2026年7月22日水曜日

断想: AI(=人工知能)が乗りこえるべき高い壁?

先日の投稿では、「総括」というか、こんな感想を述べている:

囲碁の名人がDeepMindのAlphaGoに負けてからAIの優越性が可視化されてきたのだが、歴史的背景と今の政策との関連をどう理解するかという点でも、世論よりはAIの方が(まだ細部で誤りが混じって満点ではないが)実力が上回るようになってきた。少なくとも世論の方がAIよりなお優れているとはもう言えない・・・こんな感想を持たざるを得ない。

人類の知的活動の少なからざる部分は、今後将来にかけて生身の人間からAIに置き換わっていくだろうというのは、ほゞほゞ確定していると言わざるを得ない。淋しいが・・・

それが善なのか、正義に適うのかという論点は、もう陳腐かもしれない。

道理とは何かを考える時にも、世論よりはAIの方がはるかに冷静で優れた考察をすることが出来る、個々の事案についてすら出来る、そんな時代がもうすぐそこまで来ていると、使えば使うほどそう実感するのだ。 

ただ、AIの利用、影響力が全世界的に急速に拡大していくかと問われれば、越えがたい技術的な壁があると思う。

以下のデータはChatGPTに調べてもらったのだが、一見したところ、予想に近い回答であったので使うことにした。

まず地球上の知的構成物としては見事としか言いようのない「人類」であるが、人体を構成する元素比は

質量比(成人の平均的な値)

元素質量比
酸素 (O)約65%
炭素 (C)約18.5%
水素 (H)約9.5%
窒素 (N)約3.2%
カルシウム (Ca)約1.5%
リン (P)約1.0%
カリウム (K)約0.4%
硫黄 (S)約0.3%
ナトリウム (Na)約0.2%
塩素 (Cl)約0.2%
マグネシウム (Mg)約0.1%
その他(鉄、亜鉛、銅、ヨウ素など)約0.1%

このように、酸素・炭素・水素・窒素の4元素だけで人体重量の約96%を占めます。

豊富に存在する元素を多く、稀少なものは少なくという経済的な構成になっているのが人体である。安い原材料だけを使って高度の知的生命体を自然は生み出したというわけだ。

これに対して、こんな質問をした:

データセンターの基盤になるサーバーの必須のパーツは半導体チップだと思われますが、半導体を構成する元素の比率はわかりますか?

するとこんな回答が得られた:

はい、ただし「半導体チップ全体」と「半導体そのもの(トランジスタ部分)」では大きく異なります。

CPUやGPU、AIアクセラレータなどの半導体チップは、シリコンだけでできているわけではありません。概ね次のような構成です。

主な元素用途質量比の目安
ケイ素 (Si)半導体基板・トランジスタ約40~60%
銅 (Cu)配線約20~40%
酸素 (O)二酸化ケイ素(絶縁膜)約10~20%
炭素 (C)低誘電率絶縁膜など数%
タングステン (W)配線・ビア数%
コバルト (Co)、タンタル (Ta)、チタン (Ti)、ニッケル (Ni)バリア膜・電極1%未満~数%
ホウ素 (B)、リン (P)、ヒ素 (As)ドーパント(不純物)0.01%未満

 

特に重要なのはシリコン。シリコン(=ケイ素)はトランジスタを形成する母材であり、半導体チップの中核となる元素です。 

人体とは大きく異なっている。ケイ素は地殻内では酸素に次いで豊富に存在している元素だから問題はないが、問題は《銅》である。銅は地殻の中では極めて稀少にしか存在しない物質である。

更に、データセンター全体でみると

半導体チップよりも

    • アルミニウム(筐体・ヒートシンク)
    • 銅(電源ケーブル・配線)
    • 鉄(ラック・構造材)
    • ニッケル(電池・合金)

などの金属の使用量の方がはるかに多くなります。

したがって、「AIを支える元素は何か」という観点では、シリコンだけでなく、銅・アルミニウム・鉄・ニッケルなどの供給も極めて重要になります。半導体そのものは高度な技術の結晶ですが、データセンター全体として見ると、実は大量の一般的な金属資源にも支えられているのです。 

そこで、地球に存在する元素賦存比率とデータセンターに必要な元素比率とを対比すると、以下のようになる:

結論から言うと、地球全体の元素組成とデータセンターの元素組成を比べた場合、最も大きく偏っているのは「銅」「シリコン」「希少金属(タンタル・コバルト・ガリウムなど)」です。

一方で、地球に非常に多い鉄・酸素・マグネシウムなどは、データセンターでは相対的に少なくなります。

おおまかに比較すると、

元素地球(質量比)データセンター偏り
鉄 (Fe)約32%(地球全体)数~10数%大幅に少ない
酸素 (O)約30%数%少ない
ケイ素 (Si)約15%10~30%やや多い
マグネシウム (Mg)約14%ほとんど使わない極端に少ない
銅 (Cu)約0.006%数十%にもなる数千倍以上多い
タンタル (Ta)数ppmコンデンサに使用数万~数百万倍濃縮
ガリウム (Ga)十数ppm高周波半導体非常に濃縮
金 (Au)数ppbコネクタ等数百万倍濃縮

 

特に「銅」が際立っています。地球全体では銅はごくわずかしか存在しません。

しかしデータセンターでは、

    • 電源ケーブル
    • 基板配線
    • 半導体内部配線
    • トランス
    • モーター

などに大量に使われます。

重量ベースでは数十%近くが銅になる設備も珍しくありません。

もっと極端なのは金・タンタル・ガリウム。これらは地球中では極めて希少ですが、
    • 金:腐食しない接点
    • タンタル:高性能コンデンサ
    • ガリウム:高周波・光通信用半導体

として不可欠です。

例えば金は地球全体では数十億分の1程度しかありませんが、CPUやサーバー基板には必ず微量ながら含まれています。

足元のテクノロジー文明を支えるのは、豊富に存在する酸素、窒素、炭素、水素ではない、数種類の希少金属であると言っても言い過ぎではない。

これはAI(=人工知能)と言っても、極めて非合理的な技術であろう。

こうして概観すると、知的活動体としての《人》は、小型にして経済合理的。自然による見事な作品であることが改めて確認できる。これに対して、AIは《人工知能》であるせいか、自然の摂理に反していて、非経済的かつ非合理的である。

古来、非・経済合理的な技術文明が長期間に渡って持続したためしはない。

地球上を面的にマネージするうえで《AI》の利活用は欠かせないと思うが、使われる材料が現在の元素比のままでは、近い将来に資源上の制約に縛られてしまうのは確実である。

更に、人体の優れている点は、小型の構造であるにも関わらず、内部にエネルギー生成機能を有していることだ。確かにエネルギー源は外部から摂取する必要がある。つまり食料である。が、それら食料は水、炭水化物、タンパク質を主として、あとは少量の脂質、ビタミン、ミネラルを必要とするだけである。大体は、炭素、酸素、水素を毎日摂取できれば人体と諸器官を動作させるには十分だ。驚異的な知性がここに反映されている。

上で示したデータセンターは内部でエネルギーを生成できはしない。電気エネルギーは外部から供給しなければならない。土地節約的な原子力発電にはウランが必要だ。そうでなければ、どこからか電気を供給しなければAIは動かない。

ついでに太陽光発電施設も含めて、特徴的な元素の比較をしておこう:

システム
特徴的な元素
人体
    H・O・C・N(地球上に豊富)
データセンター    Cu・Si・Ta・Co・Ga(高純度・希少)
太陽光発電所
Fe・Al・Si・O(比較的豊富)

 ChatGPTはこう締めくくっている:

この比較を見ると、太陽光発電はデータセンターよりも、人体に近い「豊富な元素を大量に使う技術」と言えます。もちろん人体とは構成が異なりますが、「地球上に比較的ありふれた元素を主体にしている」という点では共通しています。

実際、エネルギー工学では「技術が大規模に普及するためには、希少元素への依存を減らすことが重要」という考え方があります。太陽光発電では銀の削減、AIハードウェアでは銅や希少金属の節約が研究されているのも、その考え方に沿った動きです。

こうして眺めると、「どの元素をどれだけ必要とする技術なのか」という視点は、将来その技術がどこまで普及できるかを考える上で、一つの重要な指標になると言えるでしょう。

本日投稿は、AIに色々と教えてもらいながら、普段から疑問に感じていた事を整理してみた。この間、わずかに小一時間である。

まったく別の付けたし。

小生は、民放TVのドラマでも近い将来《生の俳優・女優抜きの100%完全な人工ドラマ》が制作されるものと確信している。人は《フェーク・ドラマ》と呼ぶかもしれないが、"Artificial Drama"あるいは"Artificial Film"という方が同時代的だろう。その兆しは既にもう出てきているから、空想の世界ではない。

AIが創造した人工俳優や人工女優なら、まず人間関係をマネージする雑用から解放される。最近発生したような「ハラスメント問題」に悩まされることもない。そもそも「ロケ弁不要」であるし、飲み会も必要ない。技術的知識を本質的実体としながらヴァーチャルな影像として可視化されるものである「人工俳優」は、仕事を経験すればするほど経験知が上がり続け、豊かな表現力を持つようになる。かつ人間とは違って、齢をとらず、永遠に若く、高齢俳優であっても何十年も活動できる。 

世界のどこかで研究は既に進められていると思うが、日本はまだ問題意識すらないかもしれないネエ・・・と。

近年の日本社会は、伝統と言われるのを嫌いながら歴史には誇りをもち、新しいものを願いながらも新しいものが古いものに置き換わるのは拒否するという、そんな傾向が目立ちますから・・・

0 件のコメント: