Mikhail Tsvetkov- Technisch directeur van Intel in Rusland. Werkt al meer dan 15 jaar op het gebied van elektronische technologieën.
Hoortoestel Batterijsensoren
- Wat zijn de hoofdrichtingen van Intel?
— Tegenwoordig is Intel een datacentrisch bedrijf.Aan de ene kant zijn we tot deze status gekomen vanuit de micro-elektronica-industrie - onze fabrieken zijn niet verdwenen, Intel is nog steeds een van de toonaangevende leveranciers van de halfgeleiderbasis van de moderne digitale wereld. Aan de andere kant zijn we de status van fabrikant van alleen maar microprocessors al ontgroeid en zijn we een mondiale maker geworden van componenten voor de hele digitale infrastructuur. Beginnend met IoT-dingen die worden gebruikt om primaire gegevens te verzamelen, tot de krachtigste datacentra waarin deze gegevens worden verwerkt en omgezet van cijfers in kennis. Daarom lossen we alle belangrijke taken op die op dit pad van data-evolutie staan. Verzamelen, opslaan en verzenden - zowel bedraad als draadloos. We hebben een groot pakket aan technologieën op het gebied van mobiele communicatie 4G, LTE, 5G, optische kanalen.
Bijvoorbeeld een van de meest veelbelovende technologieën- Intel® Silicon Photonics, dat in de nabije toekomst zal uitbreiden en snel beschikbare kanalen beschikbaar zal maken. En natuurlijk verwerkingselementen. De oude Intel-processor - zowel in het serversegment als in de client-versie, blijft nog steeds de meest veelzijdige en meest gewilde computer voor een breed scala aan taken. Plus het belangrijkste gebied is gegevensopslag. Nu produceert Intel veel SSD's: van door de gebruiker gedefinieerde SATA SSD's tot ultramoderne NVMe SSD voor datacenters, waaronder al de fundamenteel nieuwe fysica van 3D XPoint. Dit hebben we nog niet het probleem van autonoom rijden aan de orde gesteld.
- Doe je het?
- Persoonlijk, ik - nee, maar we hebben een afzonderlijke eenheid, Intel Autonomous Driving. Intel kijkt heel aandachtig en werkt hier actief aan.
- Ontwikkelt u infrastructuren van begin tot eind - dit is zowel gegevensverzameling, dat wil zeggen sensoren, en verwerking? Zijn dit systemen voor specifieke industrieën?
- Nee, specifieke inzetIoT-infrastructuren zijn een integratiewerk. Intel fungeert zelden als een integrator. Wij zijn technologieontwikkelaars. We maken bijvoorbeeld transceivers, chips voor Bluetooth- en Wi-Fi-connectiviteit. De meeste laptops hebben een van onze Wi-Fi- of Bluetooth-chips. Door deze protocollen te ontwikkelen, dragen we technologieën over van de IT-wereld naar de industriële wereld.
Foto: Anton Karliner / Haytek
Onze collega's van Intel IT waren dat bijvoorbeeldEen zeer interessante pilot werd uitgevoerd in een van de fabrieken voor de inzet van een draadloos netwerk van 150 sensoren die apparatuur, druk, de aanwezigheid van onzuiverheden van verschillende gassen in de lucht bewaakten. Het was een halfgeleiderfabricage, die een groot aantal chemische componenten gebruikt. En het hoge rendement van Bluetooth low energy (BLE) werd bewezen - een topologie voor korte afstanden, ongeveer 15 meter van de ontvanger, zelfs in zo'n moeilijke kamer als een productiehal. Volgens interne schattingen van onze IT-service bleken de kosten van dit netwerk slechts 10% te zijn in vergelijking met klassieke bedrade sensoren, inclusief de bedrading en het onderhoud van bekabelde infrastructuur in een reeds in gebruik zijnde ruimte.
De volgende infrastructuur werd daar ingezet:in een grote fabrieksruimte stonden twee IoT-gateways, in wezen een Intel-pc met Intel Bluetooth en een Wi-Fi-module, en er werden draadloze sensoren opgehangen. De gateways waren via een kabel verbonden met het Ethernet-netwerk en via Wi-Fi. Interferentie tussen verschillende draadloze standaarden is mogelijk omdat ze hetzelfde frequentiebereik gebruiken. BLE en Wi-Fi werken beide in de 2,4 GHz-band. Maar in tegenstelling tot andere protocolfamilies, bijvoorbeeld IEEE 802.15.4, waar co-existentie met Wi-Fi niet erg goed is geïmplementeerd, worden Bluetooth en Wi-Fi harmonieus gecombineerd, delen ze vrij effectief frequentiebronnen en zijn ze bestand tegen wederzijdse beïnvloeding op elkaar. ander. Het belangrijkste is dat als resultaat van het testen van dit systeem, dat anderhalf jaar duurde, een betrouwbaarheid van 99 procent van de communicatie met sensoren werd bereikt en de werkingsstabiliteit zeer voorspelbaar was. Als de sensor het niet deed, dan werkte deze niet meteen omdat deze verkeerd was geplaatst, bijvoorbeeld achter een zuil of te ver weg. Maar als de geometrie zodanig was dat er een verbinding tot stand kon worden gebracht, functioneerde de sensor goed en was de verbinding betrouwbaar.
Sensoren hebben hun vermogen om van te leven getoondbatterijen in 620 mAh gedurende 452 dagen. Dit is goed, maar dit is niet het limiet, want een 620 mAh-batterij is een batterij voor een hoortoestel en bijvoorbeeld een AA-vinger is al ergens rond de 2000 mAh.
Waterkokers als bronnen van niet-triviale informatie
— Is R&D in Rusland op de een of andere manier betrokken bij IoT?
— IoT is geen afzonderlijk bolvormig dingvacuüm, dit maakt deel uit van de gegevenslevenscyclus, hun geautomatiseerde generator. De mensheid genereert gegevens door foto's te uploaden en tekst te typen, maar deze methode om informatie te verkrijgen geeft geen holistisch beeld van de wereld. Om de wereld veel gedetailleerder te analyseren is automatisering nodig. De natuurlijke vooruitgang van elk noodzakelijk bedrijf is automatisering. Om de gegevensverzameling te automatiseren, wordt een infrastructuur van sensoren ingezet.
Ik heb ooit gezegd dat de beste IoT-sensor isdit is een videocamera. Een videostream is een rijke bron van informatie en, belangrijker nog, intuïtief voor mensen. Als we IoT los van het algemene Data-Centric concept beschouwen, dan is het in de meeste gevallen niet erg interessant.
De mogelijkheid om de waterkoker aan te zetten op een mobiele telefoon- Een goede optie, maar meer uit de categorie extra opties voor huishoudelijke apparaten, in plaats van het internet der dingen. Maar de mogelijkheid om informatie van een miljoen dummy's te analyseren, kan een geheel nieuwe niet-triviale kennis geven over hoe de belasting op het netwerk verandert, over hoe mensen 's morgens thee drinken, dat de meeste bewoners van huizen met gasfornuizen er de voorkeur aan geven om thee elektrisch te koken en betaal er extra geld voor.
- In het industriële IoT is het duidelijk wie de eigenaar van de gegevens is. En als we voorwaardelijk zeggen over waterkokers, huishoudelijke IoT, wie zal dan deze gegevens bezitten als ze worden verzameld op persoonlijke apparaten?
- Ik denk dat in elk afzonderlijk geval zal worden bepaald door een contract dat een persoon rechtstreeks ondertekent met de exploitant van zijn gegevens.
- Apparaatfabrikant?
- Niet nodig.De serviceprovider waarmee iemand verbinding maakt, kan een apparaatfabrikant, een internetbedrijf of zelfs een afzonderlijke startup zijn. In ieder geval zal een persoon (als onderwerp van besluitvorming) - dit blijkt uit recente wijzigingen in de wetgeving - het recht hebben om zijn gegevens te beheren en zijn beslissing uit te drukken in een vorm die bindend is voor de exploitant. De servicevertegenwoordiger is verplicht dit besluit te volgen.
Foto: Anton Karliner / Haytek
De kwestie van de gegevens bestaat uit twee delen: dit is een fysieke / technologische organisatie van data-acquisitie en sociaal / juridisch. Het sociale en juridische deel ligt meer op het gebied van de staat en de persoon zelf, en wij, een technologiebedrijf, moeten gewoon een gemakkelijke en kosteneffectieve mogelijkheid bieden om elke genomen beslissing te implementeren.
Een waarnemer in 24 schermen voor een muur zetten is gewoon wreed
- Wordt het meestal draadloze gegevensverzameling?
— De trend is nu om over te stappen op draadloostechnologieën. Telemetrie zelf is al een halve eeuw een bekend automatiseringsgebied. De RS-485-interface is een familie van seriële interfaces, en Ethernet, dat deze heeft vervangen, is helemaal geen nieuw verhaal. Maar de schaal van deze systemen werd beperkt door factoren zoals de noodzaak om kabels te leggen. Het leggen van kabels is een serieuze klus die planning vereist tijdens de bouwfase van het gebouw. Het is erg moeilijk om zomaar 100 bedrade sensoren te komen installeren. Ik zeg niet dat het onmogelijk is, maar het is buitengewoon moeilijk. Maar de opkomst van goedkope en storingsbestendige sensoren met een lange levensduur van de batterij kan kwantiteit omzetten in nieuwe kwaliteit. In dit geval zullen de sensoren, wanneer ze een bepaalde drempel bereiken en draadloos worden, hetzelfde natuurlijke kenmerk van elke ruimte zijn als verlichting nu is.
RS-485 (Engels: aanbevolen standaard 485)- fysieke laagstandaard voor asynchrooninterface. De standaard is enorm populair geworden en is de basis geworden voor het creëren van een hele familie industriële netwerken die veel worden gebruikt in industriële automatisering.
EIA heeft eerder al zijn normen gelabeld.voorvoegsel "RS" (aanbevolen norm aanbevolen norm). Veel ingenieurs blijven deze benaming gebruiken, maar EIA / TIA vervangt officieel RS door EIA / TIA om de identificatie van de oorsprong van hun normen te vergemakkelijken.
Een interessant kenmerk - de ontwikkeling van IoT herinnert eraande wet van ontwikkeling van halfgeleidertechniek. In het begin, wanneer er nog geen markt is, komen de stukjes chips uit in de pilootmodus, ze zijn extreem duur, omdat de ontwikkeling veel geld kost. Maar met de opkomst van gierst en een toename van het aantal gefabriceerde chips, daalt de prijs per eenheid. Volgens de wet van Moore heeft de revolutionaire ontwikkeling van technologie het mogelijk gemaakt voor een nieuwe wereld van personal computers, met een microprocessorprijs van minder dan $ 1.000. Hetzelfde dat in de jaren 80-90 werd gedaan, gebeurt nu in de wereld van IoT-dingen. Wanneer de kosten van de componenten en het holistische IoT-systeem de drempel van massale explosieve distributie overwinnen, dan zal de fabrikant winstgevend zijn om te investeren in de ontwikkeling van nieuwe systemen, omdat hij de markt zal zien en gebruikers in staat zullen zijn om alle aspecten van hun leven effectief te automatiseren.
- Wanneer zal dit gebeuren?
- Dit gebeurt al.Nu groeit het videobewakingssegment zeer snel, niet alleen op het gebied van beveiliging, maar ook in de vorm van AI - goede intelligente videobewaking met situatieherkenning, het tellen van het aantal mensen in wachtrijen, verkeer. Videobewaking in de industrie heeft bijvoorbeeld de kwaliteitscontrole op productielijnen vrijwel vervangen. Dat wil zeggen dat het nu niet langer nodig is om iemand te dwingen voortdurend naar de werkstukken te kijken die voor hem op de transportband vliegen om defecten vast te stellen. Er gebeuren veel interessante dingen op dit gebied en de juiste vraag rijst meteen: wat te doen met deze stortvloed aan informatie? Bestaande klassieke tools voor gegevensverwerking zijn niet langer nutteloos. Nogmaals, het is onmogelijk om een waarnemer voor een muur van 24 schermen te laten zitten en hem te verplichten zich voortdurend te concentreren en informatie uit deze stromen te halen. Het is gewoon wreed.
AI is ook geen nieuw onderwerp, periodiek‘intelligentie op silicium’ wordt al sinds de jaren vijftig aangepakt. Zelfs ik ving de golf van 2000 op toen ik mijn cursuswerk schreef over het implementeren van neurale netwerken op FPGA's. Maar op dat moment was het platform nog niet klaar voor snelle groei, voor een kwalitatieve sprong. Er waren nog steeds grote hoeveelheden gegevens en productieve apparatuur. Kolmogorov deed ook onderzoek naar AI-vraagstukken. Hij zei dat hij geen wiskundige obstakels zag voor de creatie van volwaardige levende wezens die volledig gebaseerd zijn op digitale informatieverwerkingsmechanismen.
Andrey Nikolaevich Kolmogorov- Sovjet-wiskundige, een van de grootste wiskundigen van de 20e eeuw.
Kolmogorov - een van de grondleggers van het modernewaarschijnlijkheidstheorie, bekwam hij fundamentele resultaten in de topologie, geometrie, wiskundige logica, klassieke mechanica, turbulentietheorie, algoritme complexiteitstheorie en functionele analyse.
Foto: Anton Karliner / Haytek
Maar de prestaties van een computer uit de jaren 60 waren dat welniet genoeg om praktisch bruikbaar neuraal netwerk te werken. En pas in de tweede helft van 2010 bereikten de prestaties van computers voor algemene doeleinden de vereiste drempel voor het lanceren van meerlaagse neurale netwerken met miljoenen parameters. En het allerbelangrijkste is dat internet voldoende informatie heeft verzameld om grote, openbare, semantisch gecodeerde gegevenssets, zoals ImageNet, te kunnen weergeven. En hier, alstublieft, een revolutionaire sprong - het AlexNet-netwerk op ImageNet toonde niet de nauwkeurigheid van objectherkenning in foto's, vergelijkbaar met die van een persoon. En we zijn gewend om met menselijke fouten te leven.
"Binnenkort wordt de 3GPP-commissie omgedoopt tot 5GPP-commissie"
- Intel behandelt ook 5G. In welk stadium is werk nu?
- Nu is de specificatie geformaliseerd. De eerste implementaties verschijnen dichter bij de tweede helft van 2019, over de hele wereld, en zijn wijdverspreid in 2020. 5G wat is goed? Het lost drie belangrijke taken tegelijk op - effectieve verzameling van relevante gegevens, de overdracht en verwerking ervan. 5G is een oplossing voor het probleem van massale gegevensoverdracht, krachtige videostreams en lage latentie. Omdat IoT niet alleen telemetrie is, maar ook signalen naar actuatoren. Lage latentie bij het beheer van mechanische objecten, real-time computing. Daar worden tijdsintervallen gemeten in milliseconden, en dergelijke starre vertragingen zijn niet voorzien in bestaande systemen. Een van de subgroepen van 5G is gegarandeerde teamvermeerderingstijd. En het derde punt is de explosieve groei van verbonden apparaten. In LTE is de capaciteit van het basisstation relatief klein. Het verbinden van tienduizenden gebruikers overtreft de mogelijkheden van moderne 4G-technologieën. En het derde gebied waar 5G actief aan het ontwikkelen is, is de toename van de abonneebasiscapaciteit. Opdat exploitanten goedkoop laagdrempelige en laagdoorlatende sensornetwerken kunnen verbinden.
- Wat ontwikkel je in deze context?
— Wij ontwikkelen modems.Intel is een fabrikant van goede 4G-, 3G- en nu 5G-modems. Het nieuw geïntroduceerde XMM 8160 5G-modem maakt zich op voor wereldwijd gebruik. Er wordt gewerkt aan standaardisatie binnen de 3GPP-commissie die cellulaire specificaties ontwikkelt. Er gaat een grap rond dat de 3GPP-commissie binnenkort zal worden omgedoopt tot de 5GPP-commissie. De commissie bestaat uit onze collega’s uit Nizjni Novgorod, wij nemen actief deel aan de ontwikkeling van deze standaard. Maar de beste bijdrage is het creëren van een product.
Galopperende elektronen, qubits en minus duizend Kelvin
- Als u doorgaat met het onderwerp gegevens en de toename ervan, ziet u dan enige beperking voor de ontwikkeling van gegevensopslag?
- Tot nu toe zien we de limiet niet. Het is nu realistisch om te praten over petabyte-opslag op een 1U-server. Het is praktisch de onze morgen, zo niet vandaag. Globaal gesproken, ben ik bang om pessimistische voorspellingen te doen, want in de loop van 50 jaar geschiedenis hebben we alleen dat gedaan wat de sceptici weerlegde en verder ging. Maar tegelijkertijd, met een toekomstperspectief, ontwikkelt Intel quantum computing, nu heeft het 49 qubits bereikt in samenwerking met academische instellingen.
- In Rusland?
- Nee, in Europa, samen met NederlandQuTech Research Center. Daar lossen ze heel niet-triviale taken op om qubits in een stabiele staat te houden bij temperaturen die slechts een fractie van een graad afwijken van het absolute nul. We onderzoeken ook nieuwe architecturen, zoals neuromorfisch computergebruik. Nu imiteren modellen van kunstmatige neurale netwerken op processoren alleen het werk van neuronen in de levende wereld, maar fysiek is dit de vermenigvuldiging van matrices op digitale vermenigvuldigers. In tegenstelling tot hen, emuleert de neuromorfe rekenmachine de fysica van het neuron. En Intel heeft ook een digitale, maar al asynchrone chip gemaakt voor het implementeren van dergelijke modellen.
- Quantum computing, bijvoorbeeld bij IBM, is gebaseerd op supergeleiding, heeft u vergelijkbare technologie?
- We onderzoeken verschillende effecten. Nu zijn er ongeveer zes benaderingen, op basis waarvan ze proberen een kwantum-supercomputer te maken. Intel gebruikt een spin-qubit, die zelfs stabiel is bij een temperatuur van 1 Kelvin, die behoorlijk warm is in vergelijking met supergeleiding.
Foto: Anton Karliner / Haytek
"Een paar milliseconden stabiel?"
"Ja, een paar milliseconden." Theoretici zeggen dat een kwantumcomputer praktische resultaten kan laten zien op een aantal qubits van duizend of meer. Maar zijn er zo weinig 49 qubits? Toen bijvoorbeeld 's werelds eerste bipolaire geheugenchip verscheen, gecreëerd door Intel in 1969, was de geheugencapaciteit slechts 64 bits. Maar het begon een snelle evolutie, en letterlijk een jaar later werd een 1.024-bit CMOS DRAM-chip gemaakt. Het proces werd gelanceerd, de technologie kreeg een ticket tot leven. In quantum computing wordt veel theoretisch werk nu parallel uitgevoerd. We zijn op zoek naar taken die fundamenteel sneller worden opgelost dan op traditionele computerarchitectuur.
Niemand voert klinische proeven uit zonder computerhulpmiddelen
- Intel houdt zich bezig met digitale gezondheidszorg. Je hebt zelfs enkele Basis Peak-horloges gelanceerd die je in 2016 hebt teruggeroepen.
— Het was niet zozeer gezondheidszorg als welfitness industrie. De gezondheidszorg, met al zijn eisen en uitdagingen, is een apart gebied. We werken er actief mee, met name op het gebied van de ontwikkeling van infrastructuur en gegevensverwerkingstechnologieën. Geneeskunde is altijd een zeer kennisintensief en data-intensief gebied van menselijke activiteit geweest, en nu het mogelijk wordt om het verzamelen en verwerken van informatie te automatiseren, ontwikkelt de analytische, op data gebaseerde geneeskunde zich actief.
We moeten hulde brengen aan de artsen, ze zijn ergwerkte goed met statistieken. Nu hebben we AI geïntroduceerd voor beeldanalyse. Een neuraal netwerk kan geen diagnose stellen, maar het kan als een aanbevelingstool voor een arts dienen. Het verzamelen van informatie en statistieken over ziekenhuizen, over gezondheidssystemen in het land en over de hele wereld, biedt een enorme hoeveelheid informatie voor analyse. Klinische proeven met nieuwe geneesmiddelen vormen een groot en moeilijk onderdeel van medisch onderzoek. Daar kun je niet verwachten dat het resultaat in 100% van de gevallen zal worden herhaald. De resultaten zijn altijd statistisch van aard, u moet altijd zoeken naar correlaties, om te begrijpen waar de werkelijke afhankelijkheid is en waar een speciaal geval is. En hier, zonder computerbronnen, denk ik dat niemand al klinische proeven uitvoert.
- U noemde veel verschillende obstakels die moeten worden aangepakt op het gebied van gegevens. Wat is nu het moeilijkst in deze richting te ontwikkelen? Wat ontbreekt er?
- Veel mensen klagen daar echt overer ontbreekt iets. Nu probeer ik iets te bedenken om over te klagen en dat lukt niet. Een enorme hoeveelheid werk in alle richtingen, en vooral, wat ontbreekt is tijd.