CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Сярод тых, хто чытае гэты тэкст, вядома, шмат спецыялістаў. І, вядома, усё выдатна разбіраюцца ў сваіх абласцях і добра ацэньваюць перспектыўнасць розных тэхналогій і іх развіццё. Пры гэтым гісторыя (якая "вучыць таму, што яна нічому не вучыць") ведае нямала прыкладаў, калі спецыялісты ўпэўнена рабілі розныя прагнозы і прамахваліся аб-о-о-вельмі моцна: 

  • «У тэлефона занадта шмат недахопаў, каб яго можна было сур'ёзна разглядаць як сродак камунікацыі. Прылада не ўяўляе для нас ніякай каштоўнасці», - пісалі спецыялісты. Western Union, тады найбуйнейшай тэлеграфнай кампаніі ў 1876 годзе. 
  • «У радыё няма будучыні. Лятальныя апараты цяжэйшыя за паветра немагчымыя. Рэнтгенаграфія апынецца падманам», - запальваў Уільям Томсан лорд Кельвін у 1899, і можна, вядома, жартаваць, што брытанскія навукоўцы запальвалі яшчэ ў XIX стагоддзі, але мы яшчэ доўга будзем вымяраць тэмпературу ў Кельвінах, і сумнявацца ў тым, што шматпаважаны лорд быў добрым фізікам, прычын няма. 
  • «Хто, чорт вазьмі, захоча чуць, як акцёры кажуць?», - казаў пра гукавое кіно Гары Ворнер, заснаваўшы Warner Brothers у 1927, адзін з лепшых экспертаў па кіно таго часу. 
  • "Няма прычын, па якіх каму-то патрэбен хатні кампутар", – Кен Олсан, заснавальнік карпарацыі Digital Equipment у 1977, незадоўга да ўзлёту хатніх кампутараў.
  • У наш час нічога не памянялася: "Няма ніякіх шанцаў, што iPhone атрымае значную долю рынку", – пісаў у USA Today гендырэктар Microsoft Стыў Балмер у красавіку 2007 перад трыўмфальным узлётам смартфонаў.

Можна было б радасна пацяшацца над гэтымі прагнозамі, калі б ваш пакорны слуга сам, напрыклад, не памыляўся даволі сур'ёзна ў сваёй вобласці. І калі б не бачыў, як масава памыляюцца многія і многія эксперты. Увогуле, назіраецца класічнае "ніколі такога не было, і вось зноў". І зноў. І зноў. Больш за тое, эксперты і спецыялісты асуджаныя на памылкі у многіх выпадках. Асабліва калі справа датычыцца праклятых экспанентных працэсаў. 

Ох ужо мне гэтая экспанента

Першая засада экспанентных працэсаў у тым, што нават ведаючы, як хутка яны растуць. у матэматычным сэнсе (за аднолькавы інтэрвал часу іх параметры мяняюцца ў аднолькавую колькасць разоў), на бытавым узроўні вельмі складана ўявіць сабе падобны рост. Класічны прыклад: калі зрушвацца на адзін крок наперад, то за 30 крокаў мы пройдзем 30 метраў, але калі кожны крок будзе расці па экспаненце, то праз 30 крокаў мы 26 разоў («Дваццаць шэсць разоў, Карл!!!») абагнем зямны шар па экватары:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: How to Think Exponentially and Better Predict the Future

Пытанне для праграмістаў: якую канстанту мы ўзводзім у ступень у гэтым выпадку?

АдказКанстанта роўная 2, г.зн. падваенне на кожным кроку.
Калі працэс экспанентна расце, гэта прыводзіць да хуткіх масавых змен, якія добра відаць няўзброеным вокам. Пышны прыклад прыводзіць Тоні Себа. У 1900 году на Пятай авеню ў Нью-Ёрку з працай можна было разглядзець самотны аўтамабіль сярод конных вазоў.

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
А ўсяго праз 13 гадоў на той жа вуліцы можна з цяжкасцю разглядзець самотную конную павозку сярод аўтамабіляў:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў

Аналагічную карціну мы назіраем, напрыклад, са смартфонамі. Гісторыя кампаніі Nokia, якая асядлала адну хвалю і была доўга лідэрам з вялікім адрывам, але не змагла ўпісацца ў наступную хвалю і амаль імгненна страціла рынак (паглядзіце цудоўную анімацыю з лідэрамі рынку па гадах), вельмі павучальная.


Усе камп'ютарныя спецыялісты ведаюць Закон Мура, які быў сфармуляваны ўвогуле для транзістараў і быў верны 40 гадоў. Некаторыя таварышы яго абагульняюць для электронных лямпаў і механічных прылад і сцвярджаюць, што ён дзейнічаў 120 гадоў. Экспанентныя працэсы зручна адлюстроўваць з лагарыфмічным маштабам шкалы, пры якім яны становяцца (амаль) лінейныя і відаць, што такое абагульненне мае права на існаванне:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Гэты і два наступных графіка з Moore's Law over 120 Years  

У лінейным маштабе рост выглядае неяк так:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў

І тут мы плаўна падыходзім да другой засадзе экспанентных працэсаў. Калі 120 гадоў рост быў такім, ці азначае гэта, што яшчэ хаця б 10 гадоў наша экспанента будзе захоўвацца?

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў

На практыцы высвятляецца, што не. У чыстым выглядзе хуткасць росту вылічэнняў ужо некалькі гадоў запавольваецца, што дазваляе казаць аб "смерці закона Мура":

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца:  Як Moore's Law ends, hardware acceleration takes center stage

Прычым цікава, што дадзеная крывая можа не проста выправіцца, але і пайсці наверх з новай сілай. Ваш пакорны слуга падрабязна апісваў, якім чынам гэта можа адбыцца. Так, тамака будуць іншыя вылічэнні (недакладныя нейросетевые), але ў выніку калі недакладныя лічыльнікі і механічныя калькулятары пашырылі шкалу да 120 гадоў, то і нейроакселераторы тамака суцэль дарэчныя. Зрэшты, мы адцягнуліся.

Важна разумець, што экспанентны рост можа спыніцца па тэхнічных, фізічных, эканамічных і сацыяльных прычынах (спіс няпоўны). І гэта другая буйная засада экспанентных працэсаў - правільна прадказаць момант, калі крывая пачне сыходзіць з экспаненты. Памылкі ў абодва бакі тут вельмі частыя.

Разам:

  • Першая засада экспанентнага росту паказчык расце нечакана хутка нават для спецыялістаў. І недаацэньваць экспаненту - зноў і зноў паўтараная традыцыйная памылка. Як казалі сапраўдныя суровыя прафесіяналы 100 гадоў таму: "Танкі, спадары, гэта мода, а кавалерыя вечная!"
  • Другая засада экспанентнага росту - у нейкі момант (часам праз 40 або 120 гадоў) ён сканчаецца, і сапраўды прадказаць момант завяршэння таксама няпроста. І нават закон Мура, ля смяротнага ложка якога пакінулі сляды сваіх капытоў многія тэхнічныя журналісты, можа вярнуцца ў строй з новай сілай. І мала не здасца! 

Экспанентныя працэсы і захоп рынкаў

Калі казаць аб бачных зменах вакол нас і аб рынку, то цікава паглядзець, як розныя тэхналогіі заваёўвалі рынак. Зручней за ўсё гэта рабіць на прыкладзе ЗША, дзе ўжо больш за 100 гадоў розныя віды рынкавай статыстыкі вядуцца адносна дакладна: 

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: You Are What You Spend 

Вельмі цікава і павучальна глядзець, як доля дамоў з праваднымі тэлефонамі плаўна расла, а потым рэзка асела на чвэрць у гады. Вялікай дэпрэсіі. Доля дамоў з праведзенай электрычнасцю таксама расла, але асела значна слабей: людзі не былі гатовы адмаўляцца ад электрычнасці, нават калі не хапала грошай. А распаўсюджванне хатняга радыё вялікі эканамічны крызіс увогуле амаль не адчула, усім апошнія навіны былі цікавыя. Ды і платы за выкарыстанне, у адрозненне ад тэлефона, электрычнасці ці машыны, у радыё няма. Дарэчы, узлёт асабістых аўтамабіляў, які быў перапынены вялікай дэпрэсіяй, аднавіўся толькі праз 20 гадоў, правадныя тэлефоны аднавіліся праз 10 гадоў, а электрыфікацыя дамоў - праз 5.

Добра відаць, што распаўсюджванне кандыцыянераў, мікрахвалёвак, кампутараў і смартфонаў праходзіла значна хутчэй, чым ішоў ахоп новымі тэхналогіямі раней. З долі ў 10% да 70% рост часта праходзіў усяго за 10 гадоў. Тэхналогіям пачатку стагоддзя для такога ж росту часта патрабавалася больш за 40 гадоў. Адчуйце розніцу!

З пацешнага асабіста для аўтара. Ацэніце, як з 60-х гадоў даволі сінхронна раслі пральныя машыны і сушыльныя машыны для бялізны. Пацешна, што ў нас другія амаль невядомыя. І калі ў ЗША з нейкага моманту іх, як правіла, куплялі парай, то ў нас госці вельмі часта задаюць пытанне: "А навошта вам дзве прання?". Даводзіцца з сур'ёзным выглядам адказваць, што другая - пра запас, на выпадак, калі першая зламаецца. 

Яшчэ звернеце ўвагу на падзенне дзелі пральных машын. У той момант вельмі распаўсюдзіліся грамадскія пральні пункты, куды можна было прыйсці, загрузіць бялізну ў машыну, вымыць і пайсці. Танна. Падобныя пункты і зараз вельмі распаўсюджаныя ў ЗША. Гэта прыклад сітуацыі, калі бізнес-мадэль канкрэтнага рынку мяняе долю пранікнення тэхналогіі і структуру продажаў (лепш прадаюцца дарагія прафесійныя машыны ў антывандальным выкананні).

Паскарэнне працэсаў асабліва прыкметна ў апошнія гады, калі масавае пранікненне тэхналогій стала па мерках пачатку 20 стагоддзі імгненным (за 5-7 гадоў):

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: The Rising Speed ​​of Technological Adoption (графік па спасылцы інтэрактыўны!)

Пры гэтым імклівы ўзлёт адной тэхналогіі – гэта часта падзенне іншай. Узлёт радыё азначаў ціск на рынак газет, узлёт мікрахвалёвак зніжаў попыт на газавыя духоўкі і г.д. Часам канкурэнцыя была больш прамой, напрыклад, узлёт касетных магнітафонаў кардынальна знізіў попыт на вінілавыя пласцінкі, а ўзлёт CD – попыт на касеты. А торэнт забіў іх усіх з ростам лічбавага распаўсюджвання музыкі прыбыткі індустрыі зваліліся больш, чым у 2 разу (графік абведзены жалобнай чорнай рамачкай):

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: The REAL Death Of The Music Industry 

Аналагічнай выявай па экспаненце расце колькасць зробленых фатаграфій, больш за тое — у апошні час з пераходам у лічбу хуткасць росту моцна вырасла. Таму "смерць" аналагавых фота была па гістарычных мерках "імгненнай":

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: https://habr.com/ru/news/t/455864/#comment_20274554 

Поўная драматызму гісторыя кампаніі Кодак, Якая па іроніі лёсу вынайшла лічбавую камеру і прапусціла экспанентны ўзлёт лічбавай фатаграфіі, лімітава павучальная. Але асноўнае, чаму вучыць гісторыя, - што яна нічому не вучыць. Таму сытуацыя будзе паўтарацца зноў і зноў. Калі верыць статыстыцы - з паскарэннем.

Разам: 

  • Можна атрымаць вялікую карысць для прагназавання, вывучаючы паскарэнне і запаволенне росту рынкаў у апошнія 100 гадоў.
  • Хуткасць укаранення інавацый у сярэднім павялічваецца, а значыць, колькасць ілжывых прагнозаў будзе расці. Будзьце асцярожныя…

Пераходзім да практыкі

Вы, вядома, думаеце, што ўсё гэта даволі проста, зразумела, і, увогуле, улічваць усё гэта ў прагнозах не занадта складана. Гэта вы дарма... Зараз пачнецца самае цікавае... Прышпіліліся?

Нядаўна Ігар Сечын, выканаўчы дырэктар Раснафты, выступаў на Пецярбургскім міжнародным эканамічным форуме, дзе, у прыватнасці, сказаў: «У выніку ўклад альтэрнатыўнай энергетыкі ў сусветны энергабаланс застанецца параўнальна невялікім: да 2040 года ён павялічыцца з бягучых 12 да 16 працэнтаў.». Хто-небудзь сумняваецца ў тым, што Сечын - спецыяліст у сваёй вобласці? Думаю, не. 

Пры гэтым у апошнія гады дзель альтэрнатыўнай энергетыкі расла прыкладна на 1% у год, і рост дзелі паскараўся: 

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Statista: Share of renewable power in energy generation globally (Абраны гэты спосаб падліку - без буйной гідраэнергетыкі, паколькі пры ім як раз атрымліваюцца бягучыя 12%).

А далей – задача для 3-га класа. Ёсць велічыня, якая ў 2017-м была роўная 12% і прырастае на 1% у год. У якім годзе яна дасягне 16%? У 2040? Ты добра падумаў, мой юны сябар? Заўважым, што, адказаўшы "у 2021", мы робім класічную памылку, робячы лінейнае прадказанне. Больш разумна ўлічыць экспанентную прыроду працэсу і зрабіць класічныя тры прагнозы: 

  1. "аптымістычны" з улікам паскарэння развіцця, 
  2. "сярэдні" - зыходзячы з таго, што хуткасць росту будзе як у лепшага года за апошнія 5 гадоў 
  3. і «песімістычны» – зыходзячы з таго, што хуткасць росту будзе ў сярэднім як у горшага года за апошнія 5 гадоў. 

Пры гэтым нават па сярэднім прагнозе 16.1/2020% будуць дасягнуты ўжо ў XNUMX, г.зн. ў наступным годзе:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: разлікі аўтара 

Для лепшага разумення (экспанентных працэсаў) прывядзем тыя ж графікі ў лагарыфмічнай шкале:  

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Па іх відаць, што сярэдні сцэнар - гэта цалкам сабе трэнд, нават калі глядзець з 2007 года. Разам велічыня, спрагназаваная на 2040 год, будзе з вялікай верагоднасцю дасягнута ў наступным годзе, максімум праз год.

Дзеля справядлівасці, не адзін Сечын так «памыляецца». Напрыклад, нафтавікі BP (British Petroleum) робяць штогадовы прагноз, і іх ужо троляць, што яны, гадамі робячы прагнозы, зноў і зноў не ўлічваюць экспанентнасць працэсу ("Вытворная? Не, не чулі!"). Таму ім кожны год ужо шмат гадоў даводзіцца свой прагноз падвышаць:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Forecasting Failure / Why investors should treat oil company energy forecasts with caution

Бліжэй да Сечына прагнозы Міжнароднага энергетычнага агенцтва (тусоўкі з вялікай вагай нафтавікоў, ацаніце трубы ў корані рускай часткі сайта). Яны ў прынцыпе не ўлічваюць экспанентнасць працэсу, што прыводзіць да памылцы на парадак за 7 гадоў, прычым паўтараюць гэтую памылку сістэматычна:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Прагнозы нашы не спраўдзіліся і ненадзейныя абяцанні (сам сайт renen.ru, дарэчы, вельмі добры)

Асабліва пацешна выглядаюць іх прагнозы з больш свежымі дадзенымі (вы таксама чытаеце "ну калі ж яны спыняцца-то, нарэшце!!!" у іх крывых?):

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Photovoltaic growth: reality versus projections of the International Energy Agency

Гэта, сапраўды, контринтуитивно, але пры прадказанні шматлікіх працэсаў больш эфектыўна ўлічваць не лінейны прагноз за папярэдні перыяд і не лінейны прагноз, зыходзячы з бягучай вытворнай, а змена хуткасці працэсу. Гэта дае найболей дакладны вынік для падобных працэсаў:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: The AI ​​Revolution: The Road to Superintelligence 

У англамоўнай літаратуры, асабліва ў бізнэс-аналітыцы, увесь час выкарыстоўваецца абрэвіятура CAGR (Складаны гадавы прырост - спасылка дадзена на англамоўную вікі, і характэрна, што ў рускамоўнай Вікіпедыі адпаведнага артыкула няма). Перавесці CAGR можна як "сукупны сярэднегадавы тэмп росту". Лічыцца ён па формуле
 
CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
дзе t0 - пачатковы год, tn - канчатковы год, а V(t) - Значэнне параметру, як мяркуецца змяняецца па экспанентным законе. Велічыня выяўляецца ў працэнтах і азначае, на колькі працэнтаў за год прырастае нейкая велічыня (звычайна - нейкі рынак).

У сетцы маса прыкладаў, як лічыць CAGR, напрыклад, у гугладоках і Excel:

Правядзем кароткі майстар-клас пад дэвізам "дапаможам Сечыну", узяўшы дадзеныя нафтавай BP (як ацэнку знізу). Каму цікава, самі дадзеныя знаходзяцца у гэтым гугладоку, можаце скапіяваць сабе і палічыць па-іншаму. Глабальна аднаўляльная генерацыя хутка расце:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Тут і далей на чорных графіках разлікі аўтара па дадзеных BP 

Маштаб лагарыфмічны, і бачна, што ва ўсіх рэгіёнаў рост экспанентны (гэта важна!), у многіх з паскарэннем экспаненты. У лідэрах чакана - Кітай з суседзямі, які абагнаў Паўночную Амерыку і Еўропу. Цікава, што перадапошні - Блізкі Усход - адзін з самых нафтавых рэгіёнаў планеты, прычым у яго самы высокі CAGR сярод усіх (44% за апошнія 5 гадоў (!)). Нядзіўна бачыць рост на парадак за 6 гадоў, і, мяркуючы па заявах іх афіцыйных асоб, яны збіраюцца працягваць у тым жа духу. Былы міністр нафты Саудаўскай Аравіі яшчэ ў 2000 годзе мудра папярэджваў калег па АПЕК: «Каменны век скончыўся не таму, што скончыліся камяні», - і, падобна, яны яшчэ 10 гадоў таму ўлічылі гэтую мудрую думку. СНД (CIS), як бачым, на апошнім месцы. Тэмпы росту, праўда, нядрэнныя. 

CAGR можна лічыць па-рознаму. Напрыклад, пабудуем CAGR на кожны год з 1965, за апошнія 5 год і за апошнія 10 год. Атрымаецца такая цікавая карціна (сумарна па свеце):

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў

Добра бачна, што ў сярэднім экспанентны рост паскараўся, а потым запаволіўся. "Маскоўскі камсамолец" і іншыя жоўтыя СМІ ў такім выпадку звычайна пішуць нешта тыпу "Кітайская эканоміка падае", маючы на ​​ўвазе "фантастычныя тэмпы росту Кітайскай эканомікі запавольваюцца" і тактоўна замоўчваючы, што яны запавольваюцца да такіх тэмпаў, аб якіх іншым застаецца толькі марыць. Тут усё падобна.

Паспрабуем спрагназаваць вытворчасць у 2018 годзе па дадзеных да 2010 года, узяўшы CAGR'1965, CAGR'10Y, CAGR'5Y і лінейны прагноз ад 2010 адносна 2009 і адносна 2006. Атрымаецца такая карціна:

Linear'1Y Linear'4Y CAGR'1965  CAGR'10Y  CAGR'5Y 
Вытворчасць аднаўляльнай у 2018, прагноз па дадзеных да 2010 1697 1442  1465  2035  2429 
Стаўленне да рэальнага ў 2018 0,68  0,58  0,59  0,82  0,98 
Памылка прагнозу 32%  42%  41%  18%  2% 

Характэрныя моманты - ні адзін з прагнозаў не апынуўся занадта аптымістычным, г.зн. усюды недалёт. У самым аптымістычным варыянце з CAGR 15,7% недалёт склаў 2%. Лінейныя прагнозы далі памылку 30-40% (адмыслова ўзяты перыяд, калі дзякуючы запаволенню тэмпаў росту іх памылка меншая). Нажаль, дадаць мадэль Сечына не атрымалася, паколькі аднавіць яго формулу не ўяўляецца магчымым. 

У якасці хатняга задання паспрабаваць рэтраспектыўныя прагнозы, пагуляць з рознымі CAGR. Выснова будзе відавочная: экспанентныя працэсы лепш прадказваць экспанентнымі мадэлямі.

І ў якасці вішанькі на торце прывядзем прагноз ад тых жа BP, у якіх («Асцярожна, працуюць спецыялісты!») экспаненты змяняецца лінейным ростам у прагнозе: 

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Renewables share of power generation by source (ад BP)

Звярніце ўвагу, што яны наогул не лічаць гідраэнергетыку, якая адносіцца да класічных аднаўляльных крыніц энергіі. Таму іх ацэнка яшчэ больш кансерватыўная, чым у Сечына, і 12% яны даюць толькі на 2020 год. Але нават пры заніжэнні базы і спыненні экспанентнага росту ў 2020 у іх у 2040 атрымліваецца доля 29%. Ніяк не падобна на 16% Сечына… Прам бяда нейкая…

Зразумела, што Сечын разумны чалавек. Я па спецыяльнасці прыкладны матэматык, а не энергетык, таму кваліфікавана адказаць на пытанне аб прычыне такой сур'ёзнай хібнасці прагнозу Сечына не магу. Хутчэй за ўсё справа ў тым, што гэтая сытуацыя сапраўды пахне зьніжэньнем коштаў на нафту. А ў нашага вялікага нафтавага карабля (хто не слухаў гэтую песню Сямёна Сляпакова – паглядзіце) па не вельмі зразумелай прычыне стабільны курс на продаж за мяжу сырой нафты, а не прадуктаў нафтаперапрацоўкі. І калі моцна скажаць прагноз, тое гэта пазбаўляе (на час, трэба думаць) ад непрыемных пытанняў. Але як матэматык, я б аддаў перавагу бачыць сістэматычную памылку хаця б на ўзроўні не чулі аб вытворных спадароў з BP. Мне не ўсё роўна, я ж на тым жа караблі еду.

Разам:

  • Як ведаюць усе афіцэры, ва ўмовах ваеннага часу значэнне канстанты π (стаўленне даўжыні акружнасці да яе дыяметра) даходзіць да 4, а ў адмысловых выпадках - і да 5. Таму, калі вельмі трэба, прагноз адмыслоўцаў дэманструе ЛЮБЫЯ неабходныя начальству значэння. Аб гэтым пажадана памятаць.
  • Экспанентныя працэсы лепш прагназаваць з выкарыстаннем сукупнага сярэднегадавога тэмпу росту, ці CAGR.
  • Прагноз Сечына на Пецярбургскім міжнародным эканамічным форуме можна ацэньваць як крайнюю ступень непавагі да аўдыторыі ці як грубую маніпуляцыю. Да выбару. Будзем спадзявацца, што знойдуцца смелыя людзі, якія зададуць непрыемныя пытанні. Напрыклад, чаму нафтахімія ва ўсім свеце вельмі выгадная, а расейскія дзяржкампаніі ўкладваюць дзясяткі мільярдаў у «трубу» і экспарт сыравіны, а не ў яе? 
  • І, нарэшце, хочацца спадзявацца, што нехта з чытачоў зробіць старонку пра CAGR у рускай вікіпедыі. Час, мне здаецца.

Сонечная энергетыка

Замацуем тэму экспанентных працэсаў. На апошнім графіку BP відаць, як у 2020 годзе рэзка скакнула доля "сонца", і нават кансерватыўная BP верыць у яго будучыню. Цікава, што там таксама назіраецца экспанентны працэс, які як і закон Мура працягваецца ўжо больш за 40 гадоў і носіць назву Закона Свэнсана:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: https://en.wikipedia.org/wiki/Swanson’s_law 

Агульны сэнс просты - па экспаненце падае кошт модуля і па экспаненце расце вытворчасць. У выніку, калі 40 гадоў таму гэта была тэхналогія з касмічнай (ва ўсіх сэнсах) коштам электраэнергіі, і падыходзіць яна, у асноўным, для харчавання спадарожнікаў, то ў нашы дні кошт на Ват ўпала ўжо прыкладна ў 400 разоў і працягвае падаць (хутка на 3 парадку). Сярэдні CAGR па кошце каля 16% з ростам да 25% у апошнія 10 гадоў, што бывае нячаста.

Як следства, гэта выклікае таксама экспанентны рост усталяванай магутнасці і генерацыі:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: https://en.wikipedia.org/wiki/Growth_of_photovoltaics 

Рост у 10 разоў за 7-8 гадоў - гэта вельмі сур'ёзна (палічыце самастойна CAGR, атрымаеце 33-38% (!)). Смех смехам, але калі яго не спыніць, то толькі сонечная энергетыка будзе генераваць 100% сусветных запатрабаванняў у электрычнасці ўжо праз 12 гадоў. З гэтым трэба рашуча дужацца. Каб неяк прытармазіць гэтае бязладдзе ў ЗША, Трамп летась увёў велізарныя (для іншых рынкаў) 30% пошліны на ўвоз сонечных батарэй. Але праклятыя кітайцы да канца года знізілі кошты на 34% (за год!), не толькі абнуліўшы дзеянне пошлін, але і зноў зрабіўшы пакупку ў сябе выгаднай. І працягваюць будаваць цалкам рабатызаваных фабрыкі з вытворчасцю батарэй на дзясяткі гігават у год, зноў і зноў зніжаючы цэны і павышаючы аб'ёмы вытворчасці. Кашмар нейкі, пагадзіцеся.

Падзенне кошту батарэй такое, што за апошнія гады яны не толькі сталі канкурэнтаздольныя без субсідый, але і мяжа іх рэнтабельнага прымянення імкліва рухаецца на поўнач у паўночным паўшар'і, пакрываючы да сотні кіламетраў у год. Больш за тое – яшчэ ўчора батарэі важна было накіроўваць пад аптымальным кутом і ўсё такое. Праходзіць 3-4 гады, і за тую ж цану вялікі пляц батарэй можна ўсталёўваць проста на вертыкальных паўднёвых фасадах. Так, яны менш эфектыўныя, затое іх трэба радзей мыць і прасцей мантаваць. І пры такім жа кошце ўстаноўкі зніжэнне кошту валодання аказваецца важней. 

Зноў жа - ахілесава пята сонечнай энергетыкі - нераўнамернае вытворчасць электраэнергіі, асабліва ва ўмовах, калі ККД захоўвання далёкі ад 100%. І тут высвятляецца, што з такой хуткасцю падзення кошту вытворчасці аднаго мегавата, вельмі хутка пакрываецца не толькі нізкі і сярэдні ККД захоўвання (г.зн. можна захоўваць меней эфектыўным, але таннейшым спосабам), але і кошт усталёўкі батарэй (гэта значыць за тыя ж грошы, мы можам усталяваць не толькі столькі мегават генерацыі, але яшчэ столькі мегават захоўвання «бясплатна», што ў корані мяняе расклад).

Разам:

  • Закон Свенсана - прыкладна як закон Мура па тэрмінах дзеяння, праўда, CAGR паменш. Але акурат у наступнае дзесяцігоддзе яго дзеянне стане найболей прыкметна.
  • Гэта зусім асобная тэма, але дзякуючы хуткаму развіццю "сонца" і "ветру" у апошнія 3 гады нейкія вар'яцкія мільярды ўкладзены ў прамысловыя сістэмы захоўвання энергіі. Натуральна, Tesla тут у першых шэрагах са сваім PowerPack, які паказаў паспяховыя вынікі ў Аўстраліі. Газавікі непакояцца. Пры гэтым самае цікавае яшчэ не пачалося, паколькі ажно некалькі тэхналогій пагражаюць абагнаць Li-Ion у падзенні кошту захоўвання. Зрэшты, гэта зусім іншая гісторыя, нас жа будзе цікавіць іх CAGR праз пару гадоў (цяпер ён фантастычны, але гэта эфект нізкай базы).

электрамабілі

Сур'ёзныя адмыслоўцы яшчэ ў 1909 году пісалі ў вельмі паважаным часопісе Scientific American: Тое, што аўтамабіль практычна дасягнуў мяжы свайго развіцця, пацвярджаецца тым фактам, што за мінулы год ніякіх паляпшэнняў радыкальнага характару не было . У мінулым годзе ніякіх радыкальных паляпшэнняў у электрамабіляў таксама не назіралася. Гэта дае падставы са ўсёй упэўненасцю сцвярджаць, што электрамабіль адназначна ўжо дасягнуў піка свайго развіцця. 

Калі ж казаць сур'ёзна, то ў большасці тэхналогій існуе праблема "курыцы і яйкі". Датуль, пакуль масавасць не дасягне вызначанай велічыні, вельмі дорага ўводзіць шэраг інавацый, і, наадварот, пакуль яны не ўведзеныя, тармозяцца продажы. Г.зн. для пераадолення "дзіцячых хвароб" патрэбна пэўная масавасць вытворчасці. І тут зручна ацэньваць інавацыйныя тэхналогіі па ўзроўні сукупнай вытворчасці на душу насельніцтва:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Электрамабілі і пік нафты. Ісціна ў мадэлі

Я не спецыяліст і не ведаю, як зменяцца электрамабілі ў наступныя 15 год. Але гэта сапраўды вельмі высокатэхналагічны прадукт, а яны мяняюцца хутка. І ўзровень бягучых электрамабіляў - гэта ўзровень машын з ДВС ў 1910 годзе і ўзровень мабільных тэлефонаў у 1983. Змены ў лепшы (для спажыўца) бок у бліжэйшыя 15 гадоў будуць кардынальнымі. І вось тады самае цікавае і пачнецца. 

Наогул, электрамабілі штурхае наперад тры фактары:

  • Калі ціснеш на газ ляціш наперад, як на спорткары, а кошт прыкметна менш, чым у спорткара. А яшчэ электрамабілі абганяюць іх на кароткіх трэках (Тэсла Х абагнала Lamborghini, Tesla 3 абагнала Ferrari, напрыклад, па гэтай прычыне плоткі купляе паліцыя) Які рускі амерыканец паліцыянт не любіць хуткай язды?
  • Запраўка каштуе вельмі танна, а то і нічога не каштуе. Які пражывае ў Канадзе Раман Навумаў (@sith) выклікае пякучае раздражненне, апісваючы, як ён, зараза, праехаў за горадам 600 км, выдаткаваўшы $ 4 на паліва (а мог бы наогул не марнаваць). Ілон Маск, памятаецца, скардзіўся, што шмат забяспечаных уладальнікаў дарагі Теслы прыганяюць запраўляць яе на бясплатны суперчарджэр праклятая халява. Карацей, паліва з артыкулаў расходу амаль адыходзіць.
  • І ўсе інжынеры хорам кажуць, што калі дзіцячыя хваробы палечаць - электрамабіль прыкметна менш будзе каштаваць у абслугоўванні. ТО будзе на парадак танней. Толькі шыны, кажуць, часцей мяняць даводзіцца, сціраюцца…

Ну і, вядома, тое, што аўтамабіль можна ў прынцыпе зарадзіць у любым месцы, дзе ёсць разетка гэта рэвалюцыя. Гэта значыць, калі да бабулі ў вёсцы дацягнулі электрычнасць, можна прыехаць да яе і падзарадзіцца, хай і даўжэй. Вядома, ехаць кантры трофі не атрымаецца, але 99.(9)% людзей у вёску прыязджае, а далей машына ўсё роўна стаіць. І заўтра яна будзе не проста стаяць, а спажываць электрычнасць па танным вясковым тарыфе. 

Вядома, пакуль зарадак мала, асабліва хуткіх, але… паглядзім на графік:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: E-Car Charging Infrastructure Becoming Mainstream

Што? Ізноў экспанентны працэс? І які! Пытанне ставіцца так - як зменіцца сітуацыя, калі ў наступныя 10 гадоў колькасць заправак ўзрасце ў 1000 разоў («У тысячу, Карл!»)? (Гэта CAGR=100%, г.зн. падваенне штогод) Выбачыце, памыліўся. У наступныя 8 гадоў у 1000 разоў! (Гэта CAGR=137%, г.зн. хутчэй штогадовага падваення). І два гады з гэтых 8 ужо амаль прайшлі… А людзі з індустрыі гавораць, што наступныя 8 гадоў рост будзе не на 3 парадкі, а хутчэй, асабліва з відэльцамі новага пакалення. Каб зразумець, як гэта будзе выглядаць, трэба прыехаць у Кітай. Рэальна электраразеткі ёсць на большасці стаянак і растуць як грыбы пасля дажджу ў цёплае надвор'е. І запраўляцца на тыдзень нават насельнікі шматпавярховак будуць у нядзельную паездку ў кіно ці гандлёвы цэнтр (дзе машына ўсё роўна варта і чакае вас пару гадзін). І гандлёвыя цэнтры з рэстаранамі будуць дужацца за наведвальніка на электрамабілі (у Кітаі ўжо дужаюцца).

Так, кошт у электрамабіляў завялікая цяпер. Але вялікую долю там дае акумулятар, а яго кошт падае так: 

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Падчас гэтых scén Такі на літыюм-ion Battery Prices

Ды яны згаварыліся! Гэта ж зноў экспанентны працэс! І сярэдні CAGR -20,8%, што, як мы ведаем, ВЕЛЬМІ шмат. Калі 5% - гэта ў 2 разы за 15 гадоў, але 20% - гэта ў 10 разоў за 12 гадоў («Дзесяць разоў, Карл!»):

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў

Пацешна, што такімі тэмпамі праз 3-4 гады замест адной батарэі ў вашу машыну можна будзе па тым жа кошце купіць дзве. Другую павесіць у гаражы, і яна вам забяспечыць асабісты суперчарджэр. Прыязджаеце дадому і дазапраўляецца. Прычым па начным тарыфе. І ўся хата будзе па начным тарыфе сілкавацца. І адключэнні электрычнасці ў катэджным пасёлку хваляваць перастануць. І (памятаючы пра CAGR сонца ) можна будзе сонечныя батарэі на дах паставіць. Тамака добрая эканомія, таму маса народа скажа: «Клас! Бяру! Загарніце!» (у асноўным у Еўропе и ЗША, вядома).

Дзіўная штука ўсё ж такі, гэтыя экспанентныя працэсы. У бліжэйшыя 10 гадоў мы сапраўды ўбачым сур'ёзны прагрэс у галіне электрамабіляў і сучасныя электрамабілі будуць успрымацца, як жудасна нязручныя і ўбогія. Запас ходу ніякі, аўтапілот ніякі, кучу перахаднікоў вазіць трэба… Раннія мадэлі, карацей.

Разам:

  • У Кітаі ў першым паўгоддзі 2019 года прадалі электрамабіляў на 66% больш, чым у першым паўгоддзі 2018. За той жа час продажы машын з ДВС зваліліся на 12%. Гэта не званочак, гэта гонг. 
  • Найбольш распіярана сярод электрамашын, вядома, Tesla. Але я б звярнуў вашу ўвагу на кітайскую BYD. Яна, мабыць, выглядае найбольш шматабяцальна.
  • У Кітаі нумары электрамабіляў зялёнага колеру. Улады абяцаюць, што хутка ў дні "чырвонага" ўзроўню смогу перастануць пускаць у цэнтр Пекіна ўсе машыны, акрамя электра. Таксапаркі закупляюць электрааўтамабілі тысячамі. Аўтар катаўся на такім таксі, выглядае уражліва. 

А што робіцца ў IT?

Закон Мура стаў добра вядомы, паколькі пратрымаўся з вялізным CAGR парадку 41% амаль 40 гадоў. Якія яшчэ прыклады добрых CAGR ёсць у IT? Іх шмат, напрыклад, рост прыбыткаў Google c CAGR у 43% за 16 гадоў:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца:  Google's ad revenue from 2001 to 2018 (in billion US dollars)

Гледзячы на ​​гэты графік, частка народа (асабліва чые прыкладанні былі забанены ў Google Play Маркет) адчула сябе няўтульна. Тут ёсць аб чым задумацца. На мінулым тыдні пры яздзе на машыне смартфон пачаў настойліва прапаноўваць перайсці на Google-навігацыю, пры тым што я ўжо ехаў з Яндэкс.Навігатарам. Мусіць, ім ужо бракуе памеру рынка, а паднімаць прыбыткі трэба, падумаў я. І таксама задумаўся.

Зрэшты, ёсць і больш аптымістычныя чыста тэхнічныя графікі, напрыклад, прыведзеныя ў лагарыфмічным маштабе зніжэнне кошту дыскавай прасторы і рост хуткасці інтэрнэт-злучэнняў да 2019 году:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Drastic Falls in Cost Are Powering Another Computer Revolution 

Лёгка заўважыць, што тамака ёсць тэндэнцыя да выхаду на плато, г.зн. хуткасць росту змяншаецца. Тым не менш яны добра раслі дзясяткі гадоў. Калі паглядзець на вінчэстары больш дэталёва, то бачна, што чарговае вяртанне на экспаненту звычайна забяспечвае наступная тэхналогія:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Storage Technologies for Today and Tomorrow  

Так што чакаем, калі SSD дагоняць HDD і пакінуць іх далёка ззаду.

Таксама з цудоўным CAGR у 59% падаў кошт пікселяў лічбавых камер у свой час (закон Хэндзі): 

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Hendy's Law

У апошнія 10 гадоў таксама па экспаненце ішло памяншэнне памеру пікселя камеры.  

Таксама з нядрэнным CAGR парадку 25% (10 разоў за 10 гадоў) ужо прыкладна 40 гадоў ідзе падзенне кошту пікселя звычайнага дысплея, пры гэтым яркасць і кантраст пікселяў таксама растуць (г.зн. больш высокая якасць прапануецца па ніжэйшай цане). Па вялікім рахунку вытворцы ўжо не ведаюць, куды пікселі падзець. 8K тэлевізары ўжо цалкам даступныя па кошце, але што на іх паказваць - добрае пытанне. Любая колькасць пікселяў магла б паглынуць аўтастэрэаскапія, але там ёсць нявырашаныя пытанні. Зрэшты, гэта асобная гісторыя. У любым выпадку феерычнае зніжэнне кошту пікселя аўтастэрэаскапію набліжае.

Акрамя таго, экспанентна распаўсюджванне шматлікіх софтверных сэрвісаў:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Technology Platforms With A Billion Users 

Напрыклад, AppleTV ці Facebook. І, як ужо гаварылася вышэй, дзякуючы сацсеткам у тым ліку, павялічваецца хуткасць распаўсюджвання інавацый. 

Разам: 

  • Шмат у чым дзякуючы экспанентным працэсам за апошнія 20 гадоў IT кампаніі моцна пацяснілі іншых у спісе найбуйных кампаній свету. І яны не збіраюцца спыняцца (што б гэта ні значыла).
  • Паляпшэнні большасці тэхналогій у IT носіць экспанентны характар. Прычым класіка - S-вобразныя крывыя, калі ў адной і той жа вобласці адна тэхналогія змяняе іншую, кожны раз выклікаючы чарговае вяртанне на экспаненту.

Нейрасеткі 

Вельмі папулярныя ў апошні час нейрасеткі. Паглядзім на колькасць патэнтаў па іх за апошнія гады:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Чорт… Зноў падобна на экспаненту (праўда тэрмін замалы). Зрэшты, калі на стартапы за большы тэрмін паглядзім - прыкладна тая ж карціна (14 разоў за 15 гадоў - гэта CAGR 19% - вельмі нядрэнна):

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: AI index, November 2017 (так, так, я ведаю, што там у наступныя 3 гады) 

Пры гэтым нейрасеткі ў шматлікіх абласцях дружна дэманструюць лепшы вынік, чым сярэдні чалавек:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Мерапрыемства progress of AI Research

І добра, калі вынік на ImageNet (хоць прамое следства – гэта новае пакаленне прамысловых робатаў), але і ў распазнанні прамовы тая ж карціна:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: Мерапрыемства progress of AI Research

Фактычна нейрасеткі толькі што абагналі сярэдняга чалавека ў распазнанні прамовы і ўпэўнена ідуць да таго, каб абагнаць яго ў распазнанні на ўсіх распаўсюджаных мовах. Пры гэтым, як мы пісалі, рост хуткасці акселератараў нейросетей з вялікай верагоднасцю будзе экспанентным

Як жартуюць на гэтую тэму - яшчэ нядаўна мы думалі: так, хутка робаты змогуць паказваць трукі на ўзроўні малпаў, і меркавалася, што да ўзроўню дурнога чалавека, а ўжо тым больш Эйнштэйна - вельмі далёка:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: The AI ​​Revolution: The Road to Superintelligence 

Але раптам аказалася, што ўзровень звычайнага чалавека ўжо дасягнуты (і працягвае дасягацца у многіх галінах), а да ўзроўню рэдкага генія (як паказалі спаборніцтвы з чалавекам у шахматах і Го) адлегласць раптам апынулася менш, чым чакалася:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў

Крыніца: Мерапрыемства progress of AI Research

У шахматах выдатных людзей абагналі каля 15 гадоў таму, у Го — тры гады як, і тэндэнцыя ў наяўнасці:

CAGR як праклён спецыялістаў, ці памылкі прагназавання экспанентных працэсаў
Крыніца: The AI ​​Revolution: The Road to Superintelligence 

Як сказаў у свой час легендарны CEO General Electric Джэк Уэлч: "Калі хуткасць змены звонку больш хуткасці змены ўнутры, канец блізкі". Г.зн. калі кампанія не мяняецца хутчэй, чым мяняецца сітуацыя вакол - яна вельмі моцна рызыкуе. Нажаль, ён пакінуў пасаду 18 гадоў таму, і з тых часоў справы GE прыкметна пагоршыліся. GE не паспявае змяняцца.

Успамінаючы прадказанні аб тэлефоне адмыслоўцаў Western Union, прагнозы лорда Кельвіна, адзнакі рынка хатніх кампутараў Digital Equipment і смартфонаў ад Microsoft, на фоне прагнозаў Сечына ў мяне ўзнікаюць абгрунтаваныя асцярогі. Бо гісторыя паўтараецца. І зноў. І зноў. І зноў.

Вельмі многія спецыялісты пасля вывучэння сваёй вобласці ў інстытуце/універсітэце перастаюць далей развівацца. І прагнозы робяць, выкарыстоўваючы тэхналогіі мінулага стагоддзі (ва ўсіх сэнсах). Мяне апошнія гады мучыць пытанне – як хутка нейрасеткі заменяць экспертаў, якія не ўмеюць ужываць CAGR? І прама так і жадаецца зрабіць прагноз, і баюся памыліцца. У бок недалёту, як вы разумееце.

А калі сур'ёзна - хуткая хуткасць змен - гэта як вецер. Калі вы ўмееце правільна ставіць ветразі (і ветразнік адпавядае), то нават сустрэчны не перашкодзіць вам рухацца наперад, а ўжо калі спадарожны, ды яшчэ з вялікім CAGR!!!

Спадарожнага CAGR-а ўсім дачыталі ў спіну!

ДУП
Хабраэфект такі працуе! У дзень выхаду гэтага матэрыялу з'явіўся артыкул пра CAGR у рускай вікіпедыі! Прыклад пакуль не перакладзены, але пачатак ужо пакладзены. Дадаткова можна паглядзець тут пра грошы або тут пра тэхналогіі з элементамі ахмурэння інвестараў

падзякіХацелася б сардэчна падзякаваць:

  • Лабараторыю Кампутарнай Графікі ВМК МДУ ім. М.В.Ламаносава за ўклад у развіццё кампутарнай графікі ў Расіі і не толькі,
  • персанальна Канстанціна Кажамякава, які зрабіў вельмі шмат для таго, каб гэты артыкул стаў лепшым і нагляднейшым,
  • і, нарэшце, вялікі дзякуй Кірылу Малышаву, Ягору Скляраву, Івану Маладзецкім, Мікалаю Аплачку, Яўгену Ляпусціну, Аляксандру Плошкіну, Андрэю Маскаленка, Айдару Хаціуліну, Дзмітрыю Клепікаву, Дзмітрыю Канавальчуку, Максіму Веліканаву, Аляксандру Якавенку і Яўгену правак, якія зрабілі гэты тэкст нашмат лепш!

Крыніца: habr.com

Дадаць каментар