Ο γίγαντας της Ασίας «κατάπιε» την πληροφορική

Είκοσι πέντε χρόνια πριν το σοβιετικό μπλοκ κατέρρευσε υπό τη διττή πίεση της αμερικανικής τεχνολογίας τόσο στον ανταγωνισμό των εξοπλισμών όσο και στην παραγωγή καταναλωτικών ψηφιακών συσκευών. Μια νέα παγκόσμια αγορά διαμορφώθηκε πάνω από τα γκρεμισμένα παραπετάσματα, με εκατομμύρια πολιτών της Ανατολής να προσμένουν μερίδιο από τον καταναλωτικό παράδεισο της Δύσης. Τα χρηματιστήρια προεξόφλησαν τον θρίαμβο των αμερικανικών πολυεθνικών στον νέο και διαδικτυωμένο κόσμο που αναδυόταν, αλλά και εκείνες όφειλαν να ανταποκριθούν στην υπερμεγεθυσμένη ζήτηση. Πώς; Με το να ρίξουν τις τιμές μεταφέροντας τα εργοστάσιά τους στην Ασία. Το έπραξαν και ο κόσμος πλημμύρισε από φθηνά καταναλωτικά προϊόντα made in China, S. Korea, Vietnam, India... Τώρα όμως οι Ασιάτες δεν αρκούνται πια στην παραγωγή φασόν. Διεκδικούν την πρωτοπορία σε κάθε βιομηχανικό τομέα και αναπτύσσουν την έρευνα σε κάθε επιστημονικό πεδίο. Τα αποτελέσματα γίνονται ήδη αισθητά, με πρώτο «οχυρό που αλώνεται» τον μοχλό ανάπτυξης κάθε τεχνολογίας και επιστήμης: τη βιομηχανία πληροφορικής.

Τη Δευτέρα 20 Οκτωβρίου 2014 μια «απίθανη» είδηση επιβεβαιώθηκε: η πασίγνωστη ΙΒΜ - και επί μισό αιώνα ηγέτις της παγκόσμιας βιομηχανίας πληροφορικής - συμφώνησε ναπληρώσει 1,3 δισ. δολάρια στην εταιρεία GlobalFoundries προκειμένου η δεύτερη να πάρει τον κλάδο παραγωγής μικροεπεξεργαστών της! Σημειωτέον ότι η GlobalFoundries είναι μια κρατική επενδυτική εταιρεία του Αμπου Ντάμπι που σχηματίστηκε μόλις το 2009 για να εξαγοράσει τα εργοστάσια της επίσης αμερικανικής Advanced Micro Devices και το 2010 αγόρασε και την Chartered Semiconductor της Σιγκαπούρης.

Από επιχειρηματική σκοπιά, η αιτιολόγηση ενός τόσο υπερμεγέθους «δώρου με προίκα» υπήρξε και ήταν επαρκής: Μη αντέχοντας στον ανταγωνισμό, τα δύο εργοστάσια μικροεπεξεργαστών που διατηρούσε η ΙΒΜ στις ΗΠΑ, με 5.000 εργαζομένους, είχαν καταλήξει πλέον να τη ζημιώνουν ετησίως κατά 1,5 δισ. δολάρια. Από κάθε άλλη όμως σκοπιά, η συγκεκριμένη είδηση φέρνει ρίγη επαλήθευσης προαναγγελθέντος θανάτου για την πρωτοπορία των ΗΠΑ.

 

Ηταν εννέα χρόνια πριν - τον Οκτώβριο του 2005 - όταν τρεις εθνικές ακαδημίες των ΗΠΑ (Επιστημών, Μηχανικών και Ιατρικής) χτύπησαν το καμπανάκι του κινδύνου για την αμερικανική κοσμοκρατορία: Στην έκθεσή τους «Rising Above the Gathering Storm» («Για να σηκωθούμε πάνω από τη θύελλα που συσσωρεύεται») επισήμαιναν ότι η επιστημονική και τεχνολογική πρωτοπορία θα περνούσε οριστικά στην ασιατική μεριά του Ειρηνικού αν δεν λαμβάνονταν μέτρα. Ο αντίκτυπος της έκθεσης ήταν σημαντικός και μεγάλη συζήτηση ξεσηκώθηκε για το πώς θα αντιμετωπίζονταν οι «ασιατικές τίγρεις», και ιδίως η Κίνα. Ωστόσο ενέσκηψε γρήγορα η οικονομική κρίση και τα «αντίμετρα» που υιοθετήθηκαν δεν ήταν αρκετά ώστε να αποδώσουν τα προσδοκώμενα. Αν διαβάσει κανείς τις σχεδόν ανά διετία επικαιροποιήσεις των πορισμάτων της έκθεσης (βλ.sites.nationalacademies.org/PGA/PGA_084632), θα δει ότι η σκυτάλη της τεχνολογικής πρωτοπορίας γλιστρά όλο και περισσότερο από τα χέρια των ΗΠΑ.  

Για παράδειγμα, ενώ το 2000 οι κινεζικές επιστημονικές δημοσιεύσεις στον τομέα της νανοτεχνολογίας ήταν μόλις το 10% των δημοσιεύσεων παγκοσμίως, το 2009 έφθασαν να είναι το 25% και το 2012 ξεπέρασαν και εκείνες των ΗΠΑ, κατακτώντας την πρώτη θέση. Επειτα, ενώ το 2005 η Κίνα δεν είχε ούτε ένα τρένο υψηλής ταχύτητας, το 2010 είχε περισσότερα από όσα όλη η Ευρώπη και το 2012 περισσότερα από όσα όλος ο υπόλοιπος κόσμος! Στα βιομηχανικά ρομπότ, εφέτος η Κίνα έφθασε να είναι 5η παγκοσμίως στον αριθμό εγκατεστημένων μονάδων και 1η στον αριθμό νέων ρομπότ. Στη δε αεροδιαστημική, όχι μόνο η Κίνα αλλά και η Ινδία γνωρίζουμε πλέον ότι εκτοξεύουν αστροναύτες στο Διάστημα και ετοιμάζουν τις δικές τους αποικίες στη Σελήνη ή και στον Αρη.

Το πώς έγιναν αυτά τα άλματα είναι μια ιστορία ιδιαίτερα σύνθετη - ένα ασιατικό βιομηχανικό έπος, θα έλεγε κανείς - αλλά κάποιοι δείκτες είναι αρκετά εύγλωττοι: Από το 2004 ως το 2012 η κρατική χρηματοδότηση βιοϊατρικής έρευνας σχεδόν δεκαπλασιάστηκε στην Κίνα. Επίσης, η όλη χρηματοδότηση νέων ερευνών σε όλους τους τομείς αυξάνεται εκεί ετησίως κατά 20%, με το 21% των υποβαλλόμενων αιτήσεων χρηματοδότησης να εγκρίνονται. Στις προτάσεις των νέων επιστημόνων, το ποσοστό των εγκρίσεων φθάνει το 24% - πολύ υψηλότερο από το αντίστοιχο των ΗΠΑ. Εφόσον αυτοί οι ρυθμοί συνεχιστούν ως έχουν, προβλέπεται ότι ως το 2023 η Κίνα θα έχει πάρει όντως την πρώτη θέση από τις ΗΠΑ στις δαπάνες για Ερευνα και Ανάπτυξη.

Η ασιατική διεκδίκηση των πρωτείων στους επί μέρους τομείς της επιστημονικής και τεχνολογικής έρευνας και ανάπτυξης είναι βέβαια πολυσήμαντη, αλλά δεν νοείται να γίνει τελικά εφικτή (άρα κοσμοϊστορική) χωρίς την πρωτοπορία στον τομέα-μοχλό όλων των άλλων: την πληροφορική και τους υπολογιστές. Και εκεί είναι όπου τα σημάδια ενός τέτοιου ακριβώς «προσπεράσματος» πύκνωσαν υπέρμετρα τον τελευταίο καιρό.

 

Κινεζικοί υπολογιστές: επίσημα πρώτοι

Η κινεζική Lenovo γιόρτασε την πρωτιά στους PC με την παρουσίαση εκπληκτικών νέων πολυμορφικών μοντέλων Yoga

Στις 23 Ιουνίου 2014, κατά τη διάρκεια του Διεθνούς Συνεδρίου Υπερυπολογιστών στη Λειψία της Γερμανίας, ανακοινώθηκε ότι για τρίτη συνεχή χρονιά ο ταχύτερος υπολογιστής του κόσμου προερχόταν από την Κίνα. Αυτό δεν ήταν ακριβώς έκπληξη, καθώς η πρώτη φορά που κινεζικός υπερυπολογιστής πήρε την πρωτιά από τους Αμερικανούς ήταν το 2010 (ο Tianhe-1Α, με κορυφαία επεξεργαστική επίδοση 2,507 petaflops). Το 2011 τον πέρασε ο ιαπωνικός K computer της Fujitsu, με επίδοση 8 petaflops, και το 2012 οι Αμερικανοί «πήραν το αίμα τους πίσω» με τον IBM Sequoia, που διπλασίασε την ταχύτητα στα 16,325 petaflops. Ωστόσο τον Ιούνιο του 2013 ο κινεζικός Tianhe-2 ξαναδιπλασίασε την επίδοση στα 33,86 petaflops και έκτοτε παραμένει ακλόνητος στην κορυφή.  

Τι σημαίνει όλη αυτή η κόντρα; Είναι απλώς μια τεχνοεθνικιστική επίδειξη δύναμης; Το ότι οι Tianhe κατασκευάζονται από το Εθνικό Πανεπιστήμιο Αμυντικής Τεχνολογίας της Κίνας συνηγορεί σε κάτι τέτοιο, αλλά το ότι είναι «ανοιχτοί», παρέχοντας υπηρεσίες σε όποιον φορέα του πλανήτη ζητήσει τις υπηρεσίες τους... εξημερώνει το προφίλ τους. Οποια κι αν είναι η αξιοποίηση αυτών των επεξεργαστικών μεγαθηρίων, είναι αξιοσημείωτη η απόσταση που τα χωρίζει από τον ανταγωνισμό: από τους 500 υπερυπολογιστές της λίστας των καλύτερων διεθνώς (www.top500.org), μόλις οι 37 ξεπερνούν την ταχύτητα του ενός petaflop. Συγκρίνετέ το αυτό με την τωρινή επίδοση του Tianhe-2 (33,86 petaflops) αλλά και την προβλεπόμενη της αναβάθμισής του, ως το 2018, με 100 petaflops! Πρακτικά οι Κινέζοι θα έχουν όλη την επεξεργαστική ισχύ που χρειάζονται για να προσομοιώνουν και να μελετούν οτιδήποτε, από νέα συνθετικά φάρμακα ως διαστημόπλοια.

Για όσους κρίνουν ότι η πρωτιά στις επιστήμες και στην τεχνολογική έρευνα είναι κάτι το απόμακρο, ενώ η πρωτιά στις επιχειρήσεις δίνει την πραγματική ισχύ, η Κίνα έδωσε επίσης τις απαντήσεις: Το τρίτο τετράμηνο του 2012 η Lenovo αναρριχήθηκε στην κορυφή των κατασκευαστών προσωπικών υπολογιστών και σταθεροποιήθηκε στον θρόνο το 2013, με πωλήσεις 12.677.265 υπολογιστών (16,7% διεθνώς). Την ακολουθούν οι αμερικανικές HP και Dell (στη 2η και στην 3η θέση), με τις ταϊβανέζικες Acer και Asus στην 4η και στην 5η θέση. Αν προσθέσει κανείς τα μερίδια αγοράς μόνο αυτών των τριών επιχειρήσεων της ηπειρωτικής και της νησιωτικής Κίνας, βλέπει ότι το 31% των PC της υφηλίου (σχεδόν ο ένας στους τρεις) έχει... χρώμα κίτρινο. Πόσω μάλλον αν προσθέσει και τα ποσοστά των υπόλοιπων ασιατικών επιχειρήσεων.    

 

Τη ραγδαία επέλαση των Κινέζων στην αγορά των υπολογιστών δεν την παρακολουθούν εναγωνίως μόνον οι Αμερικανοί, αλλά και οι εξαιρετικά τολμηροί στην τεχνολογία Νοτιοκορεάτες. Ενδεικτικό της ανησυχίας τους είναι ότι η Samsung και η LG - παρά την τεράστια επιτυχία τους στις τηλεοράσεις, στα tablets και στα έξυπνα κινητά τηλέφωνα - σταμάτησαν από εφέτος να παράγουν PC και φορητούς υπολογιστές (laptops). Πού σκοπεύουν άραγε να ρίξουν το βάρος της μελλοντικής παραγωγής τους;

Μια πρώτη γεύση της μεταστροφής πήραμε στα μέσα Ιουλίου, όταν η Samsung εξαγόρασε την αμερικανική SmartThings, μια εταιρεία λογισμικού που επιτρέπει τον έλεγχο κάθε οικιακής συσκευής μέσω του κινητού τηλεφώνου. «Ουδέν εντυπωσιακόν» θα πείτε ίσως, καθώς έχουν προηγηθεί οι αντίστοιχες κινήσεις της Google με τη Nest και της Apple με το HomeKit: όλοι τρέχουν να πιάσουν θέση στον μαραθώνιο για το «Διαδίκτυο των Πάντων» (Internet of Things). Ωστόσο η Samsung είχε έτοιμο έναν παραπάνω άσο στο μανίκι.

Στις 12 Οκτωβρίου 2014 ανακοίνωσε ότι ανέπτυξε τεχνολογία που πενταπλασιάζει την ταχύτητα των δικτύων ασύρματης διαδικτύωσης Wi-Fi (βλ.http://global.samsungtomorrow.com/?p=43234). Συγκεκριμένα, η τεχνολογία της Samsung «802.11ad 60 GHz Wi-Fi» επιτρέπει τη διακίνηση 585 ΜΒ ανά δευτερόλεπτο, έναντι των 108 ΜΒ ανά δευτερόλεπτο των τωρινών δικτύων. Οπότε το «κατέβασμα ταινιών» - που σε μια καλή ανάλυση φθάνουν συνήθως το 1,5 GB - θα είναι πλέον υπόθεση τριών δευτερολέπτων. Στην πράξη, καταπώς ισχυρίζεται η Samsung, η τεχνολογία της φθάνει ως και σε δεκαπλασιασμό της ταχύτητας των τωρινών δικτύων 2,4 GHz και 5 GHz Wi-Fi, λόγω του ότι απαλείφει τις παρεμβολές, ανεξάρτητα από τον αριθμό των συσκευών που χρησιμοποιούν το ίδιο δίκτυο. Η ζώνη των 60 GHz είναι εξίσου ελεύθερη παγκοσμίως, όπως ήταν και εκείνες των 2,4 GHz και 5 GHz Wi-Fi, οπότε η Samsung σκοπεύει να αρχίσει την εμπορική διάθεση της νέας τεχνολογίας της από τις αρχές του 2015.

  

Φωτογραφία σε μεγέθυνση του πρώτου ιαπωνικού νανολαμπτήρα

Ο τρίτος που παρακολουθεί με ανησυχία την αλματώδη τεχνολογική πρόοδο της Κίνας είναι η Ιαπωνία. Και το κάνει βέβαια με ένα αίσθημα déjà vu, καθώς ήταν αυτή που μεταπολεμικά διέγραψε παρόμοια πορεία. Ξεκίνησε ως βιομηχανική βάση με φθηνά εργατικά χέρια και πέρασε στη μαζική απομίμηση δυτικής τεχνολογίας, μέχρις ότου έφθασε να διεκδικεί πρωτιές σε πάμπολλους ποιοτικούς τομείς, από τα οπτικοακουστικά μέσα ως τους υπολογιστές. Αλλά η φάση στην οποία  βρίσκεται τώρα η Ιαπωνία είναι εκείνη της αιχμής και στη βασική έρευνα. Ιδού ένα τρανταχτό παράδειγμα: Οπως θα διαβάσατε ήδη στο ΒΗΜΑscience, το Νομπέλ Φυσικής 2014 το μοιράστηκαν οι τρεις ιάπωνες εφευρέτες της γαλαζωπής φωτοδιόδου που οδήγησε στους τωρινούς λαμπτήρες οικονομίας LED. Εκείνο που μάλλον δεν γνωρίζετε είναι ότι εφέτος οι Ιάπωνες βρήκαν τεχνολογία για λαμπτήρες... 100 φορές οικονομικότερη και από εκείνη των LED!

Για να αντιληφθούμε το πώς συμβαίνει αυτό, ας ξεκινήσουμε με ένα κοινό πλαίσιο αναφοράς: Οι λαμπτήρες LED δεν απαυγάζουν το φως τους από μία μόνο λυχνία - όπως συνέβαινε παλιά στους λαμπτήρες πυράκτωσης - αλλά από ένα καφασωτό πλέγμα (κυψέλη) μικρότερων λαμπτήρων της μιας φωτοδιόδου έκαστος. Παρόμοιο καφασωτό φωτοδιόδων βρίσκεται και πίσω από τις οθόνες LED που έχουν οι υπολογιστές μας ή οι τηλεοράσεις μας. Στα είκοσι χρόνια που μεσολάβησαν αφότου οι τρεις εφετινοί νομπελίστες ανακάλυψαν τα LED, οι τεχνολογίες κατασκευής τους επέτρεψαν την άντληση φωτεινότητας εκατοντάδων Lumen ανά Watt ηλεκτρικής ενέργειας που κατανάλωναν. Ηταν μια επίδοση εξαιρετική, που καθιέρωσε τα LED όχι μόνο στον φωτισμό χώρων αλλά και στα φανάρια των αυτοκινήτων και στις οθόνες τηλεοράσεων, υπολογιστών, τηλεφώνων και λοιπών φορητών συσκευών. Ωστόσο η όρεξή μας για όλο και μεγαλύτερη ενεργειακή αυτονομία των έξυπνων συσκευών μας (άρα και των οθονών τους) είναι ακόρεστη. Μήπως θα μπορούσαμε να έχουμε οθόνες το ίδιο φωτεινές αλλά υποπολλαπλάσια ενεργοβόρες; Οι ερευνητές του ιαπωνικού πανεπιστημίου Tohoku ανακοίνωσαν στις 14 Οκτωβρίου 2014 ότι βρήκαν την απάντηση με το να… επιστρέψουν στους καθοδικούς σωλήνες νανοσκοπικά (βλ. scitation.aip.org/content/aip/journal/rsi/85/10/10.1063/1.4895913).  

Οι καθοδικοί σωλήνες - για όσους τους θυμούνται - φώτιζαν τις οθόνες μας με βομβαρδισμό ηλεκτρονίων πάνω σε μια φωσφορούχο επιφάνεια. Υπήρχε δηλαδή μια κάθοδος που έστελνε με αστραπιαία ταχύτητα ριπές ηλεκτρονίων στην οθόνη, μέσω ενός σωλήνα κενού. Καθώς αυτά τα ηλεκτρόνια «γάζωναν» τη φωσφορούχο επιφάνεια, τη διήγειραν και τη φώτιζαν. Οι ερευνητές του Tohoku University σκέφθηκαν ότι αν μπορούσαν να φτιάξουν μυριάδες μικροσκοπικούς καθοδικούς σωλήνες, θα μπορούσαν ίσως να πάρουν την επιθυμητή φωτεινότητα με πολύ λιγότερη κατανάλωση ενέργειας. Αποδείχθηκε ότι είχαν δίκιο.

Το υποκατάστατο του καθοδικού σωλήνα στη νανοκλίμακα δεν ήταν άλλο από τους πασίγνωστους πια νανοσωλήνες άνθρακα. Είναι οι θαυματουργών ιδιοτήτων σωλήνες από «μονοατομικό κοτετσόσυρμα άνθρακα» - ένα σωληνωτό πλέγμα πολύ λεπτότερο από ανθρώπινη τρίχα. Οι ερευνητές «έβαψαν» την επιφάνεια της καθόδου με υψηλής κρυσταλλικότητας τέτοιους νανοσωλήνες άνθρακα και, όταν «άναψαν» την κάθοδο, μέτρησαν στη φωσφορούχο άνοδο φωτεινότητα 60 Lumen ανά Watt.

H φωτεινότητα αυτή κατατάσσει την οθόνη από «νανολυχνίες» μεταξύ εκείνων από φωτοδιόδους (LED, 100 Lumen/Watt) και εκείνων από οργανικές φωτοδιόδους (OLED, 40 Lumen/Watt). Ωστόσο υπάρχει μία ακόμη θεαματική παράμετρος: Το εξαιρετικά λεπτό πάχος των τριχιδίων νανοάνθρακα είναι περίπου χίλιες φορές μικρότερο των κλασικών θερμιονικών καθόδων. Οπερ σημαίνει ότι οι δέσμες ηλεκτρονίων που θα μπορούμε να εκπέμπουμε θα είναι χίλιες φορές πυκνότερες... άρα για μια οθόνη ανάλογης φωτεινότητας με εκείνη των LED θα χρειαζόμαστε πολύ λιγότερη ενέργεια. Οι ιάπωνες ερευνητές τη μέτρησαν στην πράξη και τη βρήκαν 100 φορές μικρότερη. Φυσικά αυτό το λαμπρό επιστημονικό επίτευγμα δεν εγγυάται από μόνο του την παραμονή της Ιαπωνίας στην αιχμή της τεχνολογίας για το υπόλοιπο του αιώνα. Είναι όμως ένα παράδειγμα προς μίμηση, τόσο από γίγαντες εν παρακμή όσο και από νάνους εν χρεοκοπία. Θυμίζει άλλωστε τόσο πολύ το λεχθέν από έναν άλλο περίφημο νομπελίστα της Φυσικής, τον βρετανό sir Ernest Rutherford:«Κύριοι, τα χρήματα μάς τελείωσαν. Είναι καιρός να αρχίσουμε να σκεφτόμαστε».