На чем стоит цифровизация: оптоволокно, микропроцессоры и память

Главная сложность, с которой столкнулись IT-службы с наступлением пандемии, — массовый спрос на новые сервисы. Все необходимые решения уже давно были готовы: цифровая подпись, VDI-инфраструктура (виртуальные рабочие столы), сервисы по защите удаленного доступа и VPN-сети. Однако в конце марта потребовалось резко всё это масштабировать. «Ситуация, когда в нашей VPN-сети сидят одновременно 10 тыс. человек и никуда не выходят, оказалась даже для нашей компании в новинку», — рассказывает директор по стратегическому маркетингу сервисов компании «Яндекс» Андрей Себрант.

COVID-19 показал слабые места, так или иначе связанные с «железом». «Мы неожиданно оказались в ситуации, когда школьники оказались дома, и наши образовательные продукты, которые внедрялись медленно и пошагово, стали резко востребованы всеми. Нас ждало неприятное открытие — в стране существует сильное неравенство доступа в интернет и во многие населённые пункты нормальный интернет до сих пор не дошел», — говорит Андрей Себрант.

Нынешнюю ситуацию он сравнивает с масштабным тестом готовности всей системы к переходу в онлайн. И как это обычно бывает при тестировании — полезли баги. В первую очередь, выяснилось, что те, кто работает на рынке В2С, не всегда знают IT-возможности своего конечного потребителя. Например, во многих российских домах до сих пор элементарно нет компьютеров.

В отчете IDC «Итоги 2019 года на российском рынке ПК» утверждают, что в 2019 году «сегмент потребительских устройств переживал не лучшие времена». По данным аналитиков, и без того ненасыщенный российский рынок персональных компьютеров сократился на 7,8%, до 5,34 млн штук, по сравнению с предшествующим годом. Позитивную динамику отмечали только в коммерческом сегменте благодаря большому количеству проектов и обновлению ПК на фоне завершения поддержки Windows 7. По данным GfK, на 12 неделе 2020 года (период с 16 по 22 марта) продажи ноутбуков подскочили более чем вдвое по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Представитель Acer также подтвердил, что весной возник ажиотажный спрос и бизнесу не хватило «практически сотни тысячи устройств».

Другой вопрос — проблема последней мили: зачастую в стране не хватает широкого канала к конечному устройству. В Москве у пользователей есть доступ к технологии GPON, по которой в квартиру заводят оптоволоконный кабель с максимальной пропускной способностью до 1Гбит/с. Однако в остальной части России ситуация менее радужная. По информации МГТС, в крупных российских городах, таких как Челябинск или Миасс, количество абонентов GPON исчисляется десятками тыс., а в Санкт-Петербурге — сотнями тыс. человек.

Оптоволокно представляет собой нити из стекла, по которым информация идёт из точки, А в точку Б. По сути, это основа всей цифровизации, безальтернативный на сегодня канал передачи данных. Убери оптоволокно — не будет работать связь, потому что остальные среды передачи, такие как устаревший медный кабель, не справятся с нынешними требованиями к объемам интернет-трафика.

В России о собственном производстве оптоволокна задумывались регулярно, но первый и на данный момент единственный в России завод «Оптиковолоконные системы» открыли только в 2015 году. Лидирующие позиции в нашей стране на тот момент занимал американский производитель Corning, его доля на рынке колебалась между 50 и 60%, ещё по 15% делили другая американская компания OFS и японская Fujikura. Остальные 10% занимали нерегулярные и небольшие контракты между остальными мировыми производителями.

Сейчас «Оптиволоконные системы», по собственной оценке, занимают 20% отечественного рынка. «Это много, но наши мощности позволяют закрывать до 80% всех запросов российских покупателей оптоволокна, сейчас мы готовы производить 4 млн км оптических волокон ежегодно при общей потребности рынка в 5 млн км», — говорит генеральный директор компании Андрей Николаев.

Между тем в стране большие перспективы для развития этого направления. Во-первых, по данным «ТМТ Консалтинг», на конец 2019 года в России количество абонентов широкополосного доступа в интернет в сегменте частных лиц достигло 33,4 млн, а проникновение не превышало 60%. Объём рынка составил 143,3 млрд руб., и ему есть куда расти — ШПД на данный момент не охвачены 40% населения.

Во-вторых, ряд отечественных магистральных кабелей используется уже более 20 лет и вскоре потребует обновления, — стандартный срок службы оптоволоконного кабеля — 25 лет. По оценке J’son & Partners Consulting, в 2020—2030 гг. в стране предстоит заменить более 400 тыс. км волоконно-оптического кабеля. Модернизация инфраструктуры затронет операторов сетей связи общего назначения, операторов ведомственных сетей железных дорог, энергетики и нефтегазовой отрасли.

Третьим драйвером считается национальный проект «Цифровая экономика». По прогнозам, для его реализации рынку потребуется дополнительно 1,5—2 млн км оптоволоконного кабеля ежегодно. Еще одна потенциальная точка роста — развитие сетей 5G, для строительства которых также необходимо оптоволокно, и высокая заинтересованность в этом сотовых операторов, но здесь пока нет понимания со стороны военных, которые не хотят уступать необходимые частоты.

Сейчас АО «Оптиковолоконные Системы» производит телекоммуникационные оптические волокна стандартов G652 и G657А1 и готовится к производству трёх новых типов оптического волокна стандартов G651, G654 и G655. Это стандартный набор для многих производителей, однако в течение ближайших пяти лет продукция может стать более инновационной. Для этого, объясняет Андрей Николаев, необходимо создать конфигурацию «Покупатель — Производитель — Научный центр». Последние сейчас больше сфокусированы на производстве специальных оптоволокон, которые используются в лазерах или медицинской технике, их цена может доходить до $100 за 1 м. В то время как цена на оптоволокно в России держится в среднем на уровне $5—7 за 1 км.

Для сетей нового поколения необходимо оборудование с высокой пропускной способностью и на стороне конечного потребителя. Над подобными решениями работает компания Quantenna, которая была профинансирована «Роснано». Их продукцию используют в таких устройствах, как домашние точки доступа Wi-Fi, приставки цифрового телевидения (Set Top Boxes), Wi-Fi маршрутизаторы и мосты и прочие устройства, предназначенные для передачи HD видео и данных. Современные стандарты беспроводной связи Wi-Fi, чипы для которых они проектируют, позволяют передавать сигнал по беспроводной сети со скоростью до 10 Гбит/с.

Продукты другой компании, в которую ранее инвестировала «Роснано», NeoPhotonics, объединяют оптические компоненты в фотонные интегральные схемы, а их связывают в оптические модули и подсистемы. Эти технологии помогают производителям сетевого оборудования создавать быстрые, эффективные и компактные решения. Компания специализируется на продуктах, которые позволяют передавать данные со скоростью до 400 Гбит/с.

«Наш процессор нельзя назвать безусловным элементом цифровизации, просто перейти в цифру можно и без Baikal. Но подобные высокотехнологичные продукты, которые выступают основой для разработки отечественного оборудования и программного обеспечения, жизненно необходимы», — говорит генеральный директор «Байкал Электроникс» Андрей Евдокимов.

Компания, созданная Наноцентром «Т-нано» Фонда инфраструктурных и образовательных программ и АО «Т-Платформы», проектирует интегральные микросхемы и системы на кристалле на базе архитектур ARM и MIPS. Разработки предназначены для использования в энергоэффективных компьютерных и промышленных системах. Интегральные схемы — это большое количество полупроводниковых структур, расположенных на одной кремниевой пластине. Эта электронная схема занимается вычислениями, а самые известные и самые сложно устроенные интегральные схемы — микропроцессоры — используются в компьютерах и автоматизированных механизмах. Процессоры Baikal разрабатывают в России, а производят на фабрике компании TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) — крупнейшего контрактного производителя микроэлектронных компонентов.

«Если сильно упрощать, то мы берём программное обеспечение, которое позволяет разрабатывать микросхемы, частично берём готовые блоки, доступные на рынке, часть блоков разрабатываем сами и далее наши инженеры собирают их в единый механизм. Для простоты можно сказать, что на выходе получается „чертёж“ процессора, который можно будет использовать, например, в рабочей станции или в контроллере на промышленном станке. Затем TSMC производит его по нашим чертежам, продукция тестируется на специальном оборудовании, её собирают в разработанные для него корпуса и привозят к нам», — описывает процесс Андрей Евдокимов. Важно понимать, что при разработке процессора невозможно обойтись без широчайшего партнёрства с ведущими компаниями отрасли. Ни одна компания в мире не способна сейчас разработать процессор самостоятельно, а уж тем более обеспечить ему конкурентные характеристики. Даже такие компании, как Qualcom, Huawei и им подобные, работают по похожей бизнес-модели.

По словам Андрея Евдокимова, процесс разработки очень сложный и требует высокой квалификации инженеров. При этом Baikal — полностью российская разработка, его производительности достаточно, чтобы закрыть потребности в офисных приложениях. В конце прошлого года, сразу после презентации последнего процессора компании Baikal-M на «Открытых инновациях», «Байкал Электроникс» предоставила своим ключевым партнёрам — отечественным производителям оборудования и системным интеграторам — DBM-платы для разработки комплексных российских ИТ-решений. Весной 2020 года разработчики оборудования и ПО также получили предпромышленную версию платы в формате mini-ITX, на базе которой уже возможно построение прототипов конечных устройств.

Насчёт будущего продукции компании Андрей Евдокимов настроен позитивно — по его словам, пандемия только увеличит спрос на процессоры, потому что для бурного роста онлайн-образования и телемедицины необходимы подобные решения. Причём отечественным заказчикам важно, чтобы эти решения были российскими (чем ближе географически производитель, тем проще с ним договориться) и безопасными, — только в процессорах Intel за последние годы нашли несколько серьёзных уязвимостей.

Другой пример подобной инновации — продукция российского предприятия «Маппер», созданного вместе с голландской Mapper Lithography. При финансовой поддержке «Роснано» оно производит на территории Технополиса «Москва» электронно-оптические системы для безмасочной литографии. Литография — ключевой процесс производства интегральных микросхем, полупроводниковых приборов и некоторых сверхпроводниковых наноструктур. Электронно-лучевые линзы, которые серийно делаются на этом предприятии, до сих пор у нас в стране производились штучно и только в лабораториях.

«Стратегическая цель „Роснано“ при участии в создании этого завода заключалась в желании привнести в Россию передовые технологии электронной оптики, — рассказывал генеральный директор ООО „Маппер“ Денис Шамирян. — Теперь мы можем предоставить российским заказчикам услугу по производству микроэлектромеханических систем с европейским качеством. Через несколько лет заказы внутреннего рынка, скорее всего, будут перекрывать экспортные».

Искусственный интеллект — это зонтичное название для целого списка технологий, которые находятся на разных этапах зрелости и объединены заложенной в них способностью обучаться и принимать решения на основе этого обучения. Сюда можно отнести средства поиска в интернете, распознавание образов, роботизацию, текстовых и голосовых ассистентов (ботов), системы умного дома и автономное вождение. Уже сейчас технологии ИИ работают повсюду, от мобильного телефона до сталелитейного завода, где помогают сталеварам. После пандемии нас наверняка ждёт расцвет роботизации, ещё более активное развитие способов бесконтактной доставки, в том числе беспилотными автомобилями. К тому же системы ИИ помогают искать новые лекарства и делают лечение больных проще — всё это будет полезно и востребовано.

В последнем отчёте Массачусетского технологического института, посвящённом среднесрочным перспективам ИИ в Европе, говорится, что последние четыре года европейские компании активно внедряют этот куст технологий. Как показал опрос, к 2017 году 58% крупного бизнеса инициировали ИИ-проекты в своих организациях, а в 2019 году их уже было более 90%.