Контур обречённых

Он взял лист бумаги (чистый, не тот, что со схемой — те листы уже лежали под стеклом на столе, как неофициальный экспонат) и нарисовал прямоугольник.

— Графический процессор, GPU, — это матричный умножитель. Он состоит из тысяч ядер, каждое из которых выполняет одну и ту же операцию над разными данными. Это называется SIMD — Single Instruction, Multiple Data. Одна инструкция, много данных. GPU хорош, когда тебе нужно перемножить две матрицы размером тысяча на тысячу. Все ядра делают это одновременно, параллельно, быстро. Но есть нюанс.

Он нарисовал внутри прямоугольника маленькие квадратики.

— Каждое ядро работает с фиксированной точностью. Тридцать два бита. Или шестнадцать, если ты используешь половинную точность. Это как конвейер, штампующий одинаковые детали. Деталь может быть чуть больше или чуть меньше, но допуск фиксирован. Если тебе нужна деталь с другим допуском — извини, меняй конвейер.

— А «Резонатору» нужна переменная точность, — сказала Лиза. — Я посчитала ночью.

— Да, — подтвердил Матвей. — Вероятностные веса. Каждый вес — не число, а распределение. Когда система «уверена» в параметре, распределение узкое, и ей достаточно малой точности. Когда система «не уверена» — распределение широкое, и точность нужна высокая, чтобы не потерять хвосты. Это не константа. Это переменная, которая меняется в процессе вычисления.

— Именно, — кивнул Илья. — Это разница между конвейером и скрипачом. Скрипач каждую ноту берёт чуть по-разному, поскольку музыка этого требует. GPU — для конвейера. А для скрипача нужно другое железо.

— И какое? — спросила Ася.

— Первое, что приходит в голову, — фотонные сопроцессоры. Свет вместо электронов. Фотоны не греются, не сталкиваются сами с собой, операции линейной алгебры выполняются буквально со скоростью света. Проблема — нелинейности.

— Объясни, — сказала Ася.

— Нейросеть учится благодаря нелинейным функциям активации. Сигмоид, ReLU, GELU — всё это нелинейности. Если бы их не было, вся сеть была бы одним большим линейным преобразованием, и никакой глубины обучения не получалось бы. Фотоны — линейные. Они почти не взаимодействуют между собой. Чтобы получить нелинейность в фотонике, нужна среда с сильным эффектом Керра — такой материал, в котором показатель преломления меняется в зависимости от интенсивности света. Существующие материалы либо дороги, либо нестабильны, либо и то и другое.

— А второй вариант? — спросил Матвей, хотя уже догадывался об ответе.

— Арсенид галлия, — сказал Илья. — GaAs. — Он достал из рюкзака небольшой герметичный контейнер, в котором лежала пластинка тёмно-серого цвета с металлическим отливом. Все склонились над ней, как над реликвией.

— Это полупроводник, — продолжал Илья, — который работает на частотах, недоступных кремнию. Кремний — до единиц гигагерц. GaAs — до сотен гигагерц. Он применяется в СВЧ-электронике, радарах ПВО, спутниковых транспондерах. Для нейросетей почти не применялся — считается капризным материалом. Высокая плотность дефектов, сложность легирования, цена подложек.

— Тогда почему мы его рассматриваем? — спросила Ася.

— Потому что он позволяет делать нелинейные операции значительно эффективнее кремния. В GaAs электроны движутся быстрее, переходы между энергетическими уровнями происходят резче, и это физическое свойство, а не программная эмуляция. Нелинейность получается не через софт, а через физику материала. Это именно то, что нужно «Резонатору».

— Гибрид, — сказала Лиза. — Ты хочешь совместить оба подхода.

— Да. — Илья взял ещё один лист и начал рисовать архитектуру. — Фотонный сопроцессор — для линейной алгебры. Матричные умножения — это девяносто процентов вычислительной нагрузки современных нейросетей. Свет делает это мгновенно и без нагрева. GaAs-чип — для нелинейных активаций и рекуррентных связей. Кремниевый CPU — как дирижёр и контроллер памяти. Три типа процессоров, соединённых оптоволоконными линиями и медными шинами.

— Оркестр, — сказал Матвей, вспоминая вчерашнюю метафору.

— Оркестр, — подтвердил Илья. — Струнные играют мелодию, духовые дают гармонию, дирижёр держит темп. Но есть ещё одна проблема.

— Какая?

— Тепло. Даже свет, проходя через волноводы, частично рассеивается. GaAs-чип греется прилично. Если мы соберём всё это в одной стойке, мы получим не вычислитель, а обогреватель.

— Решение? — спросила Лиза.

— Микроканальное охлаждение. Помните суперкомпьютеры Cray? У них была система жидкостного охлаждения, где диэлектрическая жидкость прокачивалась через микроканалы прямо в процессорных платах. Fluorinert от 3M — жидкость, которая не проводит ток и выносит тепло напрямую к теплообменнику. Мы можем сделать аналог. Каналы толщиной пятьдесят микрон, жидкость на основе перфторуглерода, пассивный теплообменник на задней стенке стойки.

— Ты это серьёзно? — спросила Ася.

— Абсолютно. Я проектировал системы охлаждения в «Росатоме». Пятьдесят микрон — это грубо по сравнению с тем, что мы там делали. Там были каналы по пятнадцать микрон.

— И ты можешь это сделать здесь? В наших условиях? В гараже?

— Не в гараже. В коворкинге Академпарка. У них есть доступ к фрезерным станкам с ЧПУ. Остальное — руки, голова и время.

— И деньги, — сказала Лиза. — Кстати, о деньгах.

Она открыла ноутбук, на котором был загружен сайт Фонда Бортника. Сайт, как обычно, висел — страница обновлялась тридцать секунд, потом вываливалась ошибка 502, потом снова загружалась. Интерфейс был образца двухтысячных годов: жёлтые поля для ввода текста, синие ссылки, кнопка «Прикрепить файл», которая работала через JavaScript-библиотеку, несовместимую с современными браузерами. Лиза уже потратила полчаса, пытаясь загрузить документы в форматах, которые между собой несовместимы: бизнес-план требовал PDF, смета — Excel, техническое описание — Word, но веб-форма принимала только PDF, а конвертация из Word в PDF через бесплатный онлайн-сервис добавляла водяной знак «Trial Version».

— Программа «Умник», — сказала она. — Полмиллиона рублей. Выдают физлицам на карту, для коммерциализации потом придётся ИП открывать. Этого хватит на первую партию компонентов, если мы найдём поставщика.

— А с поставщиками проблема, — сказал Илья. — Я ночью проверил. Вычислительные чипы на GaAs в России не производятся. Единственный завод в Зеленограде делает GaAs-компоненты для СВЧ-электроники, но не для вычислителей. Их кристаллы не подходят — у них другая топология легирования, заточенная под радиочастоты. Нам нужны либо тайваньский WIN Semiconductors, либо американская Qorvo.

— И те и другие под санкциями, — сказала Лиза.

— Именно.

Повисла пауза. Дождь за окном усилился. Чай остыл. Кофе тоже. На столе лежали листы из лабораторного журнала со схемами, распечатки статей, пластинка GaAs в герметичном контейнере и ноутбук с зависшим сайтом грантового фонда. Будущее выглядело сложным, дорогим и юридически неопределённым.

— Нам нужен грант, — сказал Матвей. — Без гранта мы не купим компоненты. Но если мы получим грант, мы должны купить компоненты легально — с документами, с поставщиками, с отчётностью. А легально купить их нельзя.

— Можно, — сказала Лиза. — Если построить цепочку параллельного импорта.

Илья поднял бровь.

— Параллельный импорт, — пояснила она, — это когда ты покупаешь товар не напрямую у производителя, а через цепочку посредников из стран, которые не присоединились к санкциям. Постановление Правительства РФ номер пятьсот шесть от две тысячи двадцать второго года это легализовало. Это не контрабанда. Это законный механизм.

— Звучит как контрабанда, но с документами, — сказал Илья.

— В этом и суть, — сказала Лиза. — Схема такая: российское юрлицо покупает компоненты у казахстанского посредника. Казахстанский посредник — у сингапурского дистрибьютора. Сингапурский дистрибьютор — у тайваньского производителя. Каждое звено оставляет свою маржу, но предоставляет легальные документы. Таможня пройдена, НДС уплачен. Единственные проблемы — цена вырастет процентов на сорок, и сроки растянутся на три месяца.

— Три месяца, — повторил Матвей. — Это много.

— Это лучше, чем никогда.

— А как мы отчитаемся за грантовые деньги перед Фондом? — спросила Ася. — Фонд требует документов от официального поставщика. Если официальный поставщик — казахстанский посредник, а не производитель, это нормально?

— Да, — сказала Лиза. — Потому что для Фонда официальный поставщик — это тот, кто выставил счёт и чьи реквизиты указаны в платёжке. Им неважно, где именно посредник взял товар. Им важно, чтобы документы были в порядке.

— Это лазейка, — сказала Ася.

— Это адаптация, — сказала Лиза.

— А разница? — спросила Ася.

Лиза не ответила. Спор между Асей и Лизой был не просто спором двух разных темпераментов. Это был спор двух разных этик. Ася видела мир в категориях «честно — нечестно», «прозрачно — непрозрачно», и любое отклонение от прямого пути вызывало у неё тревогу. Лиза видела мир в категориях «работает — не работает», «законно — незаконно», и пока путь был законным, она шла по нему без лишних сомнений. Обе были правы. Обе это знали. И от этого спор становился только острее.

— Мы сейчас решаем проблему или обходим запрет? — спросила Ася.

— Мы решаем проблему, — сказал Илья. — Запрет — это не наша проблема. Его придумали люди, которые никогда не покупали GaAs на грантовые полмиллиона.

— Я хочу, чтобы мы запомнили этот момент, — сказал Матвей. Он говорил медленно, взвешивая каждое слово. — Когда-нибудь мы станем достаточно большими, чтобы не обходить правила, а менять их. Вот тогда и решим, кто мы были — хитрецы или первопроходцы.

Ася записала в блокнот. Теперь на странице было два вопроса, которые не имели немедленного ответа: «Кому принадлежит идея, которую никто не понимает?» и новый: «Является ли адаптация к несправедливым правилам формой согласия с ними? Или это единственный способ дожить до момента, когда правила можно будет изменить?»

Они провели за заполнением грантовой заявки ещё четыре часа. Лиза переписывала бюджетную смету трижды, потому что курс доллара скакал, а стоимость компонентов зависела от курса. Матвей переписывал техническое обоснование, пытаясь объяснить концепцию вероятностных весов так, чтобы её понял эксперт, который, возможно, никогда не слышал о Карле Фристоне и теории свободной энергии. Ася проверяла каждый пункт на соответствие формальным требованиям, потому что формальные требования — это первое, на чём отсеивают невнимательных. Илья уехал в Академпарк — договариваться об аренде рабочего места в коворкинге.

Когда он вернулся, заявка была почти готова. Оставалось только одно: звонок патентному поверенному.

— Мы договаривались на завтра, — напомнила Лиза.

— Завтра будет поздно, — сказал Матвей. — Если мы подаём заявку на грант, мы должны быть уверены, что наша интеллектуальная собственность защищена. Грантовая заявка — это публичный документ. Как только мы её подадим, любой эксперт, читающий заявку, сможет взять нашу идею и реализовать её сам. Нам нужен приоритет.

— Хорошо, — сказала Лиза и снова набрала номер Чегодаева.

На этот раз он снял трубку после первого гудка.

— Я помню, — сказал он, не здороваясь. — Завтра в десять. Но раз вы звоните сегодня — значит, что-то изменилось. Говорите.

Лиза объяснила про грантовую заявку, про необходимость фиксации приоритета, про параллельный импорт и про то, что им нужен не просто патентный поверенный, а человек, который понимает, как работать с технологиями, не вписывающимися ни в одну стандартную категорию.

Чегодаев помолчал. Потом сказал:

— Я приеду сегодня. Через два часа. Диктуйте адрес.

Ровно через два часа — не минутой раньше, не минутой позже — в дверь съёмной квартиры постучали. На пороге стоял человек, при виде которого все четверо замолчали.

Ему было лет пятьдесят четыре. Седой ёжик, очки в стальной оправе, рукопожатие сухое и твёрдое, без лишней силы, но с точным знанием того, сколько именно силы нужно. Одет он был в пиджак, который видел лучшие дни — может быть, в девяностых, а может, даже в восьмидесятых, — но сидел безупречно. Портфель был кожаный, потёртый, с латунными замками. От него пахло не одеколоном, а старыми документами и, как ни странно, машинным маслом — как будто он приехал не из юридической конторы, а из заводской лаборатории.

— Чегодаев, — представился он. — Владимир Сергеевич. Патентный поверенный. Бывший офицер юридической службы Военно-воздушных сил. Уволился в девяносто первом, когда понял, что в стране грядёт передел собственности, и переквалифицировался. С тех пор видел всё: от стартапов-однодневок до патентных войн на миллиарды долларов. А теперь показывайте, что у вас.

Они провели его на кухню, к столу, где лежали листы из лабораторного журнала, распечатки, ноутбук и пластинка GaAs. Чегодаев сел, достал из портфеля очки в тонкой золотой оправе (вторые, для чтения), и минут пятнадцать молча изучал схему «Резонатора». Он не задавал вопросов. Он читал формулы, как другие читают газету — спокойно, внимательно, переходя от строки к строке с равномерной скоростью.

Наконец он снял очки, устало протёр глаза пальцами и сказал:

— Как я уже говорил вам по телефону, добро пожаловать в страну, где закон — не правило, а переговорная позиция. Вы это уже поняли с вашим импортом. Дальше будет интереснее.

— Мы хотим зафиксировать приоритет, — сказала Лиза.

— Правильно хотите. Что вы сделали на текущий момент?

Лиза изложила план: нотариально заверенный конверт с описанием алгоритма, режим коммерческой тайны по статье тысяча четыреста шестьдесят пятой ГК РФ, общество с ограниченной ответственностью как организационная форма.

Чегодаев кивнул.

— База у вас верная. Но неполная. Слушайте внимательно, я объясню только один раз, потому что повторение — удел учебников, а вы, судя по всему, люди умные.

Он достал из портфеля лист бумаги и начал писать — от руки, мелким, чётким почерком, каким пишут люди, привыкшие заполнять юридические документы от руки.

— Первое: нотариальный конверт — это хорошо, но недостаточно. Конверт фиксирует дату предъявления документа нотариусу. Он не фиксирует содержание документа с той степенью точности, которая нужна в суде. Поэтому мы сделаем так: описание алгоритма, подписанное всеми четверыми на каждой странице, заверяется нотариально в трёх экземплярах. Один — вам. Один — нотариусу. Один — мне, на хранение. Если через пять лет кто-то подаст патент на ту же архитектуру, мы предъявим все три экземпляра и выиграем спор о приоритете.

— Второе: режим коммерческой тайны — это правильный инструмент для защиты алгоритма как ноу-хау. Но он требует организационных мер. Вы должны вести журнал доступа к секрету производства. Каждый, кто имеет доступ к алгоритму, должен расписаться в этом журнале. Каждая копия алгоритма должна быть учтена. Если вы этого не сделаете, а через три года кто-то из ваших же сотрудников уйдёт к конкурентам и унесёт идею, вы не сможете доказать, что он нарушил режим тайны. Потому что режима тайны не было — был только конверт.

— Третье: ООО — это хорошая форма для старта. Но имейте в виду: если вы будете выводить деньги через дивиденды, а компания обанкротится, кредиторы могут попытаться привлечь вас к субсидиарной ответственности. Поэтому в будущем, когда появятся серьёзные контракты, переходите на холдинговую структуру с ЗПИФом.

Он остановился, посмотрел на пластинку GaAs, лежавшую на столе.

— Это у вас образец? — спросил он.

— Да, — сказал Илья. — Из старых запасов «Росатома». Списанный, некондиционный. Но для тестов подойдёт.

— Похвально, — сказал Чегодаев. — Теперь о параллельном импорте. Я знаю таможенного брокера в Новосибирске. Он специализируется на высокотехнологичном оборудовании. Он понимает, как маркировать высокочастотные GaAs-компоненты, чтобы они прошли таможню без проволочек. Не потому что он нарушает закон — потому что он знает закон лучше тех, кто его пишет. Я дам вам его контакты. Когда получите грант — звоните.

— А если не получим? — спросила Ася.

— Получите, — сказал Чегодаев. — Потому что российское право в сфере интеллектуальной собственности — это не свод запретов. Это набор инструментов, каждый из которых работает в определённых условиях. Ваша задача — не жаловаться, что инструменты несовершенны, а выбирать правильный инструмент для правильного момента. Грант — это тоже инструмент. Всего лишь инструмент. Вы его получите, потому что умные люди с хорошей идеей всегда получают грант Фонда Бортника, если правильно заполнили форму и не поленились приложить все документы. Фонд существует именно для таких, как вы. Просто большинство таких, как вы, не доходят до подачи заявки, потому что сайт висит.

Все четверо переглянулись. Чегодаев был прав про сайт, и это означало, что он действительно знал, о чём говорит.

— А ваша роль? — спросил Матвей. — Вы консультируете нас разово или...?

— Или, — сказал Чегодаев. — Я видел много стартапов. Большинство умирают не от отсутствия денег, а от юридической неграмотности. Инвесторы разводят, партнёры кидают, государство давит, конкуренты воруют. Тот, кто выживает, — это тот, кто понимает правила игры. Я помогу вам понимать правила. Не из альтруизма — у меня стандартная ставка патентного поверенного. Просто я люблю свою работу. Особенно когда клиенты — не очередные «хотели бы запатентовать вечный двигатель», а люди с настоящей идеей. А у вас, — он снова посмотрел на листы из лабораторного журнала, — настоящая идея. Сырая, дерзкая, скорее всего, неработоспособная в текущем виде. Но настоящая.

Он встал, собрал бумаги, убрал в портфель.

— Конверт готовьте. Завтра у нотариуса я буду с вами. Адрес и время я пришлю. Дальше — подавайте заявку на грант и начинайте строить ваш гибридный вычислитель. Когда заработает — звоните. Когда не заработает — тоже звоните. Я видел, как неработоспособные идеи становились работающими после правильной юридической упаковки. Это тоже часть инженерии, просто другая её ветвь.

Он пожал каждому руку и ушёл так же, как пришёл — ровно вовремя, без лишних слов, без прощаний. За окном снова начался дождь.

Вечером того же дня Илья получил от казахстанского посредника счёт на оплату — значит, цепочка работает и компоненты реально есть. Срок поставки после предоплаты — двенадцать недель.

— Три месяца, — сказал он, глядя в монитор. — И нужен аванс.

— Сколько? — спросил Матвей.

— Треть суммы. Я внесу своё выходное пособие и накопленные за годы в „Росатоме“ премиальные, — спокойно сказал Илья. — Это закроет треть аванса. После этого мой личный счёт действительно станет нулевым. Возможно, мама будет против такого решения, но… у меня всё равно нет других вариантов использования этих средств. Только вот, три месяца мы не можем строить прототип.

— Можем, — сказала Лиза. — Мы можем писать софт. Математическую логику вероятностных весов можно отлаживать на кремниевых эмуляторах — просто считать нелинейности софтом, а не физикой. Медленно, неэффективно, но можно. Зато к моменту, когда GaAs-чипы придут, у нас будет готовое программное ядро, и мы сразу увидим, где софтовое приближение расходится с реальным железом.

— А математический аппарат? — спросила Ася.

— Я займусь, — сказала Лиза. — Струнная компактификация данных. Я покажу, как сворачивать многомерные тензоры в пространства Калаби-Яу. Это ускорит поиск корреляций на порядки. Теоретически.

— А я займусь нейромодуляторами, — сказал Матвей. — Тем, что мы обсуждали вчера: дофаминовый контур, норадреналиновый контур, ацетилхолиновый. Архитектурные аналоги. Если мы хотим, чтобы «Резонатор» не галлюцинировал, мы должны встроить модуляцию прямо в архитектуру, а не добавлять её потом.

Илья кивнул. Он уже открыл файл с документацией на кремниевый эмулятор, который они скачали из репозитория с открытым кодом (ещё одно спасибо мировому научному сообществу, которое пока не было их конкурентом, а было их фундаментом). Эмулятор был медленный, сырой, требовал странных зависимостей и не работал под Windows. Но это было хоть что-то.

Ночью они сидели в коворкинге Академпарка — Илья договорился о круглосуточном доступе за скромную доплату. Коворкинг был пуст: обычные резиденты расходились по домам к восьми вечера. Горел только свет над их угловым столом, где они расставили ноутбуки, распечатки и термосы. За окном чернели сосны. Где-то вдалеке, над темным массивом леса, высилась труба ТЭЦ — три красных огонька сигнальных маяков на фоне низкого ночного неба.

Матвей и Илья вышли на балкон. Дождь наконец прекратился. Воздух был свежий, почти осенний, хотя шёл июль.

— Три месяца, — сказал Матвей. — Пока наша заявка будет болтаться на экспертизе. Если за эти три месяца ожидания мы не напишем архитектуру, которая докажет, что мы вообще стоим этих грантовых денег, то... Идея без денег ничего не стоит.

— Это не так, — сказал Илья. — Идея без денег — это просто идея. Идея с деньгами — это ответственность. Ты просто боишься ответственности.

— Я боюсь, что ответственность измеряется не только деньгами, — Матвей не закончил. — Но и перед...

— Перед кем?

— Перед теми, кто поверит в нас. Перед теми, кто даст нам эти деньги. Перед теми, для кого мы всё это делаем. А главное — перед самой идеей. Если мы её уроним, никто другой её не поднимет. Потому что никто другой не понимает, что это такое.

Илья молчал. Он смотрел на огни Академгородка — редкие, разбросанные, но живые. В одном из этих огней, может быть, сидел сейчас такой же, как они, непризнанный аспирант со старыми листами бумаги, дешёвой ручкой и мечтой. Или будущий инвестор, который через фразу-другую вложит в них миллионы. Или будущий чиновник, который попытается их закрыть. Пока всё это было в будущем.

Пока было только настоящее: дождливый июль, четверо друзей, грантовая заявка и три месяца ожидания.

— Справимся, — сказал Илья. — Мы всегда справлялись.

— Мы никогда не делали ничего подобного.

— Тем интереснее.

Они вернулись в коворкинг. Ася уже засыпала над блокнотом — на последней странице было написано: «Вопрос: является ли адаптация к несправедливым правилам формой согласия с ними? Или это единственный способ дожить до момента, когда правила можно будет изменить?» Лиза настраивала среду для эмуляции — что-то командной строкой, быстро, без колебаний, как будто разговаривала с машиной на её родном языке.

Матвей сел за ноутбук и открыл новый файл. Назвал его «Резонатор_0_1_архитектура». Написал первую строку: «Цель данного документа — описать архитектуру вычислительной системы, основанной на принципе минимизации свободной энергии в пространстве вероятностных весов». Остановился. Перечитал. Продолжил.

За окном, в темноте, занимался новый день. Дождь кончился, но небо ещё не прояснилось — оно только начинало светлеть, как будто кто-то медленно поворачивал регулятор яркости. В лаборатории, которая пока существовала только в виде схем на старых листах бумаги и файлов на ноутбуке, начиналась работа. Долгая. Трудная. Вероятнее всего — безуспешная. Но настоящая.

Где-то в Петербурге, в юридической конторе, Владимир Сергеевич Чегодаев перечитывал копию их схемы, которую попросил оставить «для ознакомления» — разумеется, после того, как они подписали NDA; он был профессионалом и чужих тайн не крал. Он уже знал, что эти четверо — не очередные мечтатели с вечным двигателем. Он знал, что это серьёзно. И он уже начинал продумывать юридическую архитектуру, которая понадобится им не сегодня, не завтра, а через два-три года, когда игра станет по-настоящему крупной. Но это будет потом. Пока — первая заявка, первая поставка, первая строчка кода.

Пока — только начало.

Глава 3. Рождение прототипа: запах озона и горелого текстолита

Три месяца ожидания GaAs-компонентов превратились в три месяца непрерывной работы над программной архитектурой. Это было странное время — как если бы строители храма, заказав мрамор для колонн, вместо того чтобы сидеть сложа руки, начали возводить деревянную модель в натуральную величину: временную, недолговечную, но позволяющую увидеть будущее здание целиком. Кремниевый эмулятор, на котором они отлаживали «Резонатор», был медленным, как почта в девятнадцатом веке, но даже на нём идея, родившаяся на листе бумаги, начала обретать плоть.