Mikhail Tsvetkov- Dyrektor techniczny Intela w Rosji. Działa w branży technologii elektronicznych od ponad 15 lat.
Czujniki baterii aparatów słuchowych
- Jakie są główne kierunki rozwoju Intela?
— Dziś Intel jest firmą zorientowaną na dane.Z jednej strony doszliśmy do tego statusu dzięki branży mikroelektroniki – nasze fabryki nie zniknęły, Intel nadal jest jednym z wiodących dostawców półprzewodnikowego fundamentu współczesnego cyfrowego świata. Z drugiej strony wyrośliśmy już ze statusu producenta samych mikroprocesorów i staliśmy się globalnym twórcą komponentów dla całej infrastruktury cyfrowej. Począwszy od rzeczy IoT służących do gromadzenia pierwotnych danych, po najpotężniejsze centra danych, w których te dane żyją, są przetwarzane i zamieniają się z liczb w wiedzę. Dlatego rozwiązujemy wszystkie kluczowe zadania stojące na tej ścieżce ewolucji danych. Gromadzenie, przechowywanie i transmisja - zarówno przewodowa, jak i bezprzewodowa; posiadamy duży pakiet technologii z zakresu komunikacji komórkowej 4G, LTE, 5G, kanały optyczne.
Na przykład jedna z najbardziej obiecujących technologii- Intel® Silicon Photonics, który w niedalekiej przyszłości rozszerzy i udostępni szybkie kanały. I oczywiście elementy przetwarzania. Dobry stary procesor Intela - zarówno w segmencie serwerów, jak i klienta, nadal pozostaje najbardziej wszechstronnym i poszukiwanym komputerem do szerokiego zakresu zadań. Najważniejszym obszarem jest przechowywanie danych. Teraz Intel produkuje wiele dysków SSD: od zdefiniowanych przez użytkownika dysków SATA SSD po ultranowoczesny dysk SSD NVMe dla centrów danych, w tym już w zupełnie nowej fizyce 3D XPoint. Nie poruszyliśmy jeszcze kwestii autonomicznej jazdy.
- Robisz to?
- Osobiście, ja - nie, ale mamy oddzielną jednostkę, Intel Autonomous Driving. Intel bardzo uważnie i aktywnie pracuje nad tym.
- Czy rozwijasz infrastrukturę od początku do końca - jest to zarówno zbieranie danych, czyli czujniki, jak i przetwarzanie? Czy te systemy są przeznaczone dla konkretnych branż?
- Nie, konkretne wdrożenieInfrastruktura Internetu przedmiotów jest pracą integracyjną. Intel rzadko działa jako integrator. Jesteśmy twórcami technologii. Na przykład tworzymy transceivery, chipy do Bluetooth i łączność Wi-Fi. Większość laptopów ma jeden z naszych chipów Wi-Fi lub Bluetooth. Opracowując te protokoły, przenosimy technologie ze świata IT do świata przemysłowego.
Zdjęcie: Anton Karliner / „Hightech”
Na przykład byli to nasi koledzy z Intel ITBardzo ciekawy pilot został przeprowadzony w jednej z fabryk w celu wdrożenia bezprzewodowej sieci 150 czujników, które monitorowały urządzenia, ciśnienie, obecność zanieczyszczeń różnych gazów w powietrzu. Była to produkcja półprzewodników, która wykorzystuje dużą liczbę składników chemicznych. Sprawdzono również wysoką sprawność Bluetooth o niskiej energii (BLE) - topologię na krótkie odległości, około 15 m od odbiornika, nawet w tak trudnym pomieszczeniu jak hala produkcyjna. Według wewnętrznych szacunków naszej usługi IT okazało się, że koszt tej sieci wynosił tylko 10% w porównaniu z klasycznymi przewodowymi czujnikami, w tym okablowanie i konserwacja infrastruktury przewodowej w już obsługiwanym pomieszczeniu.
Zbudowano tam następującą infrastrukturę:w dużym pomieszczeniu fabrycznym znajdowały się dwie bramy IoT, zasadniczo komputer Intel z procesorem Intel Bluetooth i modułem Wi-Fi oraz zawieszono czujniki bezprzewodowe. Bramy zostały połączone kablem z siecią Ethernet oraz poprzez Wi-Fi. Możliwe są zakłócenia pomiędzy różnymi standardami bezprzewodowymi, ponieważ wykorzystują one ten sam zakres częstotliwości. Zarówno BLE, jak i Wi-Fi działają w paśmie 2,4 GHz. Ale w przeciwieństwie do innych rodzin protokołów, na przykład IEEE 802.15.4, gdzie współistnienie z Wi-Fi nie jest zbyt dobrze zaimplementowane, Bluetooth i Wi-Fi są harmonijnie połączone, dość efektywnie współdzielą zasoby częstotliwości i są odporne na wzajemny wpływ na siebie Inny. Co najważniejsze, w wyniku trwających półtora roku testów tego systemu uzyskano 99-procentową niezawodność komunikacji z czujnikami, a stabilność pracy była bardzo przewidywalna. Jeśli czujnik nie zadziałał, to nie zadziałał od razu, bo został źle umieszczony, np. za kolumną lub za daleko. Jeżeli jednak geometria umożliwiała nawiązanie połączenia, czujnik działał prawidłowo, a połączenie było niezawodne.
Czujniki pokazały swoją zdolność do życiabaterie w 620 mAh przez 452 dni. To dobrze, ale to nie jest limit, ponieważ bateria 620 mAh to bateria do aparatu słuchowego, a na przykład palec AA ma już około 2 000 mAh.
Czajniki jako źródła nietrywialnych informacji
— Czy w Rosji badania i rozwój są w jakiś sposób powiązane z IoT?
— IoT nie jest odrębną, sferyczną rzecząpróżnia, jest to część cyklu życia danych, ich zautomatyzowany generator. Ludzkość generuje dane poprzez przesyłanie zdjęć i wpisywanie tekstu, ale ta metoda pozyskiwania informacji nie zapewnia całościowego obrazu świata. Aby analizować świat znacznie bardziej szczegółowo, potrzebna jest automatyzacja. Naturalnym postępem każdego niezbędnego biznesu jest automatyzacja. Aby zautomatyzować gromadzenie danych, wdrażana jest infrastruktura czujników.
Powiedziałem kiedyś, że najlepszym czujnikiem IoT jestto jest kamera wideo. Strumień wideo jest tak bogatym źródłem informacji, a co najważniejsze jest intuicyjny dla człowieka. Jeśli rozważymy IoT oddzielnie od ogólnej koncepcji Data-Centric, to w większości przypadków nie jest to zbyt interesujące.
Możliwość włączenia czajnika na telefon komórkowy- Dobra opcja, ale raczej z kategorii dodatkowych opcji sprzętu gospodarstwa domowego, niż Internetu rzeczy. Jednak możliwość analizy informacji z miliona manekinów może dać zupełnie nową, nietrywialną wiedzę o tym, jak zmienia się obciążenie sieci, o tym, jak ludzie piją herbatę rano, że większość mieszkańców domów z piecami gazowymi woli elektrycznie gotować herbatę zapłacić za to dodatkowe pieniądze.
- W przemysłowym IoT jasne jest, kto jest właścicielem danych. A jeśli mówimy, warunkowo, o czajnikach, domowych IoT, to kto będzie właścicielem tych danych, gdy są zbierane z urządzeń osobistych?
- Myślę, że w każdym konkretnym przypadku będzie to ustalone na podstawie umowy, którą osoba podpisuje bezpośrednio z operatorem swoich danych.
- Producent urządzenia?
- Niekoniecznie.Usługodawcą, z którym łączy się dana osoba, może być producent urządzenia, firma internetowa, a nawet odrębny startup. W każdym przypadku osoba (jako podmiot podejmowania decyzji) - pokazują to ostatnie zmiany w prawie - będzie miała prawo zarządzać swoimi danymi i wyrazić swoją decyzję w formie wiążącej dla operatora. Przedstawiciel serwisu będzie zobowiązany zastosować się do tej decyzji.
Zdjęcie: Anton Karliner / „Hightech”
Problem z danymi jest podzielony na dwie części: jest to fizyczna / technologiczna organizacja pozyskiwania danych i społeczna / prawna. Część społeczna i prawna leży bardziej w dziedzinie państwa i osoby, a my, firma technologiczna, powinniśmy po prostu zapewnić dogodną i opłacalną możliwość wdrożenia każdej podjętej decyzji.
Umieszczenie obserwatora przed ścianą na 24 ekranach jest po prostu okrutne
- Czy będzie to głównie gromadzenie danych bezprzewodowych?
— Obecnie panuje trend przechodzenia na technologię bezprzewodowątechnologie. Sama telemetria jest dobrze znaną dziedziną automatyki od pół wieku. Interfejs RS-485 to rodzina interfejsów szeregowych, a Ethernet, który go zastąpił, nie jest wcale nową historią. Jednak skalę tych systemów ograniczały takie czynniki, jak konieczność układania kabli. Układanie kabli to poważne zadanie, które wymaga planowania na etapie budowy budynku. Bardzo trudno jest po prostu przyjechać i zainstalować 100 czujników przewodowych. Nie twierdzę, że jest to niemożliwe, ale jest niezwykle trudne. Jednak pojawienie się tanich i odpornych na zakłócenia czujników o długim cyklu życia baterii może przekształcić ilość w nową jakość. W tym przypadku, gdy czujniki osiągną pewien próg i staną się bezprzewodowe, będą tym samym naturalnym atrybutem każdej przestrzeni, jakim jest obecnie oświetlenie.
RS-485 (angielski: zalecany standard 485)- standard warstwy fizycznej dla asynchronicznychinterfejs. Standard zyskał wielką popularność i stał się podstawą do stworzenia całej rodziny sieci przemysłowych szeroko stosowanych w automatyce przemysłowej.
EIA wcześniej oznaczyła wszystkie swoje standardy.przedrostek „RS” (ang. Recommended Standard - zalecany standard). Wielu inżynierów nadal używa tego oznaczenia, jednak EIA / TIA oficjalnie zastąpiły RS EIA / TIA w celu ułatwienia identyfikacji pochodzenia ich norm.
Ciekawa funkcja - przypomina rozwój Internetu przedmiotówprawo rozwoju inżynierii półprzewodników. Na początku, gdy nie ma jeszcze rynku, układy scalone wychodzą w trybie pilotażowym, są bardzo drogie, ponieważ rozwój kosztuje dużo pieniędzy. Jednak wraz z pojawieniem się prosa i wzrostem liczby produkowanych wiórów, cena za sztukę spada. Tak więc, zgodnie z prawem Moore'a, rewolucyjny rozwój technologii umożliwił powstanie nowego świata komputerów osobistych, z ceną mikroprocesora mniejszą niż 1000 USD. To samo, co zrobiono w latach 80. i 90., dzieje się obecnie w świecie przedmiotów IoT. Gdy koszt komponentów i całościowego systemu IoT przekroczy próg masowej dystrybucji materiałów wybuchowych, producent będzie opłacalny inwestować w rozwój nowych systemów, ponieważ zobaczy rynek, a użytkownicy będą mogli skutecznie zautomatyzować wszystkie aspekty swojego życia.
- Kiedy to nastąpi?
- To już się dzieje.Teraz segment nadzoru wideo rozwija się bardzo dynamicznie, nie tylko w obszarze bezpieczeństwa, ale także w postaci AI - dobrego inteligentnego nadzoru wideo z rozpoznawaniem sytuacji, zliczaniem liczby osób w kolejkach, ruchu. Na przykład monitoring wideo w branży praktycznie zastąpił kontrolę jakości na liniach produkcyjnych. Oznacza to, że teraz nie trzeba już zmuszać osoby do ciągłego patrzenia na przedmioty lecące przed nim na przenośniku w celu ustalenia wad. Na tym obszarze dzieje się wiele ciekawych rzeczy i od razu pojawia się właściwe pytanie: co zrobić z tym zalewem informacji? Istniejące, klasyczne narzędzia do przetwarzania danych nie są już bezużyteczne. Znów nie da się posadzić obserwatora przed ścianą 24 ekranów i wymagać od niego ciągłej koncentracji i wydobywania informacji z tych strumieni. To po prostu okrutne.
Sztuczna inteligencja również nie jest tematem nowym, okresowoTematem „inteligencji na krzemie” zajęto się od lat 50. XX wieku. Nawet ja złapałem falę roku 2000, kiedy pisałem pracę na temat wdrażania sieci neuronowych na układach FPGA. Ale w tym momencie platforma nie była gotowa na szybki rozwój, na skok jakościowy. Nadal istniały duże ilości danych i sprzętu produkcyjnego. Kołmogorow badał także kwestie sztucznej inteligencji. Stwierdził, że nie widzi matematycznych przeszkód w stworzeniu pełnoprawnych istot żywych zbudowanych w całości w oparciu o cyfrowe mechanizmy przetwarzania informacji.
Andrey Nikolaevich Kolmogorov- Radziecki matematyk, jeden z najwybitniejszych matematyków XX wieku.
Kołmogorow - jeden z założycieli nowoczesnościteoria prawdopodobieństwa, uzyskał podstawowe wyniki w topologii, geometrii, logice matematycznej, mechanice klasycznej, teorii turbulencji, teorii złożoności algorytmów i analizie funkcjonalnej.
Zdjęcie: Anton Karliner / „Hightech”
Ale wydajność komputera z lat 60. byłanie wystarcza do pracy praktycznie użytecznej sieci neuronowej. Dopiero w drugiej połowie 2010 r. Wydajność komputerów ogólnego przeznaczenia osiągnęła próg wymagany do uruchomienia wielowarstwowych sieci neuronowych z milionami parametrów. A co najważniejsze, Internet zgromadził wystarczającą ilość informacji dla dużych, publicznych, semantycznie oznaczonych zestawów danych, takich jak ImageNet. I tutaj, proszę, rewolucyjny skok - sieć AlexNet na ImageNet nie pokazała dokładności rozpoznawania obiektów na zdjęciach, porównywalnej do osoby. I jesteśmy przyzwyczajeni do życia z ludzkimi błędami.
„Wkrótce komitet 3GPP zostanie przemianowany na komitet 5GPP”
- Intel zajmuje się także 5G. Na jakim etapie jest teraz praca?
- Teraz specyfikacja jest sformalizowana. Pierwsze wdrożenia pojawią się bliżej drugiej połowy 2019 r. Na całym świecie i rozpowszechnią się w 2020 r. 5G co jest dobre? Rozwiązuje trzy kluczowe zadania na raz - skuteczne gromadzenie odpowiednich danych, ich transfer i przetwarzanie. 5G to rozwiązanie problemu masowego przesyłania danych, potężnych strumieni wideo i niskiego opóźnienia. Ponieważ IoT to nie tylko telemetria, ale także sygnały do siłowników. Niskie opóźnienia podczas zarządzania obiektami mechanicznymi, przetwarzanie w czasie rzeczywistym. Tam przedziały czasowe są mierzone w milisekundach, a takie sztywne opóźnienia nie są przewidziane w istniejących systemach. Jedną z podgrup 5G jest gwarantowany czas propagacji zespołu. Trzeci punkt to gwałtowny wzrost liczby podłączonych urządzeń. W LTE pojemność stacji bazowej jest stosunkowo mała. Łączenie dziesiątek tysięcy użytkowników przekracza możliwości nowoczesnych technologii 4G. Trzecim obszarem, w którym 5G aktywnie się rozwija, jest wzrost bazy abonenckiej. Aby operatorzy mogli tanio łączyć nisko zużywające się i nisko transmitujące sieci czujników.
- Co rozwijasz w tym kontekście?
— Rozwijamy modemy.Intel to producent dobrych modemów 4G, 3G, a teraz 5G. Nowo wprowadzony modem XMM 8160 5G przygotowuje się do użytku na całym świecie. Trwają prace normalizacyjne w komitecie 3GPP, który opracowuje specyfikacje telefonów komórkowych. Krąży żart, że komitet 3GPP wkrótce zmieni nazwę na komitet 5GPP. W skład komitetu wchodzą nasi koledzy z Niżnego Nowogrodu, aktywnie uczestniczymy w opracowywaniu tego standardu. Ale najlepszym wkładem jest stworzenie produktu.
Galopujące elektrony, kubity i minus tysiąc kelwinów
- Jeśli kontynuujesz temat danych i ich wzrost, czy widzisz jakieś ograniczenia w rozwoju przechowywania danych?
- Jak dotąd limit nie jest widoczny. Teraz realistyczne jest mówienie o pamięci petabajtów na serwerze 1U. To praktycznie nasze jutro, jeśli nie dzisiaj. Mówiąc bardziej globalnie, boję się pesymistycznych prognoz, ponieważ w ciągu 50-letniej historii zrobiliśmy tylko to, że obaliliśmy sceptyków i posunęliśmy się dalej. Ale jednocześnie, z perspektywami na przyszłość, Intel rozwija się w dziedzinie komputerów kwantowych, a teraz osiągnął 49 kubitów w połączeniu z instytucjami akademickimi.
- W Rosji?
- Nie, w Europie razem z HolandiąQuTech Research Center. Rozwiązano tam bardzo nietrywialne problemy z utrzymaniem kubitów w stabilnym stanie w temperaturach różniących się od zera bezwzględnego tylko o ułamek stopnia. Badamy również nowe architektury, na przykład obliczenia neuromorficzne. Obecnie modele sztucznych sieci neuronowych na procesorach imitują jedynie pracę neuronów świata żywego, fizycznie jest to mnożenie macierzy na mnożnikach cyfrowych. W przeciwieństwie do nich kwantyzator neuromorficzny emuluje fizykę neuronu. Intel wyprodukował kolejny cyfrowy, ale już asynchroniczny układ do implementacji takich modeli.
- Obliczenia kwantowe, na przykład w IBM, opierają się na nadprzewodnictwie, czy masz podobną technologię?
- Badamy różne efekty. Obecnie istnieje około sześciu podejść, na podstawie których próbują stworzyć superkomputer kwantowy. Intel wykorzystuje kubit spinowy, który jest stabilny nawet w temperaturze 1 Kelvina, co jest dość ciepłe w porównaniu z nadprzewodnictwem.
Zdjęcie: Anton Karliner / „Hightech”
- Stabilny przez kilka milisekund?
- Tak, kilka milisekund. Teoretycy twierdzą, że komputer kwantowy będzie w stanie pokazać praktycznie odpowiednie wyniki na liczbie kubitów z tysiąca lub więcej. Ale czy 49 łokci jest tak małych? Na przykład, gdy pojawił się pierwszy na świecie układ pamięci bipolarnej, stworzony przez firmę Intel w 1969 roku, jego pojemność pamięci wynosiła tylko 64 bity. Rozpoczęła się jednak szybka ewolucja i dosłownie rok później powstał układ CMOD DRAM o rozdzielczości 1024 bitów. Proces został uruchomiony, technologia rozpoczęła się w życiu. W informatyce kwantowej wiele prac jest obecnie wykonywanych równolegle w części teoretycznej. Poszukiwane są zadania, które są rozwiązywane zasadniczo szybciej niż w tradycyjnej architekturze komputerowej.
Bez zasobów komputerowych nikt nie prowadzi badań klinicznych.
- Intel jest zaangażowany w cyfrową opiekę zdrowotną. Wprowadziłeś nawet niektóre produkty, zegarki Basis Peak, które zostały wycofane w 2016 roku.
— Nie tyle chodziło o opiekę zdrowotną, co obranża fitness. Opieka zdrowotna, ze wszystkimi jej wymaganiami i wyzwaniami, to odrębny obszar, z którym aktywnie współpracujemy, szczególnie w zakresie rozwoju infrastruktury i technologii przetwarzania danych. Medycyna zawsze była dziedziną działalności człowieka wymagającą dużej wiedzy i dużej ilości danych, a teraz, gdy możliwa staje się automatyzacja gromadzenia i przetwarzania informacji, medycyna analityczna, oparta na danych, aktywnie się rozwija.
Musimy oddać hołd lekarzom, oni byli bardzodziałał dobrze ze statystykami. Teraz wprowadziliśmy sztuczną inteligencję do analizy obrazu. Sieć neuronowa nie może zbudować diagnozy, ale może służyć jako narzędzie doradcze dla lekarza. Gromadzenie informacji i statystyk dotyczących szpitali, systemów opieki zdrowotnej w kraju i na całym świecie zapewnia ogromną ilość informacji do analizy. Badania kliniczne nowych leków stanowią dużą i trudną część badań medycznych. Nie można oczekiwać, że w 100% przypadków wynik zostanie powtórzony. Wyniki są zawsze natury statystycznej, zawsze trzeba szukać korelacji, aby zrozumieć, gdzie jest prawdziwy związek, a gdzie szczególny przypadek. I tutaj, bez zasobów obliczeniowych, myślę, że nikt nie prowadzi już prób klinicznych.
- Wspomniałeś o wielu różnych przeszkodach, które należy rozwiązać w dziedzinie danych. Co jest obecnie najtrudniejsze w tym kierunku? Czego brakuje
- Wiele osób uwielbia narzekać, że takczegoś brakuje. Próbuję teraz pomyśleć, na co narzekać i to nie działa. We wszystkich kierunkach jest ogromna ilość pracy, a co najważniejsze, brakuje czasu.