Михаил Цветков- Технически директор на Intel в Русия. Работи в областта на електронните технологии повече от 15 години.
Сензори за батерии за слухови апарати
- Какви са основните посоки на развитие на Intel?
— Днес Intel е компания, ориентирана към данни.От една страна, стигнахме до това състояние от индустрията на микроелектрониката - нашите фабрики не са изчезнали, Intel все още е един от водещите доставчици на полупроводниковата основа на съвременния цифров свят. От друга страна, вече сме надраснали статута на производител само на микропроцесори и сме се превърнали в глобален създател на компоненти за цялата цифрова инфраструктура. Започвайки от IoT неща, използвани за събиране на първични данни, до най-мощните центрове за данни, в които тези данни живеят, обработват се и се превръщат от числа в знания. Затова решаваме всички ключови задачи, които стоят по този път на еволюция на данните. Събиране, съхранение и предаване - както кабелно, така и безжично; разполагаме с голям пакет от технологии в областта на клетъчните комуникации 4G, LTE, 5G, оптични канали.
Например, една от най-обещаващите технологии- Intel® Silicon Photonics, който ще разшири и предостави достъп до високоскоростни канали в близко бъдеще. И, разбира се, обработка на елементи. Добрият стар процесор Intel - както в сървърния сегмент, така и в клиентския, все още остава най-гъвкавият и търсен компютър за широк кръг задачи. Освен това най-важната област е съхранението на данни. Сега Intel произвежда много SSD устройства: от дефинирани от потребителя SATA SSD до ултрамодерен NVMe SSD за центрове за данни, включително вече по фундаментално нова физика на 3D XPoint. Това все още не сме повдигнали въпроса за автономното шофиране.
- Правя ли го?
- Лично аз - не, но имаме отделна единица, Intel Autonomous Driving. Intel търси много внимателно и активно да работи по този въпрос.
- Разработвате ли инфраструктури от началото до края - това е едновременно събиране на данни, т.е. сензори и обработка? Дали тези системи за специфични индустрии?
- Не, специфично разполаганеИнфраструктурите на ИН са работа по интеграция. Intel рядко действа като интегратор. Ние сме разработчици на технологии. Например, правим трансивери, чипове за Bluetooth и Wi-Fi свързаност. Повечето лаптопи имат някой от нашите Wi-Fi или Bluetooth чипове. Разработвайки тези протоколи, ние прехвърляме технологии от ИТ света към индустриалния свят.
Снимка: Антон Карлинер / "Hightech"
Например нашите колеги от Intel IT бяхаБеше проведен много интересен пилот на една от фабриките за внедряване на безжична мрежа от 150 сензора, които наблюдаваха оборудването, налягането, наличието на примеси от различни газове във въздуха. Производството на полупроводници, което използва голям брой химически компоненти. Доказана е и високата ефективност на ниската енергия на Bluetooth (BLE) - топология за къси разстояния, на около 15 м от приемника, дори в толкова трудна стая като производствената зала. Според вътрешните оценки на нашата ИТ услуга, се оказа, че цената на тази мрежа е само 10% в сравнение с класическите жични сензори, включително окабеляването и поддръжката на жичната инфраструктура в вече оперираната стая.
Там е изградена следната инфраструктура:в голяма фабрична стая имаше два IoT шлюза, по същество Intel PC с Intel Bluetooth и Wi-Fi модул, и бяха окачени безжични сензори. Шлюзовете бяха свързани чрез кабел към Ethernet мрежата и чрез Wi-Fi. Възможни са смущения между различни безжични стандарти, тъй като те използват един и същ честотен диапазон. BLE и Wi-Fi работят в честотната лента от 2,4 GHz. Но за разлика от други семейства протоколи, например IEEE 802.15.4, където съвместното съществуване с Wi-Fi не е много добре реализирано, Bluetooth и Wi-Fi се комбинират хармонично, споделят доста ефективно честотни ресурси и са устойчиви на взаимно влияние върху всеки друго. Най-важното е, че в резултат на тестването на тази система, продължило година и половина, беше постигната 99 процента надеждност на комуникацията със сензорите, а стабилността на работа беше много предвидима. Ако сензорът не работи, значи не работи веднага, защото е поставен неправилно, например зад колона или твърде далеч. Но ако геометрията е такава, че може да се установи връзка, сензорът функционира правилно и връзката е надеждна.
Сензорите са показали способността си да живеятбатерии в 620 mAh за 452 дни. Това е добре, но това не е границата, защото 620 mAh батерия е батерия за слухов апарат и например пръст от АА вече е някъде около 2 000 mAh.
Електрически кани като източници на нетривиална информация
— В Русия научноизследователската и развойна дейност участва ли по някакъв начин в IoT?
— IoT не е отделно сферично нещо ввакуум, това е част от жизнения цикъл на данните, техният автоматизиран генератор. Човечеството генерира данни чрез качване на снимки и въвеждане на текст, но този метод за получаване на информация не предоставя холистична картина на света. За да се анализира света много по-подробно, е необходима автоматизация. Естественото развитие на всеки необходим бизнес е автоматизацията. За автоматизиране на събирането на данни е разгърната инфраструктура от сензори.
Веднъж казах, че най-добрият IoT сензор етова е видеокамера. Видео потокът е толкова богат източник на информация и най-важното е, че е интуитивен за хората. Ако разгледаме IoT отделно от общата Data-Centric концепция, тогава в повечето случаи не е много интересно.
Възможността да включите чайника на мобилен телефон- Един добър вариант, но повече от категорията на допълнителни опции на домакински уреди, а не на интернет на нещата. Но способността да се анализира информация от един милион манекени може да даде напълно ново нетривиално знание за това как се променя натоварването в мрежата, за това как хората пият чай сутрин, че повечето жители на къщи с газови печки предпочитат да сварят чай електрически и плащате допълнително за това.
- В индустриалния интернет е ясно кой притежава данните. И ако кажем условно за чайници, домашни ИТ, тогава кой ще притежава тези данни, когато те се събират от лични устройства?
- Мисля, че във всеки конкретен случай ще се определи с договор, че дадено лице подписва директно с оператора на данните си.
- Производител на устройството?
- Не е задължително.Доставчикът на услуги, към който човек се свързва, може да бъде производител на устройство, интернет компания или дори отделен стартъп. Във всеки случай едно лице (като субект на вземане на решения) - това показват последните промени в законодателството - ще има право да управлява данните си и да изрази решението си във форма, задължителна за оператора. Сервизният представител ще трябва да следва това решение.
Снимка: Антон Карлинер / "Hightech"
Въпросът за данните е разделен на две части: това е физическа / технологична организация на събиране на данни и социална / правна. Социалната и правна част е по-скоро в областта на държавата и самия човек, а ние, технологична компания, трябва просто да предоставим удобна и рентабилна възможност за изпълнение на всяко взето решение.
Поставянето на наблюдател пред стена в 24 екрана е просто жестоко
- Ще бъде ли най-вече безжичното събиране на данни?
— Сега тенденцията е да се премине към безжична връзкатехнологии. Самата телеметрия е добре позната област на автоматизацията от половин век. Интерфейсът RS-485 е семейство от серийни интерфейси и Ethernet, който го замени, изобщо не е нова история. Но мащабът на тези системи беше ограничен от фактори като необходимостта от полагане на кабели. Полагането на кабели е сериозна задача, която изисква планиране по време на строителната фаза на сградата. Много е трудно просто да дойдете и да инсталирате 100 кабелни сензора. Не казвам, че е невъзможно, но е изключително трудно. Но появата на евтини и устойчиви на смущения сензори с дълъг живот на батерията може да превърне количеството в ново качество. В този случай, когато сензорите достигнат определен праг, ставайки безжични, те ще бъдат същият естествен атрибут на всяко пространство, както е осветлението сега.
RS-485 (на английски: Препоръчителен стандарт 485)- стандарт за физически слой за асинхронниинтерфейс. Стандартът придоби голяма популярност и се превърна в основа за създаване на цялото семейство индустриални мрежи, широко използвани в индустриалната автоматизация.
Досега ОВОС е означила всички свои стандарти.префикс "RS" (инж. Препоръчителен стандарт - препоръчителен стандарт). Много инженери продължават да използват това обозначение, но ОВОС / TIA официално заместват RS с EIA / TIA, за да улеснят идентифицирането на произхода на техните стандарти.
Интересна характеристика - развитието на IoT припомняЗаконът за развитие на полупроводниковото инженерство. В началото, когато пазарът все още няма, чиповите чипове излизат в пилотен режим, те са изключително скъпи, защото разработката струва много пари. Но с навлизането на просо и с увеличаването на броя на произвежданите чипове цената на единица намалява. Така, според закона на Мур, революционното развитие на технологиите е направило възможно появата на нов свят от персонални компютри, с цена на микропроцесор, по-малка от 1000 долара. Същото нещо, което беше направено през 80-90-те, сега се случва в света на нещата на нещата. Когато цената на компонентите и холистичната IoT-система преодолеят прага на масивното взривно разпространение, тогава производителят ще бъде печеливш да инвестира в разработването на нови системи, защото той ще види пазара и потребителите ще могат да автоматизират ефективно всички аспекти на живота си.
- Кога ще се случи това?
- Това вече се случва.Сега сегментът на видеонаблюдението се разраства много бързо, не само в областта на сигурността, но и под формата на AI - добро интелигентно видеонаблюдение с разпознаване на ситуацията, отчитане на броя на хората в опашките, трафика. Например видеонаблюдението в индустрията на практика замени контрола на качеството на производствените линии. Тоест, сега вече не е необходимо да принуждавате човек непрекъснато да гледа детайлите, летящи пред него на конвейера, за да определи дефекти. Много интересни неща се случват в тази област и веднага възниква правилният въпрос: какво да правим с този поток от информация? Съществуващите класически инструменти за обработка на данни вече не са безполезни. Отново, невъзможно е да поставите наблюдател пред стена от 24 екрана и да изисквате от него непрекъснато да се концентрира и да извлича информация от тези потоци. Просто е жестоко.
AI също не е нова тема, периодично„интелигентността върху силиция“ се разглежда от 50-те години на миналия век. Дори аз хванах вълната от 2000 г., когато написах курсовата си работа за прилагане на невронни мрежи върху FPGA. Но в този момент платформата не беше готова за бърз растеж, за качествен скок. Все още имаше големи количества данни и производствено оборудване. Колмогоров също изследва проблемите на ИИ. Той каза, че не вижда математически пречки пред създаването на пълноценни живи същества, изградени изцяло върху механизми за обработка на цифрова информация.
Андрей Николаевич Колмогоров- съветски математик, един от най-големите математици на 20 век.
Колмогоров - един от основателите на модернототеория на вероятностите, той получава основни резултати в топологията, геометрията, математическата логика, класическата механика, теорията на турбулентността, теорията на сложността на алгоритмите и функционалния анализ.
Снимка: Антон Карлинер / "Hightech"
Но работата на компютър от 60-те години бешене е достатъчно да работи практически полезна невронна мрежа. И едва през втората половина на 2010 г. производителността на компютрите с общо предназначение достигна прага, необходим за стартирането на многослойни невронни мрежи с милиони параметри. И най-важното е, че Интернет е натрупал достатъчно информация за големи, обществени, семантично маркирани набори от данни, като например ImageNet. И тук, моля ви, революционен скок - мрежата на AlexNet на ImageNet не показва точността на разпознаването на обекти в снимки, сравнима с тази на човек. И ние сме свикнали да живеем с човешки грешки.
"Скоро комисията на 3GPP ще бъде преименувана на 5GPP комитет"
- Intel също се занимава с 5G. На какъв етап е работата сега?
- Сега спецификацията е формализирана. Първите дейности ще се появят по-близо до втората половина на 2019 г., по целия свят и широко разпространени през 2020 г. 5G какво е добро? Той решава три ключови задачи едновременно - ефективно събиране на съответните данни, тяхното прехвърляне и обработка. 5G е решение на проблема с масовия трансфер на данни, мощните видео потоци и ниската латентност. Защото IoT е не само телеметрия, но и сигнали към изпълнителни механизми. Ниска латентност при управление на механични обекти, в реално време. Там времевите интервали се измерват в милисекунди и такива твърди закъснения не са предвидени в съществуващите системи. Една от подгрупите на 5G е гарантирано време за разпространение на екипа. И третата точка е експлозивният растеж на свързаните устройства. В LTE капацитетът на базовата станция е сравнително малък. Свързването на десетки хиляди потребители надхвърля възможностите на съвременните 4G-технологии. Третата област, в която 5G активно се развива, е увеличаването на капацитета на абонатната база. За да могат операторите евтино да свържат ниско-консумиращи и ниско-предаващи сензорни мрежи.
- Какво се развива в този контекст?
— Ние разработваме модеми.Intel е производител на добри 4G, 3G, а сега и 5G модеми. Нововъведеният модем XMM 8160 5G се подготвя за употреба в световен мащаб. Работата по стандартизация е в ход в рамките на комитета 3GPP, който разработва клетъчни спецификации. Има шега, че комисията 3GPP скоро ще бъде преименувана на комисия 5GPP. Комитетът се състои от нашите колеги от Нижни Новгород, ние активно участваме в разработването на този стандарт. Но най-добрият принос е създаването на продукт.
Галопиращи електрони, кубити и минус хиляди келвини
- Ако продължите темата за данните и тяхното увеличаване, виждате ли някакво ограничение за развитието на съхранението на данни?
- Досега границата не се вижда. Сега е реалистично да се говори за петабайт съхранение в 1U сървър. Това е практически нашето утре, ако не и днес. И говорейки по-глобално, аз се страхувам да правя песимистични прогнози, защото през цялата 50-годишна история сме правили само, че опровергахме скептиците и продължихме напред. Но в същото време, с бъдещи перспективи, Intel се развива в областта на квантовите изчисления и сега те са достигнали 49 кубита във връзка с академичните институции.
- В Русия?
- Не, в Европа, заедно с НидерландияQuTech изследователски център. Там се решават много нетривиални проблеми за поддържане на кубити в стабилно състояние при температури, които се различават от абсолютната нула само с една малка част от градуса. Ние също така изследваме нови архитектури, като например невроморфните изчисления. Сега, моделите на изкуствените невронни мрежи на процесорите само имитират работата на невроните на живия свят, физически това е умножението на матриците на цифровите множители. За разлика от тях, невроморфният квантовател емулира физиката на неврона. И Intel направи още един цифров, но вече асинхронен чип за внедряването на такива модели.
- Квантовите изчисления, например в IBM, се основават на свръхпроводимостта, имате ли подобна технология?
- Изследваме различни ефекти. Сега има около шест подхода, въз основа на които те се опитват да направят квантов суперкомпютър. Intel използва спин кубит, който е стабилен дори при температура от 1 Келвин, което е доста топло в сравнение със свръхпроводимостта.
Снимка: Антон Карлинер / "Hightech"
- Стабилно за няколко милисекунди?
- Да, няколко милисекунди. Теоретиците твърдят, че квантовият компютър ще може да покаже практически приложими резултати на кубитен номер от хиляда или повече. Но дали са 49 лакти толкова малки? Например, когато се появи първият в света биполярен чип с памет, създаден от Intel през 1969 г., неговият капацитет на памет е само 64 бита. Но стартира бърза еволюция и буквално година по-късно е създаден CMOD DRAM чип от 1024 бита. Процесът беше стартиран, технологията получи началото на живота. В квантовите изчисления много работа се извършва паралелно в теоретичната част. Търсят се задачи, които по принцип се решават по-бързо от традиционната компютърна архитектура.
Без изчислителни ресурси никой не провежда клинични изпитвания.
- Intel участва в цифровото здравеопазване. Дори пуснахте някои продукти, часовници Basis Peak, които бяха оттеглени през 2016 година.
— Не беше толкова здравеопазване, колкотофитнес индустрия. Здравеопазването, с всичките му изисквания и предизвикателства, е отделна област, ние активно работим с нея, конкретно по отношение на развитието на инфраструктурата и технологиите за обработка на данни. Медицината винаги е била област на човешката дейност, която изисква много знания и данни, а сега, когато става възможно автоматизирането на събирането и обработката на информация, аналитичната медицина, базирана на данни, се развива активно.
Трябва да отдадем почит на лекарите, те са многоработи добре със статистиката. Сега въведохме AI за анализ на изображенията. Невронната мрежа не може да изгради диагноза, но може да служи като консултативен инструмент за лекаря. Събирането на информация и статистически данни за болниците, за здравните системи в страната и по света, предоставя огромно количество информация за анализ. Клиничните изпитвания на нови лекарства са голяма и трудна част от медицинските изследвания. Там е невъзможно да се очаква, че в 100% от случаите резултатът ще бъде повторен. Резултатите са винаги статистически по характер, винаги трябва да търсите корелации, да разберете къде е истинската връзка и къде е специалният случай. И тук, без изчислителни ресурси, мисля, че никой вече не провежда клинични изпитвания.
- Споменахте много различни пречки, които трябва да бъдат разгледани в областта на данните. Какво е най-трудното, което сега се развива в тази посока? Какво липсва?
- Много хора обичат да се оплакват, че тенещо липсва. Сега се опитвам да се сетя за какво да се оплакват и това не работи. Има огромна работа във всички посоки и най-важното е, че липсва време.