Mikhail Tsvetkov- Diretor Técnico da Intel na Rússia. Atua na área de tecnologias eletrônicas há mais de 15 anos.
Sensores de bateria para aparelhos auditivos
Quais são as principais direções de desenvolvimento da Intel?
— Hoje a Intel é uma empresa centrada em dados.Por um lado, chegamos a esse status vindos da indústria de microeletrônica - nossas fábricas não desapareceram, a Intel ainda é um dos principais fornecedores da base de semicondutores do mundo digital moderno. Por outro lado, já superamos o status de fabricante apenas de microprocessadores e nos tornamos criadores globais de componentes para toda a infraestrutura digital. Desde coisas IoT usadas para coletar dados primários, até os data centers mais poderosos nos quais esses dados residem, são processados e transformados de números em conhecimento. Portanto, resolvemos todas as principais tarefas que estão neste caminho de evolução dos dados. Coleta, armazenamento e transmissão - com e sem fio, temos um grande pacote de tecnologias na área de comunicações celulares 4G, LTE, 5G, canais ópticos.
Por exemplo, uma das tecnologias mais promissoras- Intel® Silicon Photonics, que expandirá e disponibilizará canais de alta velocidade em um futuro próximo. E, claro, elementos de processamento. O bom e velho CPU Intel - tanto no segmento servidor quanto no cliente, ainda é o computador mais versátil e procurado para uma ampla gama de tarefas. Além disso, a área mais importante é o armazenamento de dados. Agora, a Intel produz muitos SSDs: desde SSDs SATA definidos pelo usuário até SSDs NVMe ultramodernos para datacenters, inclusive já em física 3D XPoint fundamentalmente nova. Isso ainda não levantamos a questão da direção autônoma.
- Você faz isso?
- Pessoalmente, eu - não, mas nós temos uma unidade separada, a Intel Autonomous Driving. A Intel está olhando com muita atenção e trabalhando ativamente nisso.
- Você desenvolve infra-estruturas do começo ao fim - isso é tanto coleta de dados, ou seja, sensores e processamento? Esses sistemas são para indústrias específicas?
- Não, implantação específicaAs infraestruturas de IoT são um trabalho de integração. A Intel raramente age como um integrador. Somos desenvolvedores de tecnologia. Por exemplo, fazemos transceptores, chips para Bluetooth e conectividade Wi-Fi. A maioria dos laptops tem algum dos nossos chips Wi-Fi ou Bluetooth. Desenvolvendo esses protocolos, transferimos tecnologias do mundo de TI para o mundo industrial.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
Por exemplo, nossos colegas da Intel IT foramUm piloto muito interessante foi realizado em uma das fábricas para a implantação de uma rede sem fio de 150 sensores que monitoravam equipamentos, pressão, a presença de impurezas de vários gases no ar. Foi uma fabricação de semicondutores, que usa um grande número de componentes químicos. E a alta eficiência do Bluetooth de baixa energia (BLE) foi comprovada - uma topologia para distâncias curtas, a cerca de 15 m do receptor, mesmo em uma sala tão difícil quanto uma sala de produção. De acordo com estimativas internas do nosso serviço de TI, descobriu-se que o custo dessa rede era de apenas 10% em comparação com os sensores com fio clássicos, incluindo a fiação e a manutenção da infraestrutura com fio em uma sala já operada.
A seguinte infraestrutura foi implantada lá:em uma grande sala de fábrica havia dois gateways IoT, essencialmente um PC Intel com Intel Bluetooth e um módulo Wi-Fi, e sensores sem fio estavam pendurados. Os gateways foram conectados por cabo à rede Ethernet e via Wi-Fi. A interferência é possível entre diferentes padrões sem fio porque eles usam a mesma faixa de frequência. BLE e Wi-Fi operam na banda de 2,4 GHz. Mas ao contrário de outras famílias de protocolos, por exemplo, IEEE 802.15.4, onde a coexistência com Wi-Fi não é muito bem implementada, Bluetooth e Wi-Fi são combinados harmoniosamente, compartilham recursos de frequência de forma bastante eficaz e são resistentes à influência mútua em cada um. outro. Mais importante ainda, como resultado dos testes deste sistema, que duraram um ano e meio, foi alcançada uma confiabilidade de 99% na comunicação com os sensores e a estabilidade da operação foi muito previsível. Se o sensor não funcionou, então não funcionou imediatamente porque foi colocado incorretamente, por exemplo, atrás de uma coluna ou muito longe. Mas se a geometria fosse tal que uma conexão pudesse ser estabelecida, o sensor funcionava corretamente e a conexão era confiável.
Sensores mostraram sua capacidade de viver debaterias em 620 mAh por 452 dias. Isso é bom, mas este não é o limite, porque uma bateria de 620 mAh é uma bateria para um aparelho auditivo e, por exemplo, um dedo AA já está em torno de 2 mil mAh.
Chaleiras como fontes de informação não trivial
— Na Rússia, a P&D está de alguma forma envolvida na IoT?
— A IoT não é uma coisa esférica separada emvácuo, isso faz parte do ciclo de vida dos dados, seu gerador automatizado. A humanidade gera dados através do upload de fotografias e da digitação de textos, mas esse método de obtenção de informações não fornece uma imagem holística do mundo. Para analisar o mundo com muito mais detalhes, é necessária automação. A progressão natural de qualquer negócio necessário é a automação. Para automatizar a coleta de dados, é implantada uma infraestrutura de sensores.
Certa vez eu disse que o melhor sensor IoT éesta é uma câmera de vídeo. Um stream de vídeo é uma fonte rica de informações e, o mais importante, é intuitivo para os humanos. Se considerarmos a IoT separadamente do conceito geral centrado em dados, na maioria dos casos ela não é muito interessante.
A capacidade de ligar a chaleira em um telefone celular- Uma boa opção, mas mais da categoria de opções adicionais de eletrodomésticos, ao invés da Internet das coisas. Mas a capacidade de analisar informações de um milhão de dummies pode fornecer um conhecimento não trivial sobre como a carga na rede está mudando, sobre como as pessoas bebem chá pela manhã, que a maioria dos moradores de casas com fogões a gás prefere ferver eletricamente o chá. Pagar dinheiro extra por isso.
- Na IoT industrial, fica claro quem é o proprietário dos dados. E se dissermos, condicionalmente, sobre chaleiras, IoT doméstica, quem será o proprietário desses dados quando forem coletados de dispositivos pessoais?
- Eu acho que em cada caso será determinado pelo contrato que a pessoa assina diretamente com o operador de seus dados.
- fabricante do dispositivo?
- Não necessariamente.O provedor de serviços ao qual uma pessoa se conecta pode ser um fabricante de dispositivos, uma empresa de Internet ou até mesmo uma startup separada. Em qualquer caso, uma pessoa (como sujeito de decisão) - isto é demonstrado pelas recentes alterações legislativas - terá o direito de gerir os seus dados e de expressar a sua decisão de forma vinculativa para o operador. O representante de serviço deverá seguir esta decisão.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
A edição de dados é dividida em duas partes: esta é uma organização física / tecnológica de aquisição de dados e social / legal. A parte social e legal está mais no campo do estado e da própria pessoa, e nós, uma empresa de tecnologia, devemos simplesmente fornecer uma oportunidade conveniente e econômica de implementar qualquer decisão tomada.
Colocar um observador em frente a uma parede em 24 telas é simplesmente cruel
- Será principalmente coleta de dados sem fio?
— A tendência agora é mudar para wirelesstecnologias. A própria telemetria é uma área de automação bem conhecida há meio século. A interface RS-485 é uma família de interfaces seriais, e a Ethernet que a substituiu não é uma história nova. Mas a escala destes sistemas foi limitada por factores como a necessidade de instalar cabos. A colocação de cabos é uma tarefa séria que requer planejamento durante a fase de construção do edifício. É muito difícil simplesmente instalar 100 sensores com fio. Não estou dizendo que é impossível, mas é extremamente difícil. Mas o surgimento de sensores baratos e resistentes a interferências, com bateria de longo ciclo de vida, pode transformar quantidade em nova qualidade. Neste caso, quando os sensores atingirem um determinado limiar, tornando-se sem fios, serão o mesmo atributo natural de qualquer espaço como a iluminação é agora.
RS-485 (inglês: padrão recomendado 485)- padrão de camada física para assíncronointerface. O padrão ganhou grande popularidade e se tornou a base para a criação de toda uma família de redes industriais amplamente utilizadas na automação industrial.
A EIA já rotulou todos os seus padrões.prefixo "RS" (por padrão recomendado - padrão recomendado). Muitos engenheiros continuam a usar essa designação, no entanto, o EIA / TIA substituiu oficialmente o RS pelo EIA / TIA, a fim de facilitar a identificação da origem de seus padrões.
Uma característica interessante - o desenvolvimento de IoT lembraa lei do desenvolvimento da engenharia de semicondutores. No começo, quando ainda não há mercado, os chips de peças são lançados em modo piloto, são extremamente caros, porque o desenvolvimento custa muito dinheiro. Mas com o advento do milho e um aumento no número de chips fabricados, o preço por unidade diminui. Assim, de acordo com a lei de Moore, o desenvolvimento revolucionário da tecnologia tornou possível que um novo mundo de computadores pessoais surgisse, com um preço de microprocessador inferior a US $ 1.000. A mesma coisa que foi feita nos anos 80-90 está acontecendo agora no mundo das coisas da IoT. Quando o custo dos componentes e o sistema holístico de IoT ultrapassarem o limiar da distribuição massiva de explosivos, o fabricante será lucrativo para investir no desenvolvimento de novos sistemas, porque verá o mercado e os usuários poderão automatizar efetivamente todos os aspectos de suas vidas.
- Quando isso acontecerá?
- Isso já está acontecendo.Agora o segmento de videovigilância está crescendo muito rapidamente, não só na área de segurança, mas também na forma de IA - boa videovigilância inteligente com reconhecimento de situação, contagem de pessoas em filas, trânsito. Por exemplo, a videovigilância na indústria praticamente substituiu o controle de qualidade nas linhas de produção. Ou seja, agora não é mais necessário forçar uma pessoa a olhar continuamente para as peças que voam à sua frente na esteira para determinar defeitos. Muitas coisas interessantes estão acontecendo nesta área e surge imediatamente a pergunta certa: o que fazer com esse dilúvio de informações? As ferramentas clássicas existentes para processamento de dados não são mais inúteis. Novamente, é impossível colocar um observador diante de uma parede de 24 telas e exigir que ele se concentre e extraia constantemente informações desses fluxos. É simplesmente cruel.
IA também não é um tópico novo, periodicamente“inteligência sobre silício” tem sido abordada desde a década de 50. Até eu peguei a onda de 2000 quando escrevi meu trabalho de curso sobre implementação de redes neurais em FPGAs. Mas naquele momento a plataforma não estava preparada para um crescimento rápido, para um salto qualitativo. Ainda havia grandes quantidades de dados e equipamentos produtivos. Kolmogorov também pesquisou questões de IA. Ele disse não ver obstáculos matemáticos à criação de seres vivos completos, construídos inteiramente com base em mecanismos de processamento digital de informações.
Andrey Nikolaevich Kolmogorov- Matemático soviético, um dos maiores matemáticos do século XX.
Kolmogorov - um dos fundadores da modernateoria da probabilidade, ele obteve resultados fundamentais em topologia, geometria, lógica matemática, mecânica clássica, teoria da turbulência, teoria da complexidade do algoritmo e análise funcional.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
Mas o desempenho de um computador dos anos 60 foinão o suficiente para trabalhar praticamente rede neural útil. E somente na segunda metade da década de 2010, o desempenho dos computadores de uso geral atingiu o limite necessário para o lançamento de redes neurais multicamadas com milhões de parâmetros. E, mais importante, a Internet acumulou informações suficientes para que conjuntos de dados grandes, públicos e semanticamente marcados, como o ImageNet, apareçam. E aqui, por favor, um salto revolucionário - a rede da AlexNet no ImageNet não mostrou a precisão do reconhecimento de objetos em fotografias, comparável à de uma pessoa. E estamos acostumados a viver com erros humanos.
“Em breve o comitê 3GPP será renomeado para o comitê 5GPP”
- Intel também lida com 5G. Em que estágio está o trabalho agora?
- Agora a especificação é formalizada. As primeiras implantações aparecerão mais perto do segundo semestre de 2019, em todo o mundo, e serão disseminadas em 2020. 5G o que é bom? Ele resolve três tarefas principais de uma só vez - coleta efetiva de dados relevantes, sua transferência e processamento. O 5G é uma solução para o problema de transferência de dados em massa, poderosos fluxos de vídeo e baixa latência. Porque IoT não é apenas telemetria, mas também sinaliza para atuadores. Baixa latência ao gerenciar objetos mecânicos, computação em tempo real. Lá, os intervalos de tempo são medidos em milissegundos e tais atrasos rígidos não são fornecidos nos sistemas existentes. Um dos subgrupos de 5G é garantido o tempo de propagação da equipe. E o terceiro ponto é o crescimento explosivo de dispositivos conectados. Em LTE, a capacidade da estação base é relativamente pequena. Conectar dezenas de milhares de usuários supera as capacidades das modernas tecnologias 4G. E a terceira área em que o 5G está se desenvolvendo ativamente é o aumento da capacidade básica de assinantes. Para que os operadores possam conectar de forma barata redes de sensores de baixo consumo e baixa transmissão.
- O que você está desenvolvendo neste contexto?
— Estamos desenvolvendo modems.A Intel é fabricante de bons modems 4G, 3G e agora 5G. O recém-lançado modem XMM 8160 5G está se preparando para uso mundial. O trabalho de padronização está em andamento no comitê 3GPP que desenvolve especificações celulares. Há uma piada de que o comitê 3GPP em breve será renomeado como comitê 5GPP. O comitê é composto por nossos colegas de Nizhny Novgorod, estamos participando ativamente no desenvolvimento deste padrão. Mas a melhor contribuição é a criação de um produto.
Elétrons galopantes, qubits e menos mil kelvins
- Se você continuar com o tópico de dados e seu aumento, você vê algum limite para o desenvolvimento do armazenamento de dados?
- Até agora, o limite não é visível. Agora é realista falar sobre o armazenamento de petabytes em um servidor 1U. Este é praticamente o nosso amanhã, se não já hoje. E falando mais globalmente, eu tenho medo de fazer previsões pessimistas, porque ao longo dos 50 anos de história nós fizemos apenas isso, nós desaprovamos os céticos e seguimos em frente. Mas, ao mesmo tempo, com as perspectivas futuras, a Intel está desenvolvendo no campo da computação quântica, e agora eles alcançaram 49 qubits em conjunto com instituições acadêmicas.
Na Rússia?
- Não, na Europa, juntamente com os Países BaixosCentro de Pesquisas QuTech. Problemas muito não triviais de manter qubits em um estado estável a temperaturas que diferem do zero absoluto apenas por uma fração de um grau são resolvidos lá. Também estamos pesquisando novas arquiteturas, por exemplo, como a computação neuromórfica. Agora, modelos de redes neurais artificiais em processadores apenas imitam o trabalho dos neurônios do mundo vivo, fisicamente é a multiplicação de matrizes em multiplicadores digitais. Ao contrário deles, o quantizador neuromórfico emula a física do neurônio. E a Intel fez outro chip digital, mas já assíncrono, para a implementação de tais modelos.
- Computação quântica, por exemplo, na IBM, é baseada em supercondutividade, você tem uma tecnologia similar?
- Nós exploramos diferentes efeitos. Agora, existem cerca de seis abordagens, com base nas quais eles estão tentando fazer um supercomputador quântico. A Intel usa um spin qubit que é estável mesmo a uma temperatura de 1 Kelvin, que é bastante quente em comparação com a supercondutividade.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
- Estável alguns milissegundos?
- Sim, alguns milissegundos. Os teóricos dizem que um computador quântico será capaz de mostrar resultados praticamente aplicáveis em um número qubit de mil ou mais. Mas são 49 côvados tão pequenos? Por exemplo, quando o primeiro chip de memória bipolar do mundo, criado pela Intel em 1969, apareceu, sua capacidade de memória era de apenas 64 bits. Mas lançou uma rápida evolução e, literalmente, um ano depois, foi criado um chip CMOD DRAM de 1024 bits. O processo foi lançado, a tecnologia recebeu um começo de vida. Na computação quântica, muito trabalho está sendo feito em paralelo na parte teórica. São buscadas tarefas que são resolvidas em princípio mais rapidamente que em arquitetura de computador tradicional.
Sem recursos computacionais, ninguém realiza estudos clínicos.
A Intel está envolvida na área de saúde digital. Você até lançou alguns produtos, os relógios Basis Peak, que foram retirados em 2016.
— Não foi tanto a saúde, masindústria de fitness. A saúde, com todas as suas necessidades e desafios, é uma área distinta com a qual trabalhamos ativamente, especificamente em termos de desenvolvimento de infraestruturas e tecnologias de processamento de dados. A medicina sempre foi um campo da atividade humana com uso intensivo de conhecimento e dados, e agora, quando se torna possível automatizar a coleta e o processamento de informações, a medicina analítica e baseada em dados está se desenvolvendo ativamente.
Devemos prestar homenagem aos médicos, eles têm sido muitofuncionou bem com estatísticas. Agora nós introduzimos o AI para análise de imagens. A rede neural não pode construir um diagnóstico, mas pode servir como uma ferramenta de aconselhamento para o médico. A coleta de informações e estatísticas sobre hospitais, sistemas de saúde no país e em todo o mundo fornece uma enorme quantidade de informações para análise. Os ensaios clínicos de novos medicamentos são uma parte grande e difícil da pesquisa médica. Lá é impossível esperar que em 100% dos casos o resultado seja repetido. Os resultados são sempre estatísticos por natureza, você sempre precisa procurar correlações, para entender onde o relacionamento verdadeiro e onde o caso especial. E aqui, sem recursos computacionais, acho que ninguém está conduzindo testes clínicos.
- Você mencionou muitos obstáculos diferentes que precisam ser abordados no campo dos dados. Qual é a coisa mais difícil agora se desenvolvendo nessa direção? O que está faltando?
- Muitas pessoas gostam de reclamar quealgo está faltando. Agora estou tentando pensar sobre o que reclamar e isso não funciona. Há uma enorme quantidade de trabalho em todas as direções e, mais importante, o que falta é o tempo.