Mikhail Tsvetkov- Directeur technique d'Intel en Russie. Travaille dans le domaine des technologies électroniques depuis plus de 15 ans.
Capteurs de piles pour appareils auditifs
- Quelles sont les principales directions de développement d’Intel?
— Aujourd'hui, Intel est une entreprise centrée sur les données.D'une part, nous sommes arrivés à ce statut grâce à l'industrie microélectronique - nos usines n'ont pas disparu, Intel est toujours l'un des principaux fournisseurs de semi-conducteurs du monde numérique moderne. D’un autre côté, nous avons déjà dépassé le statut de fabricant de microprocesseurs et sommes devenus un créateur mondial de composants pour l’ensemble de l’infrastructure numérique. Depuis les objets IoT utilisés pour collecter des données primaires jusqu'aux centres de données les plus puissants dans lesquels ces données vivent, sont traitées et se transforment de chiffres en connaissances. Par conséquent, nous résolvons toutes les tâches clés qui se trouvent sur cette voie d’évolution des données. Collecte, stockage et transmission - filaires et sans fil ; nous disposons d'un large éventail de technologies dans le domaine des communications cellulaires 4G, LTE, 5G, canaux optiques.
Par exemple, l’une des technologies les plus prometteuses- Intel® Silicon Photonics, qui étendra et rendra les canaux haute vitesse disponibles dans un avenir proche. Et, bien sûr, les éléments de traitement. Le bon vieux processeur Intel - à la fois dans le segment du serveur et dans celui du client, reste l’ordinateur le plus polyvalent et le plus recherché pour un large éventail de tâches. De plus, le domaine le plus important est le stockage de données. Aujourd'hui, Intel produit de nombreux disques SSD: des disques SSD SATA définis par l'utilisateur aux disques SSD NVMe ultramodernes pour les centres de données, en passant par la physique fondamentalement nouvelle de 3D XPoint. Nous n’avons pas encore soulevé la question de la conduite autonome.
- Est-ce que tu le fais?
- Personnellement, je - non, mais nous avons une unité distincte, la conduite autonome Intel. Intel s’intéresse très activement à ce problème.
- Développez-vous des infrastructures du début à la fin - il s’agit à la fois de la collecte de données, c’est-à-dire des capteurs, et du traitement? Ces systèmes sont-ils destinés à des industries spécifiques?
- Non, déploiement spécifiqueLes infrastructures IoT sont un travail d'intégration. Intel agit rarement en tant qu'intégrateur. Nous sommes des développeurs de technologies. Par exemple, nous fabriquons des émetteurs-récepteurs, des puces pour la connectivité Bluetooth et Wi-Fi. La plupart des ordinateurs portables sont équipés de nos puces Wi-Fi ou Bluetooth. En développant ces protocoles, nous transférons des technologies du monde informatique au monde industriel.
Photo: Anton Karliner / Haytek
Par exemple, nos collègues d’Intel IT étaientUn projet pilote très intéressant a été mené dans l’une des usines pour le déploiement d’un réseau sans fil de 150 capteurs permettant de surveiller les équipements, la pression, la présence d’impuretés de divers gaz dans l’air. C'était une fabrication de semi-conducteurs, qui utilise un grand nombre de composants chimiques. Et la haute efficacité de Bluetooth basse énergie (BLE) a été prouvée - une topologie pour les distances courtes, à environ 15 m du récepteur, même dans une salle aussi difficile que celle d’un hall de production. Selon des estimations internes de notre service informatique, il s'est avéré que le coût de ce réseau n'était que de 10% par rapport aux capteurs câblés classiques, y compris le câblage et la maintenance de l'infrastructure câblée dans une salle déjà exploitée.
L'infrastructure suivante y a été déployée :dans une grande usine, il y avait deux passerelles IoT, essentiellement un PC Intel avec Intel Bluetooth et un module Wi-Fi, et des capteurs sans fil étaient accrochés. Les passerelles étaient connectées par câble au réseau Ethernet et via Wi-Fi. Des interférences sont possibles entre différentes normes sans fil car elles utilisent la même gamme de fréquences. BLE et Wi-Fi fonctionnent tous deux dans la bande 2,4 GHz. Mais contrairement à d'autres familles de protocoles, par exemple IEEE 802.15.4, où la coexistence avec le Wi-Fi n'est pas très bien mise en œuvre, Bluetooth et Wi-Fi se combinent harmonieusement, partagent assez efficacement les ressources en fréquence et résistent à l'influence mutuelle de chacun. autre. Plus important encore, grâce aux tests de ce système, qui ont duré un an et demi, une fiabilité de communication avec les capteurs a été atteinte à 99 % et la stabilité de fonctionnement était très prévisible. Si le capteur ne fonctionnait pas, c'est qu'il ne fonctionnait pas immédiatement car il était mal placé, par exemple derrière une colonne ou trop loin. Mais si la géométrie était telle qu’une connexion pouvait être établie, le capteur fonctionnait correctement et la connexion était fiable.
Les capteurs ont montré leur capacité à vivre depiles en 620 mAh pendant 452 jours. C’est bien, mais ce n’est pas la limite, car une pile de 620 mAh est une pile pour une aide auditive et, par exemple, un doigt AA correspond déjà à environ 2 000 mAh.
Les bouilloires en tant que sources d'informations non triviales
— En Russie, la R&D est-elle impliquée d'une manière ou d'une autre dans l'IoT ?
— L'IoT n'est pas une chose sphérique distincte dansle vide, cela fait partie du cycle de vie des données, leur générateur automatisé. L’humanité génère des données en téléchargeant des photographies et en tapant du texte, mais cette méthode d’obtention d’informations ne fournit pas une image globale du monde. Afin d’analyser le monde de manière beaucoup plus détaillée, l’automatisation est nécessaire. La progression naturelle de toute entreprise nécessaire est l’automatisation. Pour automatiser la collecte de données, une infrastructure de capteurs est déployée.
J'ai dit un jour que le meilleur capteur IoT étaitc'est une caméra vidéo. Un flux vidéo est une source d’informations très riche et, plus important encore, il est intuitif pour les humains. Si l'on considère l'IoT séparément du concept général Data-Centric, alors dans la plupart des cas, ce n'est pas très intéressant.
La possibilité d'allumer la bouilloire sur un téléphone portable- Une bonne option, mais plus de la catégorie des options supplémentaires d'appareils électroménagers, plutôt que de l'Internet des objets. Mais la capacité d’analyser les informations d’un million de nuls peut donner une connaissance nouvelle et non triviale de l’évolution de la charge sur le réseau, de la façon dont les gens boivent du thé le matin, que la plupart des habitants de maisons équipées de cuisinières à gaz préfèrent faire bouillir le thé de manière électrique. payer de l'argent supplémentaire pour cela.
- Dans l'IdO industriel, il est clair à qui appartiennent les données. Et si nous disons, conditionnellement, à propos des bouilloires, de l'IdO domestique, à qui appartiendront ces données lorsqu'elles seront collectées à partir d'appareils personnels?
- Je pense que dans chaque cas particulier, il sera déterminé par contrat qu'une personne signe directement avec l'opérateur de ses données.
- fabricant de l'appareil?
- Pas nécessaire.Le fournisseur de services auquel une personne se connecte peut être un fabricant d’appareils, une société Internet ou même une startup distincte. Dans tous les cas, une personne (en tant que sujet de décision) - comme le montrent les récentes évolutions de la législation - aura le droit de gérer ses données et d'exprimer sa décision sous une forme contraignante pour l'opérateur. Le représentant du service sera tenu de suivre cette décision.
Photo: Anton Karliner / Haytek
Le problème de données est divisé en deux parties: il s’agit d’une organisation physique / technologique d’acquisition de données et sociale / juridique. La partie sociale et juridique se situe davantage dans le domaine de l’État et de la personne elle-même, et nous, société de technologie, devrions simplement fournir une occasion pratique et rentable de mettre en œuvre toute décision prise.
Mettre un observateur devant un mur sur 24 écrans est simplement cruel
- Sera-ce principalement la collecte de données sans fil?
— La tendance est désormais au passage au sans filles technologies. La télémétrie elle-même est un domaine d'automatisation bien connu depuis un demi-siècle. L'interface RS-485 est une famille d'interfaces série, et Ethernet, qui l'a remplacée, n'est pas du tout une nouvelle histoire. Mais l'ampleur de ces systèmes était limitée par des facteurs tels que la nécessité de poser des câbles. La pose de câbles est une tâche sérieuse qui nécessite une planification dès la phase de construction du bâtiment. C’est très difficile de venir installer 100 capteurs filaires. Je ne dis pas que c'est impossible, mais c'est extrêmement difficile. Mais l’émergence de capteurs bon marché et résistants aux interférences, dotés d’un long cycle de vie des batteries, peut transformer la quantité en une nouvelle qualité. Dans ce cas, lorsque les capteurs atteignent un certain seuil, devenant sans fil, ils deviendront le même attribut naturel de n’importe quel espace comme l’est actuellement l’éclairage.
RS-485 (anglais : norme recommandée 485)- norme de couche physique pour asynchroneinterface. La norme a acquis une grande popularité et est devenue la base de la création de toute une famille de réseaux industriels largement utilisés dans l'automatisation industrielle.
EIA a précédemment étiqueté toutes ses normes.préfixe "RS" (norme recommandée par l'ingénieur - norme recommandée). De nombreux ingénieurs continuent à utiliser cette désignation, mais l'EIA / TIA a officiellement remplacé RS par EIA / TIA afin de faciliter l'identification de l'origine de leurs normes.
Une caractéristique intéressante - le développement des rappels IoTla loi de développement de l'ingénierie des semi-conducteurs. Au début, quand il n’existait pas encore de marché, les puces sortaient en mode pilote, elles étaient extrêmement chères, car le développement coûtait beaucoup d’argent. Mais avec l'avènement du mil et l'augmentation du nombre de copeaux fabriqués, le prix unitaire diminue. Ainsi, selon la loi de Moore, le développement révolutionnaire de la technologie a permis l’émergence d’un nouveau monde d’ordinateurs personnels, avec un prix de microprocesseur inférieur à 1 000 dollars. La même chose qui a été faite dans les années 80-90 se passe maintenant dans le monde des choses IoT. Lorsque le coût des composants et le système holistique IoT dépasseront le seuil de distribution explosive massive, le fabricant aura intérêt à investir dans le développement de nouveaux systèmes, car il verra le marché et les utilisateurs seront en mesure d'automatiser efficacement tous les aspects de leur vie.
- Quand est-ce que ça va arriver?
- Cela se produit déjà.Aujourd'hui, le segment de la vidéosurveillance connaît une croissance très rapide, non seulement dans le domaine de la sécurité, mais aussi sous la forme de l'IA - une bonne vidéosurveillance intelligente avec reconnaissance de situation, comptage du nombre de personnes dans les files d'attente, du trafic. Par exemple, la vidéosurveillance dans l’industrie a pratiquement remplacé le contrôle qualité sur les lignes de production. Autrement dit, il n'est désormais plus nécessaire de forcer une personne à regarder en permanence les pièces volant devant elle sur le convoyeur pour déterminer les défauts. Il se passe beaucoup de choses intéressantes dans ce domaine, et la bonne question se pose immédiatement : que faire de ce déluge d’informations ? Les outils classiques existants pour le traitement des données ne sont plus inutiles. Encore une fois, il est impossible d'asseoir un observateur devant un mur de 24 écrans et de l'obliger à constamment se concentrer et extraire des informations de ces flux. C'est juste cruel.
L'IA n'est pas non plus un sujet nouveau, périodiquement« L’intelligence sur le silicium » est un sujet abordé depuis les années 50. Même moi, j'ai attrapé la vague de 2000 lorsque j'ai rédigé mon travail de cours sur la mise en œuvre de réseaux de neurones sur des FPGA. Mais à ce moment-là, la plateforme n’était pas prête pour une croissance rapide, pour un saut qualitatif. Il y avait encore de grandes quantités de données et d'équipements productifs. Kolmogorov a également étudié les questions liées à l'IA. Il a déclaré qu'il ne voyait aucun obstacle mathématique à la création d'êtres vivants à part entière, entièrement construits sur des mécanismes de traitement de l'information numérique.
Andrey Nikolaevich Kolmogorov- Mathématicien soviétique, l'un des plus grands mathématiciens du XXe siècle.
Kolmogorov - l'un des fondateurs de la modernitéthéorie des probabilités, il a obtenu des résultats fondamentaux en topologie, géométrie, logique mathématique, mécanique classique, théorie de la turbulence, théorie de la complexité des algorithmes et analyse fonctionnelle.
Photo: Anton Karliner / Haytek
Mais la performance d'un ordinateur des années 60 étaitpas assez pour travailler réseau de neurones pratiquement utile. Et seulement dans la seconde moitié des années 2010, les performances des ordinateurs à usage général ont atteint le seuil requis pour le lancement de réseaux de neurones multicouches avec des millions de paramètres. Et, plus important encore, Internet a accumulé suffisamment d’informations pour que de grands ensembles de données marqués, sémantiquement et publics, tels que ImageNet, apparaissent. Et voici, s'il vous plaît, un saut révolutionnaire: le réseau AlexNet sur ImageNet n'a pas montré la précision de la reconnaissance d'objet sur les photographies, comparable à celle d'une personne. Et nous sommes habitués à vivre avec des erreurs humaines.
“Bientôt le comité 3GPP sera renommé comité 5GPP”
- Intel traite également de la 5G. A quel stade est le travail maintenant?
- Maintenant la spécification est formalisée. Les premiers déploiements apparaîtront plus proches du second semestre de 2019, dans le monde entier, et seront généralisés en 2020. 5G qu'est-ce qui est bon? Il résout simultanément trois tâches essentielles: la collecte efficace des données pertinentes, leur transfert et leur traitement. La 5G est une solution au problème du transfert de masse de données, des flux vidéo puissants et de la faible latence. Parce que l'IoT n'est pas seulement de la télémétrie, mais aussi des signaux aux actionneurs. Faible latence lors de la gestion d'objets mécaniques, informatique en temps réel. Là, les intervalles de temps sont mesurés en millisecondes et de tels délais rigides ne sont pas prévus dans les systèmes existants. L'un des sous-groupes de 5G est le temps de propagation d'équipe garanti. Et le troisième point est la croissance explosive des appareils connectés. En LTE, la capacité de la station de base est relativement petite. La connexion de dizaines de milliers d'utilisateurs dépasse les capacités des technologies 4G modernes. Et le troisième domaine dans lequel la 5G se développe activement est l’augmentation de la capacité de la base d’abonnés. Pour que les opérateurs puissent connecter à moindre coût des réseaux de capteurs à faible consommation et faible transmission.
- Que développez-vous dans ce contexte?
— Nous développons des modems.Intel est un fabricant de bons modems 4G, 3G et maintenant 5G. Le nouveau modem XMM 8160 5G se prépare à une utilisation mondiale. Des travaux de normalisation sont en cours au sein du comité 3GPP qui élabore les spécifications cellulaires. Il y a une blague selon laquelle le comité 3GPP sera bientôt rebaptisé comité 5GPP. Le comité est composé de nos collègues de Nijni Novgorod, nous participons activement à l'élaboration de cette norme. Mais la meilleure contribution est de créer un produit.
Électrons galopants, qubits et moins de mille kelvins
- Si vous continuez le sujet des données et de leur augmentation, voyez-vous une limite au développement du stockage de données?
- Jusqu'ici, pas de limite. Il est maintenant réaliste de parler de stockage en pétaoctets sur un serveur 1U. C'est pratiquement notre demain, si ce n'est déjà aujourd'hui. Et plus globalement, j’ai peur de faire des prévisions pessimistes, car tout au long de nos 50 ans d’histoire, nous n’avons fait que réfuter les sceptiques et aller de plus en plus loin. Mais parallèlement, avec des perspectives d’avenir, Intel se développe dans le domaine de l’informatique quantique et a maintenant atteint 49 qubits en collaboration avec des établissements universitaires.
- En Russie?
- Non, en Europe, avec les Pays-BasCentre de recherche QuTech. Des problèmes très simples pour maintenir les qubits dans un état stable à des températures qui ne diffèrent du zéro absolu que par une fraction de degré y sont résolus. Nous étudions également de nouvelles architectures, telles que l'informatique neuromorphique. Or, les modèles de réseaux de neurones artificiels sur les processeurs n'imitent que le travail des neurones du monde vivant, il s'agit physiquement de la multiplication de matrices sur des multiplicateurs numériques. Contrairement à eux, le quantificateur neuromorphique émule la physique du neurone. Et Intel a fabriqué une autre puce numérique, mais déjà asynchrone, pour la mise en œuvre de tels modèles.
- L'informatique quantique, par exemple, chez IBM, est basée sur la supraconductivité. Avez-vous une technologie similaire?
- Nous explorons différents effets. Il existe maintenant environ six approches sur la base desquelles ils essaient de créer un superordinateur quantique. Intel utilise un spin qubit stable même à une température de 1 Kelvin, ce qui est assez chaud comparé à la supraconductivité.
Photo: Anton Karliner / Haytek
- Stable quelques millisecondes?
- Oui, quelques millisecondes. Les théoriciens disent qu'un ordinateur quantique sera capable de montrer des résultats pratiquement applicables sur un nombre de bits supérieur ou égal à un millier. Mais est-ce que 49 coudées sont si petites? Par exemple, lorsque la première puce mémoire bipolaire au monde, créée par Intel en 1969, est apparue, sa capacité de mémoire n'était que de 64 bits. Mais il a lancé une évolution rapide et, littéralement, un an plus tard, une puce CMOD DRAM de 1024 bits a été créée. Le processus a été lancé, la technologie a débuté dans la vie. En informatique quantique, beaucoup de travail est maintenant effectué en parallèle dans la partie théorique. On recherche des tâches qui sont en principe résolues plus rapidement que sur une architecture informatique traditionnelle.
Sans ressources informatiques, personne ne mène d’essais cliniques.
- Intel est impliqué dans les soins de santé numériques. Vous avez même lancé des produits, les montres Basis Peak, qui ont été retirées en 2016.
— Il ne s'agissait pas tant de soins de santé queindustrie du fitness. La santé, avec toutes ses exigences et ses défis, est un domaine à part, dans lequel nous travaillons activement, notamment en termes de développement d'infrastructures et de technologies de traitement des données. La médecine a toujours été un domaine d'activité humaine à forte intensité de connaissances et de données, et maintenant, lorsqu'il devient possible d'automatiser la collecte et le traitement des informations, la médecine analytique basée sur les données se développe activement.
Nous devons rendre hommage aux médecins, ils ont été trèsa bien fonctionné avec les statistiques. Nous avons maintenant introduit l'IA pour l'analyse d'images. Le réseau de neurones ne peut pas établir de diagnostic, mais il peut servir d’outil de conseil au médecin. La collecte d'informations et de statistiques sur les hôpitaux, les systèmes de santé dans le pays et dans le monde fournit une énorme quantité d'informations pour l'analyse. Les essais cliniques de nouveaux médicaments constituent une partie importante et difficile de la recherche médicale. Il est impossible de s’attendre à ce que le résultat soit répété dans 100% des cas. Les résultats sont toujours de nature statistique, vous devez toujours rechercher des corrélations, pour comprendre où se trouve la vraie relation et où se trouve le cas particulier. Et ici, sans ressources informatiques, je pense que personne ne mène déjà d’essais cliniques.
- Vous avez évoqué de nombreux obstacles à résoudre dans le domaine des données. Quelle est la chose la plus difficile qui se développe actuellement dans cette direction? Qu'est-ce qui manque?
- Beaucoup de gens aiment se plaindre qu'ilsil manque quelque chose. J'essaie maintenant de penser à quoi se plaindre, et ça ne marche pas. Il y a une énorme quantité de travail dans toutes les directions, et le plus important, c'est le temps qui manque.