.

Ученые констатируют, что мы приближаемся к физическим пределам устройств на основе кремния. Сейчас транзисторы, которые являются функциональной основой процессоров, достигли характерных размеров в 3-5 нанометров. Это значит, что плотность упаковки транзисторов превышает сотню миллионов транзисторов на квадратный миллиметр. Дальнейшая миниатюризация уже проблематична по фундаментальным физическим причинам.

Кто будет новым "королем" после кремния? Исследователи обсуждали несколько кандидатов. Одним из таких "принцев" могут стать двумерные (2D-) материалы - это класс материалов толщина, которых составляет один или несколько слоев атомов. Самым известным из них является графен, за открытие которого Нобелевскую премию получили наши соотечественники, выпускники МФТИ, Андрей Гейм и Константин Новоселов.

Другой подход - нейроморфные вычисления. По словам Виктора Казанцева, заведующего Лабораторией нейроморфных технологий МФТИ, это попытка "поженить" физику и биологию. То есть, использовать в электронных устройствах принципы построения нейронной сети мозга. В основе нейроморфных вычислений можно использовать мемристор - это элемент электрических схем, который имитирует работу синапсов мозга, передающих нервный импульс от одного нейрона к другому. Подобно синапсу, мемристор запоминает, какой электрический заряд пропускали через него. По энергоэффективности такие устройства намного превосходят цифровые кремниевые аналоги.

- Электронные устройства на основе мемристорных технологий потенциально могут быть использованы в качестве бортовых вычислительных систем для биоморфных роботов, которые требуют существенной вычислительной мощности, - пояснил Виктор Казанцев.

- В классической микроэлектронике Россия отстала от лидеров лет на 20, переход на новую электронику поможет нам отыграть это отставание? - спрашиваю у Андрея Зенкевича.

- Самое сложное, что люди в мире умеют делать, это кремниевые технологии, - говорит ученый. - В них вложены огромные деньги, технология настолько сложна, что строительство завода по производству процессоров последнего поколения стоит миллиарды долларов и окупается только, если вы продаете чипы сотнями тысяч, а лучше миллионами. Иначе вы будете терпеть колоссальные убытки. И здесь нам будет сложно пробиться, когда есть Тайвань и континентальный Китай. При этом, не надо строить иллюзий, что в новой электронике мы выскочим, как черт из табакерки, и всех обгоним. Но искать свою нишу на этом рынке надо. Если мы создадим что-то уникальное, российской электронике тоже найдется место под солнцем.

ВОПРОС - РЕБРОМ!

Может ли Россия создать "суверенный" отечественный смартфон?

Для рядового пользователя, далекого от забот инженеров от микроэлектроники, есть универсальный символ успеха - это отечественный смартфон. Способна ли наша страна его произвести?

- Нет, это нереально. Причем не только для нас. Вы думаете айфон делается в Америке? - говорит Андрей Зенкевич. - Ничего подобного. Вся сборка это до недавнего времени огромные фабрики в Китае, а теперь уже в Индии. А комплектующие для айфонов делаются по всему миру. Процессоры - Тайвань, камеры - Япония… Кстати, насколько я знаю, до 2022 года сапфировые стекла для "Айфонов" делали в России, наши ученые придумали технологию, нашли нишу, выращивали и поставляли такой стойкий к изнашиванию материал. Другое дело, что на производстве ты заработаешь, но ты не озолотишься! А основную прибыль снимает тот, кто разработает нечто такое, что будет продаваться по всему миру. Поэтому если себестоимость того же айфона условно 100 долларов, а продается он по 500 долларов, то эту разницу в 400 долларов забирает себе разработчик - компания Apple. И тем не менее, у Apple в США - до недавнего времени - не было ни одного завода.

- А как же технологический суверенитет?

- Американские компании думали о прибыли, а дешевле всего производить что бы то ни было - в Азии. Сейчас, под нажимом правительства, они спохватились, и тайваньская компания TSMC строит завод в США, потому что американцы хотят вернуть себе технологический суверенитет. И не только они - европейцы вдруг осознали, что у них отсутствует собственное масштабное производство чипов, и они сейчас инвестируют миллиарды в программу "Чипы для Европы" и строят крайне дорогостоящий завод в Германии. На этом этапе все страны, в том числе и Россия, будут искать в микроэлектронике баланс между международным разделением труда - это приносит прибыль - и технологическим суверенитетом, что должно защитить в случае кризиса.