Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Parmi ceux qui lisent ce texte, il y a bien sûr de nombreux spécialistes. Et, bien sûr, chacun connaît bien son domaine et a une bonne évaluation des perspectives des différentes technologies et de leur développement. Dans le même temps, l’histoire (qui « enseigne qu’elle n’enseigne rien ») connaît de nombreux exemples où des experts ont fait avec confiance des prévisions différentes et les ont ratées de très loin : 

  • « Le téléphone présente trop de défauts pour qu'on puisse l'envisager sérieusement comme moyen de communication. Cet appareil n’a aucune valeur pour nous », ont écrit les experts. Western Union, alors la plus grande société de télégraphie en 1876. 
  • « La radio n’a pas d’avenir. Les avions plus lourds que l’air sont impossibles. Les rayons X se révéleront être un canular", a-t-il déclaré. William Thomson Lord Kelvin en 1899, et on peut bien sûr plaisanter en disant que les scientifiques britanniques l'ont fait bouger au XNUMXème siècle, mais nous mesurerons la température en Kelvin pendant longtemps, et il n'y a aucune raison de douter que le respecté seigneur était un bon physicien. 
  • "Qui diable a envie d'entendre des acteurs parler ?", disait à propos des films parlants Harry Warner, fondateur de Warner Brothers en 1927, l'un des plus grands experts du cinéma de l'époque. 
  • "Il n'y a aucune raison pour que quiconque ait besoin d'un ordinateur personnel" Ken Olson, fondateur de Digital Equipment Corporation en 1977, peu avant le décollage des ordinateurs personnels...
  • Aujourd’hui, rien n’a changé : « Il n’y a aucune chance que l’iPhone gagne une part de marché significative », a écrit le PDG de Microsoft dans USA Today. Steve Ballmer en avril 2007, avant l'essor triomphal des smartphones.

On pourrait volontiers rire de ces prédictions si votre humble serviteur, par exemple, ne s'était pas lui-même assez gravement trompé dans son domaine. Et si je n’avais pas vu combien d’experts se trompent. En général, il existe un classique "cela n'est jamais arrivé auparavant, et le revoilà". Et encore. Et encore. De plus, des experts et des spécialistes voué aux erreurs Dans de nombreux cas. Surtout quand il s’agit de ces foutus processus exponentiels. 

Oh mon Dieu, cet exposant

Le premier problème des processus exponentiels est que même en sachant à quelle vitesse ils se développent au sens mathématique (sur la même période, leurs paramètres changent le même nombre de fois), au niveau quotidien, il est extrêmement difficile d'imaginer une telle croissance. Un exemple classique : si nous avançons d'un pas, alors en 30 pas nous marcherons 30 mètres, mais si chaque pas croît de façon exponentielle, alors en 30 pas nous ferons 26 fois le tour du globe (« Vingt-six fois, Karl !!! ") le long de l'équateur :

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Source: Comment penser de manière exponentielle et mieux prédire l'avenir

Question pour les programmeurs : quelle constante élève-t-on à une puissance dans ce cas ?

réponseLa constante est égale à 2, c'est-à-dire doublant à chaque étape.
Lorsqu’un processus se développe de manière exponentielle, il en résulte des changements massifs et rapides, clairement visibles à l’œil nu. Un excellent exemple est fourni par Tony Séba. En 1900, sur la Cinquième Avenue à New York, il était difficile d'apercevoir une voiture seule parmi les calèches :

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Et à peine 13 ans plus tard, dans la même rue, on aperçoit à peine une calèche solitaire parmi les voitures :

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Nous observons une situation similaire, par exemple, avec les smartphones. histoire Nokia, qui a surfé sur une vague et a longtemps été leader avec une large marge, mais n'a pas pu s'intégrer dans la vague suivante et a presque instantanément perdu le marché (regardez super animation avec les leaders du marché par année) est très instructif.


Tous les informaticiens le savent La loi de Moore, qui a en fait été formulé pour les transistors et est vrai depuis 40 ans. Certains camarades le généralisent aux tubes à vide et aux appareils mécaniques et prétendent qu'il a fonctionné pendant 120 ans. Il est pratique de décrire les processus exponentiels avec une échelle logarithmique, à laquelle ils deviennent (presque) linéaires et il est clair qu'une telle généralisation a le droit d'exister :

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Source : Ceci et les deux graphiques suivants de La loi de Moore sur 120 ans  

Sur une échelle linéaire, la croissance ressemble à ceci :

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Et ici, nous approchons progressivement de la deuxième embuscade des processus exponentiels. Si la croissance est ainsi depuis 120 ans, cela signifie-t-il que notre taux exponentiel restera le même pendant encore au moins 10 ans ?

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En pratique, il s’avère que non. Dans sa forme pure, le rythme de croissance de l’informatique ralentit depuis plusieurs années, ce qui permet de parler de la « mort de la loi de Moore » :

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Source:  Alors que la loi de Moore prend fin, l'accélération matérielle occupe le devant de la scène

De plus, il est intéressant de noter que cette courbe peut non seulement se redresser, mais aussi remonter avec une vigueur renouvelée. Votre serviteur décrit en détail comment cela pourrait se produire. Oui, il y aura d'autres calculs (ceux du réseau neuronal inexacts), mais en fin de compte, si des bouliers et des calculatrices mécaniques inexacts ont élargi l'échelle à 120 ans, alors les accélérateurs neuronaux y sont tout à fait appropriés. Cependant, nous nous éloignons.

Il est important de comprendre que la croissance exponentielle peut s'arrêter pour des raisons techniques, physiques, économiques et sociales (la liste est incomplète). Et c'est la deuxième embuscade majeure des processus exponentiels - prédire correctement le moment où la courbe commence à quitter l'exponentiel. Les erreurs dans les deux sens sont ici très courantes.

Total:

  • Le premier inconvénient de la croissance exponentielle est que l'indicateur augmente d'une manière inattendue, même pour les spécialistes. Et sous-estimer l’exponentielle est une erreur traditionnelle répétée encore et encore. Comme le disaient de vrais professionnels il y a 100 ans : « Les chars, messieurs, c'est la mode, mais la cavalerie est éternelle !
  • Le deuxième problème de la croissance exponentielle est qu’elle prend fin à un moment donné (parfois après 40 ou 120 ans), et il n’est pas non plus facile de prédire avec précision quand elle prendra fin. Et même la loi de Moore, sur le lit de mort de laquelle de nombreux journalistes techniques ont laissé leurs empreintes de sabots, peut reprendre ses fonctions avec une vigueur renouvelée. Et cela ne semblera pas suffisant ! 

Processus exponentiels et capture du marché

Si nous parlons des changements visibles autour de nous et du marché, il est intéressant de voir comment différentes technologies ont conquis le marché. Il est plus pratique de le faire en utilisant l'exemple des États-Unis, où depuis plus de 100 ans, divers types de statistiques de marché ont été tenus avec une précision relative : 

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Source: Vous êtes ce que vous dépensez 

Il est très intéressant et instructif de voir comment la part des foyers équipés de téléphones filaires a progressivement augmenté, puis a fortement diminué d'un quart au fil des années. Grande Dépression. La part des maisons équipées de l'électricité a également augmenté, mais a beaucoup moins diminué : les gens n'étaient pas prêts à renoncer à l'électricité, même lorsqu'il n'y avait pas assez d'argent. Et la diffusion de la radio domestique n'a guère ressenti la grande crise économique : tout le monde s'intéressait aux dernières nouvelles. Et contrairement au téléphone, à l’électricité ou à une voiture, l’utilisation de la radio est gratuite. À propos, l'essor des automobiles personnelles, interrompu par la Grande Dépression, n'a été rétabli qu'après 20 ans, les téléphones fixes ont été rétablis après 10 ans et l'électrification des maisons - après 5 ans.

Il apparaît clairement que la diffusion des climatiseurs, des fours à micro-ondes, des ordinateurs et des smartphones a été beaucoup plus rapide que celle des nouvelles technologies auparavant. D’une part de 10 % à 70 %, la croissance s’est souvent produite en seulement 10 ans. Les technologies du début du siècle ont souvent mis plus de 40 ans pour atteindre la même croissance. Sentir la différence!

Quelque chose de drôle pour l'auteur personnellement. Considérez à quel point les machines à laver et les sèche-linge ont connu une croissance assez synchronisée depuis les années 60. C'est drôle que ces derniers soient quasiment inconnus parmi nous. Et si aux USA, à partir d'un moment donné, ils étaient généralement achetés par paires, alors nos invités se posent très souvent la question : « Pourquoi avez-vous besoin de deux machines à laver ? Il faut répondre d'un air sérieux que le second est en réserve, au cas où le premier casse. 

Faites également attention à la baisse de la part des machines à laver. À cette époque, les laveries publiques sont devenues très répandues, où l'on pouvait venir, charger le linge dans la machine, le laver et repartir. Bon marché. Des objets similaires sont encore très courants aux États-Unis. Il s'agit d'un exemple de situation dans laquelle le modèle économique d'un marché spécifique modifie le taux de pénétration de la technologie et la structure des ventes (les machines professionnelles anti-vandalisme coûteuses se vendent mieux).

L'accélération des processus est particulièrement visible ces dernières années, lorsque la pénétration massive des technologies est devenue « instantanée » par rapport aux normes du début du 20e siècle (en 5 à 7 ans) :

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Source: La vitesse croissante de l’adoption technologique (le graphique sur le lien est interactif !)

Dans le même temps, l’essor rapide d’une technologie entraîne souvent la chute d’une autre. L’essor de la radio a entraîné une pression sur le marché des journaux, l’essor des fours à micro-ondes a réduit la demande de fours à gaz, etc. Parfois, la concurrence était plus directe, par exemple, l'essor des magnétophones à cassettes a considérablement réduit la demande de disques vinyles, et l'essor des CD a réduit la demande de cassettes. Et le torrent les a tous tués avec la croissance de la distribution numérique de musique, les revenus de l'industrie ont chuté de plus de 2 fois (le graphique est entouré d'un triste cadre noir) :

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Source: La VRAIE mort de l’industrie musicale 

De même, le nombre de photographies prises augmente de façon exponentielle et, récemment, avec la transition vers le numérique, le taux de croissance a considérablement augmenté. Par conséquent, la « mort » des photos analogiques a été « instantanée » selon les normes historiques :

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Source: https://habr.com/ru/news/t/455864/#comment_20274554 

Plein de drame histoire de Kodak, qui a ironiquement inventé l’appareil photo numérique et raté l’essor exponentiel de la photographie numérique, est extrêmement instructif. Mais la principale chose qu’enseigne l’histoire, c’est qu’elle n’enseigne rien. Par conséquent, la situation se répétera encore et encore. Si vous en croyez les statistiques, avec une accélération.

Total: 

  • L’étude de l’accélération et de la décélération des marchés au cours des 100 dernières années peut apporter de nombreux avantages en matière de prévision.
  • Le taux d’innovation augmente en moyenne, ce qui signifie que le nombre de fausses prédictions va augmenter. Sois prudent…

Allons pratiquer

Vous pensez bien sûr que tout cela est assez simple, compréhensible et, en général, prendre tout cela en compte dans les prévisions n'est pas trop difficile. Vous êtes en vain... Maintenant, le plaisir commence... Attachez votre ceinture ?

Récemment, Igor Sechin, directeur exécutif de Rosneft, s'est exprimé au Forum économique international de Saint-Pétersbourg, où il a notamment déclaré : «En conséquence, la contribution des énergies alternatives au bilan énergétique mondial restera relativement faible : d’ici 2040, elle passera de 12 % actuellement à 16 %." Quelqu'un doute-t-il que Sechin soit un expert dans son domaine ? Je pense que non. 

Dans le même temps, ces dernières années, la part des énergies alternatives a augmenté d'environ 1 % par an, et la croissance de la part s'est accélérée : 

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Source: Statista : Part de l'énergie renouvelable dans la production d'énergie à l'échelle mondiale (cette méthode de calcul a été choisie - sans grande hydraulique, puisqu'elle aboutit exactement aux 12 % actuels).

Et puis - un problème pour la 3e année. Il existe une valeur qui en 2017 était égale à 12 % et qui augmente de 1 % par an. En quelle année atteindra-t-il 16% ? En 2040 ? As-tu bien réfléchi, mon jeune ami ? Notez qu’en répondant « en 2021 », nous commettons l’erreur classique de faire une prédiction linéaire. Il est plus logique de prendre en compte la nature exponentielle du processus et de faire les trois prédictions classiques : 

  1. « optimiste » compte tenu de l’accélération du développement, 
  2. "moyenne" - basée sur l'hypothèse que le taux de croissance sera le même que celui de la meilleure année des 5 dernières années 
  3. et « pessimiste » - basé sur l'hypothèse que le taux de croissance sera en moyenne similaire à la pire année des 5 dernières années. 

De plus, même selon la prévision moyenne, 16.1% seront déjà atteints en 2020, c'est-à-dire l'année prochaine:

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Source : calculs de l'auteur 

Pour une meilleure compréhension (des processus exponentiels), nous présentons les mêmes graphiques sur une échelle logarithmique :  

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Ils montrent que le scénario moyen est plutôt une tendance, même si l’on le regarde depuis 2007. Au total, la valeur prévue pour 2040 sera très probablement atteinte l’année prochaine, ou au plus dans un an.

Pour être honnête, Sechin n’est pas le seul à se « tromper » ainsi. Par exemple, les travailleurs du secteur pétrolier de BP (British Petroleum) font des prévisions annuelles, et on leur reproche déjà de ne pas tenir compte de l'exponentialité du processus, après avoir fait des prévisions depuis des années (« Dérivé ? Non, vous n'avez pas entendu ! »). C’est pourquoi ils ont dû augmenter leurs prévisions chaque année depuis de nombreuses années :

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Source: Échec des prévisions / Pourquoi les investisseurs devraient traiter les prévisions énergétiques des compagnies pétrolières avec prudence

Plus près des prévisions de Sechin Agence internationale de l'énergie (fêtes avec des ouvriers du pétrole lourd, vérifiez les canalisations à la racine de la partie russe du site). En principe, ils ne prennent pas en compte le caractère exponentiel du processus, qui conduit à une erreur d'ordre de grandeur depuis 7 ans, et ils répètent systématiquement cette erreur :

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Source: Nos prévisions ne se sont pas réalisées et nos promesses ne sont pas fiables (le site lui-même renen.ru, d'ailleurs, très bien)

Leurs prévisions semblent particulièrement amusantes avec des données plus récentes (on lit aussi « eh bien, quand vont-ils enfin s'arrêter !!! » dans leurs courbes ?) :

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Source: Croissance photovoltaïque : réalité versus projections de l'Agence internationale de l'énergie

C'est en effet contre-intuitif, mais lors de la prévision de nombreux processus, il est plus efficace de prendre en compte non pas une prévision linéaire pour la période précédente et non une prévision linéaire basée sur la dérivée actuelle, mais un changement dans la vitesse du processus. Cela donne le résultat le plus précis pour des processus similaires :

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Source: La révolution de l'IA : la route vers la superintelligence 

Dans la littérature anglophone, notamment en business analytique, l'abréviation CAGR est constamment utilisée (Taux de croissance annuel composé - le lien est donné vers le wiki en anglais, et il est caractéristique qu'il n'y ait pas d'article correspondant dans Wikipédia en russe). Le TCAC peut être traduit par « taux de croissance annuel composé ». Il est calculé selon la formule
 
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t0 - première année, tn - fin d'année, et Vermont) — la valeur du paramètre, évoluant vraisemblablement selon une loi exponentielle. La valeur est exprimée en pourcentage et indique le pourcentage de croissance d'une certaine valeur (généralement un marché) au cours de l'année.

Il existe de nombreux exemples sur Internet sur la façon de calculer le TCAC, par exemple dans Google Docs et Excel :

Organisons une courte master class sous le thème « Aidons Sechin », en prenant les données de la compagnie pétrolière BP (comme estimation inférieure). Pour ceux que cela intéresse, les données elles-mêmes se trouvent dans ce document Google, vous pouvez le copier vous-même et le calculer différemment. À l’échelle mondiale, la production renouvelable connaît une croissance rapide :

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Source : Ici et plus loin sur les graphiques noirs, les calculs de l’auteur selon BP 

L’échelle est logarithmique et il est clair que toutes les régions connaissent une croissance exponentielle (c’est important !), et beaucoup avec une accélération exponentielle. Comme prévu, les leaders sont la Chine et ses voisins, qui ont dépassé l’Amérique du Nord et l’Europe. Il est intéressant de noter que l’avant-dernière région – le Moyen-Orient – ​​est l’une des régions les plus productrices de pétrole de la planète, et qu’elle a le TCAC le plus élevé de toutes (44 % au cours des 5 dernières années (!)). Il n'est pas surprenant de voir un ordre de grandeur augmenter en 6 ans, et à en juger par les déclarations de leurs responsables, ils vont continuer dans la même direction. L’ancien ministre saoudien du Pétrole avait sagement averti ses collègues de l’OPEP dès 2000 : « L’âge de pierre n’a pas pris fin parce qu’il n’y avait plus de pierres », et il semble qu’ils aient pris en compte cette sage pensée il y a dix ans. La CEI (CIS), comme on le voit, occupe la dernière place. Le taux de croissance est cependant assez bon. 

Le TCAC peut être calculé de différentes manières. Par exemple, construisons le TCAC pour chaque année depuis 1965, pour les 5 dernières années et pour les 10 dernières années. Vous obtiendrez cette image intéressante (total pour le monde) :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels

On voit clairement qu’en moyenne, la croissance exponentielle s’accélère puis se ralentit. "Moskovsky Komsomolets" et d'autres médias jaunes écrivent généralement dans ce cas quelque chose comme "L'économie chinoise est en baisse", ce qui signifie que "les taux de croissance fantastiques de l'économie chinoise ralentissent" et gardent le silence avec tact sur le fait qu'ils ralentissent à un rythme tel que d'autres ne peuvent que le raconter en rêve. Tout est très similaire ici.

Essayons de prédire la production en 2018 sur la base de données allant jusqu'à 2010, en prenant le CAGR'1965, le CAGR'10Y, le CAGR'5Y et une prévision linéaire de 2010 par rapport à 2009 et par rapport à 2006. Nous obtenons l'image suivante :

Linéaire'1Y Linéaire'4Y TCAC'1965  TCAC'10Y  TCAC'5Y 
Production renouvelable en 2018, prévision basée sur des données allant jusqu'en 2010 1697 1442  1465  2035  2429 
Attitude face au réel en 2018 0,68  0,58  0,59  0,82  0,98 
Erreur de prévision 32%  42%  41%  18%  2% 

Points caractéristiques - aucune des prévisions ne s'est avérée trop optimiste, c'est-à-dire sous-dépassement partout. Dans le scénario le plus optimiste avec un TCAC de 15,7 %, le déficit était de 2 %. Les prévisions linéaires donnaient une erreur de 30 à 40 % (une période a été spécialement prise pendant laquelle, en raison du ralentissement des taux de croissance, leur erreur était plus petite). Malheureusement, il n’a pas été possible d’ajouter le modèle de Sechin, car il n’est pas possible de restituer sa formule. 

En guise de devoir, essayez le backcasting en jouant avec différents TCAC. La conclusion sera évidente : les processus exponentiels sont mieux prédits par les modèles exponentiels.

Et comme cerise sur le gâteau, voici une prévision du même BP, dont l'exposant (« Attention, les spécialistes travaillent ! ») cède la place à une croissance linéaire de la prévision : 

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: Part des énergies renouvelables dans la production d'électricité par source (de BP)

Attention, ils ne prennent pas du tout en compte l’hydroélectricité, qui est classée parmi les sources d’énergie renouvelables classiques. Leur estimation est donc encore plus conservatrice que celle de Sechin, et ils donnent 12 % seulement pour 2020. Mais même si la base est sous-estimée et que la croissance exponentielle s’arrête en 2020, leur part est de 2040 % en 29. Cela ne ressemble pas du tout aux 16% de Sechin... C'est juste une sorte de problème...

Il est clair que Sechin est une personne intelligente. Je suis mathématicien appliqué de profession, pas ingénieur électricien, je ne peux donc pas donner de réponse qualifiée à la question sur la raison d'une erreur aussi grave dans la prévision de Sechin. Très probablement, le fait est que cette situation ressemble vraiment à une baisse des prix du pétrole. Et notre grand navire pétrolier (qui n'a pas écouté cette chanson de Semyon Slepakov, jetez un oeil) pour une raison pas très claire, il existe un taux de change stable pour la vente de pétrole brut à l'étranger, et non de produits pétroliers raffinés. Et si vous faussez considérablement les prévisions, cela élimine (pendant un moment, il faut réfléchir) les questions désagréables. Mais en tant que mathématicien, je préférerais voir une erreur systématique au moins au niveau des messieurs de BP qui n'ont pas entendu parler des dérivées. Je m'en fiche, je suis sur le même bateau.

Total:

  • Comme tous les officiers le savent, en temps de guerre, la valeur de la constante π (le rapport entre la circonférence d'un cercle et son diamètre) atteint 4, et dans des cas particuliers - jusqu'à 5. Par conséquent, lorsque cela est vraiment nécessaire, la prévision de les spécialistes démontrent TOUTES les valeurs exigées par les autorités. Il est conseillé de s'en souvenir.
  • Les processus exponentiels sont mieux prédits à l’aide d’un taux de croissance annuel composé, ou TCAC.
  • Les prévisions de Setchine au Forum économique international de Saint-Pétersbourg peuvent être considérées comme un manque de respect extrême envers le public ou comme une manipulation grossière. Au choix. Espérons qu'il y aura des gens courageux qui poseront des questions désagréables. Par exemple, pourquoi l'industrie pétrochimique est-elle très rentable partout dans le monde, alors que les entreprises publiques russes investissent des dizaines de milliards dans le « pipeline » et l'exportation de matières premières, et non dans celui-ci ? 
  • Et enfin, j'aimerais espérer qu'un des lecteurs fera une page sur CAGR sur Wikipédia russe. Il est temps, je pense.

énergie solaire

Consolidons le sujet des processus exponentiels. Le dernier graphique de BP montre comment la part du « soleil » a fortement augmenté en 2020, et même le conservateur BP croit en son avenir. Fait intéressant, on y observe également un processus exponentiel qui, comme la loi de Moore, dure depuis plus de 40 ans et s'appelle la loi de Swenson :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Swanson’s_law 

Le sens général est simple : le prix du module diminue de façon exponentielle et la production augmente de façon exponentielle. En conséquence, s'il y a 40 ans il s'agissait d'une technologie avec un coût de l'électricité cosmique (dans tous les sens du terme), et qu'elle était principalement adaptée à l'alimentation des satellites, alors aujourd'hui le coût par watt a déjà diminué d'environ 400 fois et continue de baisser ( bientôt 3 commandes). Le TCAC moyen en valeur est d'environ 16 % avec une augmentation allant jusqu'à 25 % au cours des 10 dernières années, ce qui n'arrive pas souvent.

En conséquence, cela entraîne également une croissance exponentielle de la capacité installée et de la production :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Growth_of_photovoltaics 

Une croissance multipliée par 10 en 7 à 8 ans est très sérieuse (calculez vous-même le TCAC, vous obtiendrez 33 à 38 % (!)). C'est risible, mais si on ne l'arrête pas, seule l'énergie solaire pourra générer 100 % des besoins mondiaux en électricité dans 12 ans. Il faut traiter cette question de manière décisive. Pour ralentir d’une manière ou d’une autre cette honte aux États-Unis, Trump a introduit l’année dernière un énorme droit (pour les autres marchés) de 30 % sur l’importation de panneaux solaires. Mais à la fin de l'année, ces maudits Chinois ont réduit les prix de 34 % (sur l'année !), non seulement en éliminant les droits de douane, mais aussi en rendant à nouveau rentables les achats chez eux. Et ils continuent de construire des usines entièrement robotisées produisant des dizaines de gigawatts de batteries par an, réduisant encore et encore les prix et augmentant les volumes de production. C’est une sorte de cauchemar, vous en conviendrez.

La baisse du coût des batteries est telle que ces dernières années, non seulement elles sont devenues compétitives sans subventions, mais la frontière de leur utilisation rentable se déplace rapidement vers le nord de l'hémisphère nord, couvrant jusqu'à des centaines de kilomètres par an. De plus, hier encore, il était important d'orienter les batteries selon l'angle optimal et tout ça. 3-4 ans s'écoulent, et pour le même prix, une plus grande surface de batteries peut être installée simplement sur les façades sud verticales. Oui, ils sont moins efficaces, mais ils doivent être lavés moins souvent et sont plus faciles à installer. Et pour le même prix d’installation, la réduction du coût de possession est plus importante. 

Encore une fois, le talon d'Achille de l'énergie solaire est une production inégale d'électricité, en particulier dans des conditions où l'efficacité du stockage est loin de 100 %. Et puis il s'avère qu'avec un tel taux de baisse du coût de production d'un mégawatt, très bientôt, non seulement l'efficacité faible et moyenne du stockage est couverte (c'est-à-dire qu'il peut être stocké de manière moins efficace, mais moins chère) , mais aussi le coût d'installation des batteries (c'est-à-dire que pour le même argent, nous pouvons installer non seulement autant de mégawatts de production, mais aussi tant de mégawatts de stockage « gratuitement », ce qui change radicalement la donne).

Total:

  • La loi de Swenson est à peu près la même que la loi de Moore en termes de validité, bien que le TCAC soit plus petit. Mais c’est précisément au cours de la prochaine décennie que son effet deviendra le plus visible.
  • C’est un sujet complètement différent, mais grâce au développement rapide du solaire et de l’éolien, des milliards fous ont été investis dans les systèmes industriels de stockage d’énergie au cours des 3 dernières années. Naturellement, Tesla est là à l'avant-garde avec votre PowerPack, ce qui a montré des résultats positifs en Australie. Travailleurs du gaz préoccupé. Dans le même temps, le plaisir n'a pas encore commencé, puisque plusieurs technologies menacent de dépasser le Li-Ion en termes de baisse des coûts de stockage. Cependant, c'est une toute autre histoire, nous nous intéresserons à leur TCAC dans quelques années (maintenant c'est fantastique, mais ce effet de base faible).

Voiture électrique

En 1909, des experts sérieux écrivaient dans le très respecté magazine Scientific American : « Le fait que l'automobile ait pratiquement atteint la limite de son développement est confirmé par le fait qu'au cours de l'année écoulée, aucune amélioration radicale n'a été apportée. » L’année dernière, il n’y a pas non plus eu d’amélioration radicale dans le domaine des véhicules électriques. Cela permet d’affirmer en toute confiance que la voiture électrique a déjà atteint le sommet de son développement. 

Plus grave encore, il existe un problème de « poule et œuf » dans la plupart des technologies. Jusqu'à ce que la production de masse atteigne un certain niveau, il est extrêmement coûteux d'introduire un certain nombre d'innovations et, à l'inverse, jusqu'à leur introduction, les ventes ralentissent. Ceux. Pour vaincre les « maladies infantiles », une certaine production de masse est nécessaire. Et ici, il convient d'évaluer les technologies innovantes par le niveau de production totale par habitant :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: Voitures électriques et « pic pétrolier ». La vérité dans le modèle

Je ne suis pas un expert et je ne sais pas comment les voitures électriques évolueront dans les 15 prochaines années. Mais il s’agit sans aucun doute d’un produit de très haute technologie, et il évolue rapidement. Et le niveau des véhicules électriques actuels est le niveau des voitures à moteur à combustion interne en 1910 et celui des téléphones portables en 1983. Les changements pour le mieux (pour le consommateur) au cours des 15 prochaines années seront spectaculaires. Et c'est là que le plaisir commence. 

En général, les voitures électriques sont poussées par trois facteurs :

  • Lorsque vous appuyez sur l'accélérateur, vous volez vers l'avant, comme dans une voiture de sport, et le prix est sensiblement inférieur à celui d'une voiture de sport. Et les voitures électriques les dépassent sur des pistes courtes (Tesla X dépasse Lamborghini, Tesla 3 dépasse Ferrari, par exemple, pour cette raison Tesla la police achète) Quel policier russo-américain n'aime pas conduire vite ?
  • Le remplissage est très bon marché, voire rien. Roman Naumov vivant au Canada (@sith) provoque une irritation brûlante, décrivant comment lui, infecté, a parcouru 600 km en dehors de la ville, dépensant 4 dollars en carburant (ou n'aurait peut-être pas dépensé du tout). Elon Musk, je me souviens, s'est plaint du fait que de nombreux riches propriétaires de Teslas coûteuses les conduisent à un Supercharger gratuit, un foutu cadeau. Bref, le carburant est quasiment éliminé des postes de consommation.
  • Et tous les ingénieurs affirment à l’unisson que lorsque les maladies infantiles seront guéries, l’entretien de la voiture électrique coûtera nettement moins cher. CELA coûtera beaucoup moins cher. Seuls les pneus, disent-ils, doivent être changés plus souvent, ils s'usent...

Et bien sûr, le fait que la voiture puisse, en principe, être rechargée partout où il y a une prise est une révolution. Autrement dit, si l'électricité atteint votre grand-mère au village, vous pouvez venir chez elle et recharger, quoique plus longtemps. Bien sûr, vous ne pourrez pas conduire un trophée national, mais 99, (9) % des gens viennent au village, et puis la voiture reste là. Et demain, il ne se contentera pas de rester debout, mais consommera de l'électricité à un tarif villageois bon marché. 

Bien sûr, il existe encore peu de chargeurs, notamment rapides, mais... regardons le graphique :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: L’infrastructure de recharge des voitures électriques devient courante

Quoi? Encore un processus exponentiel ? Et qui! La question se pose ainsi : comment la situation changera-t-elle si dans les 10 prochaines années le nombre de stations-service est multiplié par 1000 (« Mille, Karl ! ») ? (Il s'agit d'un TCAC = 100 %, c'est-à-dire qu'il double chaque année) Désolé, j'avais tort. Ensuite 8 ans 1000 fois ! (Il s’agit d’un TCAC = 137 %, c’est-à-dire plus rapide que le doublement annuel). Et deux de ces 8 années sont presque passées... Et les gens de l'industrie disent que dans les 8 prochaines années, la croissance ne sera pas de 3 ordres de grandeur, mais plus rapide, surtout avec la nouvelle génération de fourches. Pour comprendre à quoi cela ressemblera, il faut venir en Chine. En fait, il y a des prises électriques dans la plupart des parkings et elles poussent comme des champignons après la pluie par temps chaud. Et même les résidents des immeubles de grande hauteur feront le plein d'essence pour la semaine lors d'une sortie dominicale au cinéma ou au centre commercial (où la voiture est toujours garée et vous attend pendant quelques heures). Et les centres commerciaux avec restaurants se battront pour les visiteurs avec des voitures électriques (ils se battent déjà en Chine).

Oui, le prix des véhicules électriques est désormais élevé. Mais la batterie y donne une part importante, et son coût baisse ainsi : 

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: Une vision en coulisses des prix des batteries lithium-ion

Oui, ils ont accepté ! C'est encore une fois un processus exponentiel ! Et le TCAC moyen est de -20,8 %, ce qui, comme nous le savons, est TRÈS élevé. Si 5 % équivaut à 2 fois en 15 ans, mais 20 % équivaut à 10 fois en 12 ans (« Dix fois, Karl ! ») :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels

C’est drôle qu’à ce rythme-là, dans 3-4 ans, au lieu d’une batterie pour sa voiture, tu puisses en acheter deux pour le même prix. Accrochez le deuxième dans le garage et il vous fournira un compresseur personnel. Vous rentrez à la maison et faites le plein. Et au tarif de nuit. Et toute la maison sera nourrie au tarif de la nuit. Et les pannes de courant dans le village de chalets ne seront plus un problème. Et (en rappelant le TCAC du « soleil ») - il sera possible d'installer des panneaux solaires sur le toit. Il y a de belles économies là-bas, donc beaucoup de gens diront : « Cool ! Je le prends! Envelopper!" (surtout dans Europe и Etats-Unis, Certainement).

Après tout, ces processus exponentiels sont une chose étonnante. Au cours des 10 prochaines années, nous assisterons certainement à de sérieux progrès dans le domaine des véhicules électriques et les voitures électriques modernes seront perçues comme terriblement gênantes et misérables. Pas de réserve de marche, pas de pilote automatique, il faut emporter un tas d'adaptateurs... Des premiers modèles, en somme.

Total:

  • Des véhicules électriques ont été vendus en Chine au premier semestre 2019 66% de plus qu'au premier semestre 2018. Dans le même temps, les ventes de voitures équipées d’un moteur à combustion interne ont chuté de 12 %. Ce n'est pas une cloche, c'est un gong. 
  • La plus populaire parmi les voitures électriques est bien entendu la Tesla. Mais j'attire votre attention sur les chinois BYD. Elle ressemble probablement le plus prometteur.
  • En Chine, les plaques d’immatriculation des véhicules électriques sont vertes. Les autorités promettent que bientôt, les jours où le niveau de smog sera « rouge », elles cesseront d'autoriser toutes les voitures, sauf électriques, à entrer dans le centre de Pékin. Les compagnies de taxi achètent des véhicules électriques par milliers. L'auteur est monté dans un tel taxi, ça a l'air impressionnant. 

Que se passe-t-il en informatique ?

La loi de Moore est devenue bien connue car elle a duré avec un TCAC énorme d'environ 41 % pendant près de 40 ans. Quels autres exemples de bon TCAC existe-t-il en informatique ? Ils sont nombreux, par exemple la croissance des revenus de Google avec un TCAC de 43% sur 16 ans :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source:  Revenus publicitaires de Google de 2001 à 2018 (en milliards de dollars des États-Unis)

En regardant ce graphique, certaines personnes (notamment celles dont les applications ont été bannies du Google Play Store) se sont senties mal à l'aise. Il y a beaucoup de choses à penser ici. La semaine dernière, alors que je conduisais une voiture, le smartphone a commencé à suggérer de manière persistante de passer à la navigation Google, malgré le fait que je conduisais déjà avec Yandex.Navigator. Ils n’ont probablement plus une taille de marché suffisante, mais ils ont besoin d’augmenter leurs revenus, ai-je pensé. Et j'y ai aussi pensé.

Cependant, il existe également des graphiques purement techniques plus optimistes, par exemple, représentés sur une échelle logarithmique, la réduction du prix de l'espace disque et l'augmentation de la vitesse des connexions Internet d'ici 2019 :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: Des baisses drastiques des coûts alimentent une autre révolution informatique 

Il est facile de constater qu’il y a une tendance à atteindre un plateau, c’est-à-dire le taux de croissance diminue. Néanmoins, ils ont bien poussé pendant des décennies. Si vous regardez les disques durs plus en détail, vous constaterez que le prochain retour à l'exposant est généralement assuré par la technologie suivante :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: Technologies de stockage pour aujourd'hui et demain  

On attend donc que les SSD rattrapent les HDD et les laissent loin derrière.

Aussi, avec un excellent TCAC de 59 %, le coût des pixels des appareils photo numériques a chuté d’un seul coup (loi de Handy) : 

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: Loi de Hendy

Les 10 dernières années ont également vu une diminution exponentielle de la taille des pixels des caméras.  

De plus, avec un bon TCAC d'environ 25 % (10 fois en 10 ans), le coût par pixel d'un écran conventionnel est en baisse depuis environ 40 ans, tandis que la luminosité et le contraste des pixels augmentent également (c'est-à-dire une qualité supérieure). est proposé à un prix inférieur). De manière générale, les constructeurs ne savent plus où placer les pixels. Les téléviseurs 8K sont déjà assez abordables, mais que montrer dessus est une bonne question. N'importe quel nombre de pixels pourrait être absorbé par l'autostéréoscopie, mais il reste des problèmes non résolus. Cependant, c’est une autre histoire. Quoi qu’il en soit, la réduction enchanteresse du coût en pixels rapproche l’autostéréoscopie.

À cela s’ajoute la diffusion exponentielle de nombreux services logiciels :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: Plateformes technologiques avec un milliard d'utilisateurs 

Par exemple, AppleTV ou Facebook. Et, comme évoqué plus haut, grâce notamment aux réseaux sociaux, la vitesse de diffusion des innovations augmente. 

Total: 

  • En grande partie à cause des processus exponentiels survenus au cours des 20 dernières années, les sociétés informatiques ont considérablement supplanté les autres dans la liste des plus grandes entreprises du monde. Et ils n’ont pas l’intention de s’arrêter (quoi que cela signifie).
  • Les améliorations de la plupart des technologies informatiques sont exponentielles. De plus, le classique est celui des courbes en forme de S, lorsque dans le même domaine une technologie en remplace une autre, provoquant à chaque fois un nouveau retour à un rythme exponentiel.

Réseaux de neurones 

Les réseaux de neurones sont devenus extrêmement populaires ces derniers temps. Regardons le nombre de brevets déposés sur eux ces dernières années :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Merde... On dirait encore un exposant (même si le délai est trop court). Cependant, si l’on regarde les startups sur une période plus longue, le tableau est à peu près le même (14 fois en 15 ans soit un TCAC de 19% - très bon) :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: Indice IA, novembre 2017 (oui, oui, je sais ce qu'il y aura dans les 3 prochaines années) 

Dans le même temps, les réseaux de neurones dans de nombreux domaines démontrent unanimement de meilleurs résultats que la personne moyenne :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: Mesurer les progrès de la recherche sur l'IA

Et bon, quand le résultat est sur ImageNet (même si la conséquence directe est une nouvelle génération de robots industriels), mais en reconnaissance vocale c'est la même image :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: Mesurer les progrès de la recherche sur l'IA

En fait, les réseaux de neurones viennent de surpasser l’individu moyen en matière de reconnaissance vocale et sont en passe de les surpasser dans toutes les langues courantes. Où, comme nous l'avons écrit, la croissance de la vitesse des accélérateurs de réseaux neuronaux est susceptible d'être exponentielle

En plaisantant sur ce sujet, nous avons pensé il n'y a pas si longtemps : oui, bientôt les robots seront capables d'effectuer des tours au niveau des singes, et on a supposé que c'était très loin du niveau d'une personne stupide, et encore plus Einstein :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: La révolution de l'IA : la route vers la superintelligence 

Mais soudain, il s'est avéré que le niveau d'une personne ordinaire avait déjà été atteint (et continue d'être atteint) dans de nombreux domaines), et au niveau d'un génie rare (comme l'ont montré les compétitions avec une personne aux échecs et au Go), la distance s'est soudainement avérée inférieure à ce qui était prévu :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels

Source: Mesurer les progrès de la recherche sur l'IA

Aux échecs, des personnes exceptionnelles ont été dépassées il y a environ 15 ans, au Go - il y a trois ans, et la tendance est évidente :

Le TCAC comme malédiction des spécialistes ou erreurs dans la prévision des processus exponentiels
Source: La révolution de l'IA : la route vers la superintelligence 

Comme l’a dit un jour le légendaire PDG de General Electric, Jack Welch : « Si le taux de changement à l’extérieur est supérieur au taux de changement à l’intérieur, la fin est proche. » Ceux. Si une entreprise ne change pas plus vite que la situation qui l’entoure, elle court de grands risques. Malheureusement, il a quitté ses fonctions il y a 18 ans et la situation de GE n'a fait qu'empirer depuis. GE ne suit pas les changements.

En me souvenant des prédictions des spécialistes de Western Union sur le téléphone, des prévisions de Lord Kelvin, des estimations du marché des ordinateurs personnels Digital Equipment et des smartphones Microsoft, sur fond de prévisions de Sechin, j'ai justifié mes inquiétudes. Parce que l'histoire se répète. Et encore. Et encore. Et encore.

De nombreux spécialistes, après avoir étudié leur domaine dans un institut/université, cessent de se développer. Et les prévisions sont faites à l’aide de technologies du siècle dernier (dans tous les sens du terme). Ces dernières années, j'ai été tourmenté par la question : à quelle vitesse les réseaux de neurones remplaceront-ils les experts qui ne savent pas appliquer le CAGR ? Et je veux juste vraiment faire une prévision, et j’ai peur de me tromper. Vers le sous-dépassement, comme vous le comprenez.

Mais sérieusement, la rapidité du changement est comme le vent. Si vous savez régler correctement les voiles (et que le voilier s'y conforme), alors même un vent de face ne vous empêchera pas d'avancer, et même si c'est un vent arrière, et même avec un gros TCAC !!!

Joyeux CAGR à tous ceux qui ont fini de lire !

UPD
Habraeffect fonctionne toujours ! Le jour de la publication de ce document, un article est paru sur TCAC sur Wikipédia russe! L'exemple n'a pas encore été traduit, mais un début a déjà été fait. De plus, vous pouvez voir c'est une question d'argent ou ici à propos des technologies avec des éléments permettant de tromper les investisseurs

RemerciementsJe tiens à remercier sincèrement :

  • Laboratoire d'infographie VMK Université d'État de Moscou. M.V. Lomonosov pour sa contribution au développement de l'infographie en Russie et au-delà,
  • personnellement Konstantin Kozhemyakov, qui a beaucoup fait pour rendre cet article meilleur et plus clair,
  • et enfin, un grand merci à Kirill Malyshev, Egor Sklyarov, Ivan Molodetskikh, Nikolai Oplachko, Evgeny Lyapustin, Alexander Ploshkin, Andrey Moskalenko, Aidar Khatiullin, Dmitry Klepikov, Dmitry Konovalchuk, Maxim Velikanov, Alexander Yakovenko et Evgeny Kuptsov pour un grand nombre de cours pratiques. commentaires et modifications qui ont rendu ce texte bien meilleur !

Source: habr.com

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