Mikhail Tsvetkov- Technischer Direktor von Intel in Russland. Arbeitet seit mehr als 15 Jahren im Bereich der elektronischen Technologien.
Hörgerätebatteriesensoren
- Was sind die wichtigsten Entwicklungsrichtungen von Intel?
— Heute ist Intel ein datenzentriertes Unternehmen.Einerseits sind wir zu diesem Status aus der Mikroelektronikindustrie gekommen – unsere Fabriken sind nicht verschwunden, Intel ist immer noch einer der führenden Anbieter der Halbleiterbasis der modernen digitalen Welt. Andererseits sind wir bereits über den Status eines reinen Mikroprozessorherstellers hinausgewachsen und haben uns zu einem globalen Hersteller von Komponenten für die gesamte digitale Infrastruktur entwickelt. Angefangen bei IoT-Geräten, die zur Erfassung von Primärdaten verwendet werden, bis hin zu den leistungsstärksten Rechenzentren, in denen diese Daten gespeichert, verarbeitet und von Zahlen in Wissen umgewandelt werden. Daher lösen wir alle Schlüsselaufgaben, die auf diesem Weg der Datenevolution stehen. Sammlung, Speicherung und Übertragung – sowohl kabelgebunden als auch drahtlos; wir verfügen über ein großes Paket an Technologien im Bereich der Mobilfunkkommunikation 4G, LTE, 5G, optische Kanäle.
Zum Beispiel eine der vielversprechendsten Technologien- Intel® Silicon Photonics, das in naher Zukunft Hochgeschwindigkeitskanäle erweitern und verfügbar machen wird. Und natürlich Verarbeitungselemente. Die gute alte Intel-CPU - sowohl im Server- als auch im Client-Bereich - ist nach wie vor der vielseitigste und gefragteste Computer für eine Vielzahl von Aufgaben. Plus der wichtigste Bereich ist die Datenspeicherung. Jetzt stellt Intel viele SSDs her: von benutzerdefinierten SATA-SSDs bis hin zu hochmodernen NVMe-SSDs für Rechenzentren, einschließlich der grundlegend neuen Physik von 3D XPoint. Hierauf haben wir das Thema autonomes Fahren noch nicht angesprochen.
- Machst du das?
- Ich persönlich - nein, aber wir haben eine separate Einheit, Intel Autonomous Driving. Intel arbeitet sehr aufmerksam und aktiv daran.
- Entwickeln Sie Infrastrukturen von Anfang bis Ende - das sind sowohl Datenerfassung, also Sensoren, als auch Verarbeitung? Sind diese Systeme branchenspezifisch?
- Nein, spezifische BereitstellungIoT-Infrastrukturen sind eine Integrationsarbeit. Intel tritt selten als Integrator auf. Wir sind Technologieentwickler. Zum Beispiel stellen wir Transceiver, Chips für Bluetooth und Wi-Fi-Konnektivität her. Die meisten Laptops verfügen über einen unserer WLAN- oder Bluetooth-Chips. Bei der Entwicklung dieser Protokolle übertragen wir Technologien aus der IT-Welt in die industrielle Welt.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
Zum Beispiel waren es unsere Kollegen von Intel ITIn einer der Fabriken wurde ein sehr interessanter Pilotversuch zum Einsatz eines drahtlosen Netzwerks von 150 Sensoren durchgeführt, das Geräte, Druck und das Vorhandensein von Verunreinigungen verschiedener Gase in der Luft überwachte. Es war eine Halbleiterfertigung, bei der eine Vielzahl chemischer Komponenten zum Einsatz kommen. Und die hohe Effizienz von Bluetooth Low Energy (BLE) hat sich bewährt - eine Topologie für kurze Entfernungen, etwa 15 m vom Empfänger entfernt, auch in einem so schwierigen Raum wie einer Produktionshalle. Internen Schätzungen unseres IT-Service zufolge betrugen die Kosten für dieses Netzwerk nur 10% im Vergleich zu den klassischen kabelgebundenen Sensoren, einschließlich der Verkabelung und Wartung der kabelgebundenen Infrastruktur in einem bereits betriebenen Raum.
Dort wurde folgende Infrastruktur eingesetzt:In einem großen Fabrikraum befanden sich zwei IoT-Gateways, im Wesentlichen ein Intel-PC mit Intel-Bluetooth und einem Wi-Fi-Modul, und es waren drahtlose Sensoren aufgehängt. Die Gateways wurden per Kabel an das Ethernet-Netzwerk und über WLAN angeschlossen. Zwischen verschiedenen Funkstandards sind Interferenzen möglich, da diese den gleichen Frequenzbereich nutzen. BLE und Wi-Fi arbeiten beide im 2,4-GHz-Band. Aber im Gegensatz zu anderen Protokollfamilien, zum Beispiel IEEE 802.15.4, wo die Koexistenz mit Wi-Fi nicht sehr gut implementiert ist, sind Bluetooth und Wi-Fi harmonisch kombiniert, sie teilen sich recht effektiv Frequenzressourcen und sind resistent gegen gegenseitige Beeinflussung andere. Am wichtigsten ist, dass als Ergebnis der anderthalb Jahre dauernden Tests dieses Systems eine 99-prozentige Zuverlässigkeit der Kommunikation mit den Sensoren erreicht wurde und die Betriebsstabilität sehr vorhersehbar war. Wenn der Sensor nicht funktionierte, funktionierte er nicht sofort, weil er falsch platziert war, beispielsweise hinter einer Säule oder zu weit entfernt. Wenn aber die Geometrie so war, dass eine Verbindung hergestellt werden konnte, funktionierte der Sensor ordnungsgemäß und die Verbindung war zuverlässig.
Sensoren haben gezeigt, dass sie davon leben könnenBatterien in 620 mAh für 452 Tage. Das ist gut, aber das ist nicht die Grenze, denn eine 620-mAh-Batterie ist eine Batterie für ein Hörgerät, und beispielsweise ist ein AA-Finger bereits ungefähr zweitausend mAh groß.
Wasserkocher als Quellen für nicht triviale Informationen
— Ist Forschung und Entwicklung in Russland irgendwie in das IoT involviert?
— IoT ist kein eigenständiges, sphärisches DingVakuum, das ist Teil des Datenlebenszyklus, ihr automatisierter Generator. Die Menschheit generiert Daten durch das Hochladen von Fotos und das Eintippen von Texten, doch diese Art der Informationsbeschaffung liefert kein ganzheitliches Bild der Welt. Um die Welt viel detaillierter zu analysieren, ist Automatisierung erforderlich. Der natürliche Fortschritt jedes notwendigen Geschäfts ist die Automatisierung. Um die Datenerfassung zu automatisieren, wird eine Infrastruktur aus Sensoren eingesetzt.
Ich habe einmal gesagt, dass der beste IoT-Sensor istDas ist eine Videokamera. Ein Videostream ist eine äußerst reichhaltige Informationsquelle und, was am wichtigsten ist, er ist für den Menschen intuitiv. Wenn wir IoT getrennt vom allgemeinen Data-Centric-Konzept betrachten, ist es in den meisten Fällen nicht sehr interessant.
Die Fähigkeit, den Wasserkocher auf einem Handy einzuschalten- Eine gute Option, aber eher aus der Kategorie der zusätzlichen Optionen für Haushaltsgeräte als für das Internet der Dinge. Die Fähigkeit, Informationen von einer Million Dummies zu analysieren, kann jedoch ein völlig neues, nicht triviales Wissen darüber liefern, wie sich die Belastung des Netzwerks ändert, wie Menschen morgens Tee trinken, was die meisten Bewohner von Häusern mit Gasherden bevorzugen, Tee elektrisch und elektrisch zu kochen zahle extra Geld dafür.
- Im industriellen IoT ist klar, wem die Daten gehören. Und wenn wir unter bestimmten Bedingungen über Wasserkocher und das Internet der Dinge im Haushalt sprechen, wem gehören dann diese Daten, wenn sie von persönlichen Geräten gesammelt werden?
- Ich denke, in jedem Einzelfall wird durch einen Vertrag festgelegt, dass eine Person direkt mit dem Betreiber ihrer Daten unterschreibt.
- Gerätehersteller?
- Nicht unbedingt.Der Dienstanbieter, mit dem sich eine Person verbindet, kann ein Gerätehersteller, ein Internetunternehmen oder sogar ein separates Startup sein. In jedem Fall hat eine Person (als Subjekt der Entscheidungsfindung) – das zeigen jüngste Gesetzesänderungen – das Recht, ihre Daten zu verwalten und ihre Entscheidung in einer für den Betreiber verbindlichen Form auszudrücken. Der Servicemitarbeiter muss dieser Entscheidung folgen.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
Das Datenproblem gliedert sich in zwei Teile: Dies ist eine physische / technologische Organisation der Datenerfassung und der sozialen / rechtlichen. Der soziale und rechtliche Teil liegt mehr im Bereich des Staates und der Person selbst, und wir, ein Technologieunternehmen, sollten einfach eine bequeme und kostengünstige Gelegenheit bieten, jede getroffene Entscheidung umzusetzen.
Es ist einfach grausam, einen Beobachter auf 24 Bildschirmen vor eine Wand zu stellen
- Wird es hauptsächlich drahtlose Datenerfassung sein?
— Der Trend geht jetzt zur drahtlosen UmstellungTechnologien. Telemetrie selbst ist seit einem halben Jahrhundert ein bekannter Bereich der Automatisierung. Die RS-485-Schnittstelle ist eine Familie serieller Schnittstellen, und Ethernet, das sie ersetzt hat, ist keineswegs eine neue Geschichte. Der Umfang dieser Systeme wurde jedoch durch Faktoren wie die Notwendigkeit, Kabel zu verlegen, begrenzt. Das Verlegen von Kabeln ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die bereits während der Bauphase des Gebäudes geplant werden muss. Es ist sehr schwierig, einfach 100 kabelgebundene Sensoren zu installieren. Ich sage nicht, dass es unmöglich ist, aber es ist äußerst schwierig. Doch das Aufkommen günstiger und störungsresistenter Sensoren mit langer Batterielebensdauer kann Quantität in neue Qualität verwandeln. Wenn die Sensoren in diesem Fall einen bestimmten Schwellenwert erreichen und drahtlos werden, sind sie das gleiche natürliche Attribut eines jeden Raums wie die Beleuchtung jetzt.
RS-485 (Englisch: Empfohlener Standard 485)- physikalischer Schichtstandard für asynchronSchnittstelle. Der Standard hat große Popularität erlangt und ist die Grundlage für die Schaffung einer ganzen Familie industrieller Netzwerke geworden, die in der industriellen Automatisierung weit verbreitet sind.
EIA hat zuvor alle seine Standards gekennzeichnet.Präfix "RS" (ger. Recommended Standard - empfohlener Standard). Viele Ingenieure verwenden diese Bezeichnung weiterhin, jedoch hat EIA / TIA RS offiziell durch EIA / TIA ersetzt, um die Identifizierung des Ursprungs ihrer Standards zu erleichtern.
Ein interessantes Feature - die Entwicklung des IoT erinnertdas Gesetz der Entwicklung der Halbleitertechnik. Am Anfang, wenn es noch keinen Markt gibt, kommen die Stückchips im Pilotmodus heraus, sie sind extrem teuer, weil die Entwicklung viel Geld kostet. Mit dem Aufkommen der Hirse und einer Zunahme der Anzahl der hergestellten Chips sinkt jedoch der Preis pro Einheit. Nach dem Gesetz von Moore hat die revolutionäre Entwicklung der Technologie die Entstehung einer neuen Welt von Personalcomputern mit einem Mikroprozessorpreis von weniger als 1.000 US-Dollar ermöglicht. Dasselbe, was in den 80er und 90er Jahren getan wurde, passiert jetzt in der Welt der IoT-Dinge. Wenn die Kosten der Komponenten und des ganzheitlichen IoT-Systems die Schwelle einer massiven Explosionsverteilung überschreiten, kann der Hersteller rentabel in die Entwicklung neuer Systeme investieren, da er den Markt sieht und die Benutzer in der Lage sind, alle Aspekte ihres Lebens effektiv zu automatisieren.
- Wann wird das passieren?
- Das passiert bereits.Mittlerweile wächst das Videoüberwachungssegment sehr schnell, nicht nur im Bereich Sicherheit, sondern auch in Form von KI – gute intelligente Videoüberwachung mit Situationserkennung, Zählung der Anzahl der Personen in Warteschlangen, Verkehr. Beispielsweise hat die Videoüberwachung in der Industrie die Qualitätskontrolle an Produktionslinien praktisch ersetzt. Das heißt, es ist jetzt nicht mehr notwendig, eine Person dazu zu zwingen, ständig auf die vor ihr auf dem Förderband fliegenden Werkstücke zu schauen, um Fehler festzustellen. In diesem Bereich passieren viele interessante Dinge, und es stellt sich sofort die richtige Frage: Was tun mit dieser Informationsflut? Bestehende klassische Werkzeuge zur Datenverarbeitung sind nicht mehr nutzlos. Auch hier ist es unmöglich, einen Beobachter vor einer Wand aus 24 Bildschirmen zu sitzen und von ihm zu verlangen, dass er sich ständig konzentriert und Informationen aus diesen Strömen extrahiert. Es ist einfach grausam.
KI ist in regelmäßigen Abständen auch kein neues Thema„Intelligenz auf Silizium“ wird seit den 50er Jahren thematisiert. Sogar ich habe die Welle des Jahres 2000 mitbekommen, als ich meine Kursarbeit über die Implementierung neuronaler Netze auf FPGAs schrieb. Doch zu diesem Zeitpunkt war die Plattform noch nicht bereit für ein schnelles Wachstum, für einen qualitativen Sprung. Es gab immer noch große Datenmengen und produktive Geräte. Kolmogorov erforschte auch KI-Themen. Er sagte, er sehe keine mathematischen Hindernisse für die Schaffung vollwertiger Lebewesen, die vollständig auf digitalen Informationsverarbeitungsmechanismen basieren.
Andrey Nikolaevich Kolmogorov- Sowjetischer Mathematiker, einer der größten Mathematiker des 20. Jahrhunderts.
Kolmogorov - einer der Begründer der ModerneWahrscheinlichkeitstheorie erzielte er grundlegende Ergebnisse in Topologie, Geometrie, mathematischer Logik, klassischer Mechanik, Turbulenztheorie, Algorithmus-Komplexitätstheorie und Funktionsanalyse.
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Aber die Leistung eines Computers der 60er Jahre warnicht genug, um ein praktisch nützliches neuronales Netzwerk zu betreiben. Und erst in der zweiten Hälfte der 2010er Jahre erreichte die Leistung von Allzweckcomputern die Schwelle, die zum Starten von mehrschichtigen neuronalen Netzwerken mit Millionen von Parametern erforderlich ist. Und vor allem hat das Internet genügend Informationen gesammelt, damit große, öffentliche, semantisch gekennzeichnete Datensätze wie ImageNet angezeigt werden können. Und hier bitte ein revolutionärer Sprung - das AlexNet-Netzwerk auf ImageNet zeigte nicht die Genauigkeit der Objekterkennung in Fotografien, die mit der einer Person vergleichbar ist. Und wir sind es gewohnt, mit menschlichen Fehlern zu leben.
"Bald wird das 3GPP-Komitee in 5GPP-Komitee umbenannt."
- Intel beschäftigt sich auch mit 5G. In welchem Stadium ist jetzt Arbeit?
- Jetzt ist die Spezifikation formalisiert. Die ersten Einsätze werden näher an der zweiten Jahreshälfte 2019 auf der ganzen Welt erscheinen und im Jahr 2020 weit verbreitet sein. 5G was ist gut Es löst drei zentrale Aufgaben gleichzeitig - die effektive Erfassung relevanter Daten, deren Übertragung und Verarbeitung. 5G ist eine Lösung für das Problem der Massendatenübertragung, leistungsstarker Videostreams und geringer Latenz. Denn IoT ist nicht nur Telemetrie, sondern signalisiert auch Aktoren. Geringe Latenz bei der Verwaltung mechanischer Objekte, Echtzeit-Computing. Dort werden Zeitintervalle in Millisekunden gemessen, und solche starren Verzögerungen sind in bestehenden Systemen nicht vorgesehen. Eine der Untergruppen von 5G ist die garantierte Teamlaufzeit. Und der dritte Punkt ist das explosive Wachstum der angeschlossenen Geräte. In LTE ist die Kapazität der Basisstation relativ gering. Das Verbinden von Zehntausenden von Benutzern übersteigt die Möglichkeiten moderner 4G-Technologien. Und der dritte Bereich, in dem sich 5G aktiv entwickelt, ist die Erhöhung der Abonnentenbasiskapazität. Damit Betreiber kostengünstig verbrauchs- und übertragungsarme Sensornetzwerke anschließen können.
- Was entwickelst du in diesem Zusammenhang?
— Wir entwickeln Modems.Intel ist ein Hersteller guter 4G-, 3G- und jetzt 5G-Modems. Das neu eingeführte 5G-Modem XMM 8160 bereitet sich auf den weltweiten Einsatz vor. Im 3GPP-Komitee, das Mobilfunkspezifikationen entwickelt, werden derzeit Standardisierungsarbeiten durchgeführt. Es gibt einen Witz, dass das 3GPP-Komitee bald in 5GPP-Komitee umbenannt wird. Das Komitee besteht aus unseren Kollegen aus Nischni Nowgorod, wir beteiligen uns aktiv an der Entwicklung dieses Standards. Aber der beste Beitrag ist die Schaffung eines Produkts.
Galoppierende Elektronen, Qubits und minus tausend Kelvin
- Wenn Sie das Thema Daten und deren Zunahme fortsetzen, sehen Sie Grenzen für die Entwicklung der Datenspeicherung?
- Bisher ist die Grenze nicht sichtbar. Jetzt ist es realistisch, über Petabyte-Speicher auf einem 1U-Server zu sprechen. Dies ist praktisch unser Morgen, wenn nicht schon heute. Ich habe Angst, pessimistische Prognosen zu machen, da wir in der 50-jährigen Geschichte nur das getan haben, was wir Skeptiker widerlegt und immer weiter vorangetrieben haben. Gleichzeitig entwickelt sich Intel mit Blick auf die Zukunft auf dem Gebiet des Quantencomputers und hat nun zusammen mit akademischen Institutionen 49 Qubits erreicht.
- In Russland?
- Nein, in Europa zusammen mit den NiederlandenQuTech Forschungszentrum. Dort werden nicht-triviale Probleme gelöst, Qubits bei Temperaturen, die sich vom absoluten Nullpunkt nur um einen Bruchteil eines Grades unterscheiden, in einem stabilen Zustand zu halten. Wir erforschen auch neue Architekturen, zum Beispiel das neuromorphe Rechnen. Modelle künstlicher neuronaler Netze auf Prozessoren ahmen nur die Arbeit der Neuronen der lebenden Welt nach, physikalisch ist es die Multiplikation von Matrizen auf digitalen Multiplikatoren. Im Gegensatz zu ihnen emuliert der neuromorphe Quantisierer die Physik des Neurons. Und Intel hat einen weiteren digitalen, aber bereits asynchronen Chip für die Implementierung solcher Modelle hergestellt.
- Quantum Computing zum Beispiel bei IBM basiert auf Supraleitung. Haben Sie eine ähnliche Technologie?
- Wir untersuchen verschiedene Effekte. Mittlerweile gibt es etwa sechs Ansätze, auf deren Basis versucht wird, einen Quantensupercomputer zu bauen. Intel verwendet ein Spin-Qubit, das selbst bei einer Temperatur von 1 Kelvin stabil ist, was im Vergleich zur Supraleitung ziemlich warm ist.
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- Ein paar Millisekunden stabil?
- Ja, ein paar Millisekunden. Theoretiker sagen, dass ein Quantencomputer auf einer Qubit-Zahl von tausend oder mehr praktisch anwendbare Ergebnisse zeigen kann. Aber sind 49 Ellen so klein? Als beispielsweise der erste bipolare Speicherchip der Welt auf den Markt kam, der 1969 von Intel entwickelt wurde, betrug seine Speicherkapazität nur 64 Bit. Aber sie begann eine rasante Entwicklung, und nach einem Jahr des CMOS-DRAM-Chips wurde in Volumen 1024 Bit erstellt. Der Prozess wurde gestartet, die Technologie erhielt einen Start ins Leben. Im Bereich des Quantencomputers wird im theoretischen Teil derzeit viel parallel gearbeitet. Gesucht werden Aufgaben, die prinzipiell schneller gelöst werden als auf herkömmlicher Rechnerarchitektur.
Ohne Rechenressourcen führt niemand klinische Studien durch.
- Intel engagiert sich in der digitalen Gesundheitsversorgung. Sie haben sogar einige Produkte auf den Markt gebracht, Basis Peak-Uhren, die 2016 zurückgezogen wurden.
— Es ging nicht so sehr um die GesundheitsfürsorgeFitnessbranche. Das Gesundheitswesen mit all seinen Anforderungen und Herausforderungen ist ein eigenständiger Bereich, in dem wir aktiv arbeiten, insbesondere im Hinblick auf die Entwicklung von Infrastruktur und Datenverarbeitungstechnologien. Die Medizin war schon immer ein sehr wissens- und datenintensiver Bereich menschlicher Tätigkeit, und jetzt, wo es möglich wird, die Sammlung und Verarbeitung von Informationen zu automatisieren, entwickelt sich die analytische, datenbasierte Medizin aktiv weiter.
Wir müssen den Ärzten Tribut zollen, sie waren sehrfunktionierte gut mit Statistiken. Jetzt haben wir AI für die Bildanalyse eingeführt. Das neuronale Netz kann keine Diagnose erstellen, aber es kann dem Arzt als Beratungsinstrument dienen. Die Sammlung von Informationen und Statistiken zu Krankenhäusern, zu Gesundheitssystemen im Land und auf der ganzen Welt bietet eine große Menge an Informationen zur Analyse. Klinische Studien mit neuen Arzneimitteln sind ein großer und schwieriger Teil der medizinischen Forschung. Dort ist nicht zu erwarten, dass sich das Ergebnis in 100% der Fälle wiederholt. Die Ergebnisse sind immer statistischer Natur. Sie müssen immer nach Korrelationen suchen, um zu verstehen, wo die wahre Beziehung und wo der Sonderfall liegt. Und hier, ohne Rechenressourcen, denke ich, führt noch niemand klinische Studien durch.
- Sie haben viele verschiedene Hindernisse angesprochen, die im Bereich der Daten angegangen werden müssen. Was ist das Schwierigste, was sich jetzt in diese Richtung entwickelt? Was fehlt
- Viele Leute beklagen sich gerne darüberetwas fehlt Ich versuche jetzt darüber nachzudenken, worüber ich mich beschweren soll, und es funktioniert nicht. Es gibt eine Menge Arbeit in alle Richtungen und vor allem fehlt die Zeit.