Mikhail Tsvetkov- Director Tehnic Intel în Rusia. Lucrează în domeniul tehnologiilor electronice de mai bine de 15 ani.
Senzorii bateriilor pentru auditive
- Care sunt principalele direcții de dezvoltare ale Intel?
— În prezent, Intel este o companie centrată pe date.Pe de o parte, am ajuns la acest statut din industria microelectronică - fabricile noastre nu au dispărut, Intel este încă unul dintre cei mai importanți furnizori ai bazei de semiconductori ai lumii digitale moderne. Pe de altă parte, am depășit deja statutul de producător de doar microprocesoare și am devenit un creator global de componente pentru întreaga infrastructură digitală. Pornind de la lucrurile IoT folosite pentru a colecta date primare, până la cele mai puternice centre de date în care aceste date trăiesc, sunt procesate și se transformă din numere în cunoștințe. Prin urmare, rezolvăm toate sarcinile cheie care stau pe această cale de evoluție a datelor. Colectare, stocare și transmisie - atât cu fir, cât și fără fir; avem un pachet mare de tehnologii în domeniul comunicațiilor celulare 4G, LTE, 5G, canale optice.
De exemplu, una dintre cele mai promițătoare tehnologii- Intel® Silicon Photonics, care va extinde și va pune la dispoziție canale de mare viteză în viitorul apropiat. Și, bineînțeles, elementele de procesare. Binecunoscutul procesor Intel - atât în segmentul de servere cât și în cel al clientului - rămâne cel mai versatil și mai căutat computer pentru o gamă largă de sarcini. În plus, cea mai importantă zonă este stocarea datelor. Acum, Intel produce o mulțime de SSD-uri: de la SSD-uri SATA definite de utilizator la SSD ultramodern NVMe pentru centrele de date, incluzând deja o fizică fundamentală nouă 3D XPoint. Încă nu am ridicat problema conducerii autonome.
- O faci?
- Personal, eu - nu, dar avem o unitate separată, Intel Autonomous Driving. Intel se uită foarte atent și lucrează activ la acest lucru.
- Dezvoltați infrastructuri de la început până la sfârșit - aceasta este atât colectarea de date, și anume senzorii și procesarea? Sunt aceste sisteme pentru anumite industrii?
- Nu, desfășurarea specificăInfrastructurile IoT sunt o activitate de integrare. Intel rareori acționează ca un integrator. Suntem dezvoltatori tehnologici. De exemplu, facem transceivere, chips-uri pentru conectivitate Bluetooth și Wi-Fi. Majoritatea laptopurilor au oricare dintre cipurile noastre Wi-Fi sau Bluetooth. Dezvoltând aceste protocoale, transferăm tehnologii din lumea IT în lumea industrială.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
De exemplu, colegii noștri de la Intel IT au fostUn pilot foarte interesant a fost efectuat la una dintre fabricile pentru implementarea unei rețele fără fir de 150 de senzori care monitoriza echipamentele, presiunea, prezența impurităților diferitelor gaze în aer. Era fabricarea de semiconductori, care utilizează un număr mare de componente chimice. Și a fost dovedită eficiența ridicată a energiei joase Bluetooth (BLE) - o topologie pentru distanțe scurte, la aproximativ 15 m de receptor, chiar și într-o încăpere atât de dificilă ca o sală de producție. Conform estimărilor interne ale serviciului nostru IT, sa dovedit că costul acestei rețele a fost de numai 10% comparativ cu senzorii clasici cu cablu, inclusiv cablarea și întreținerea infrastructurii cu fir într-o încăpere deja operată.
Acolo a fost implementată următoarea infrastructură:într-o încăpere mare a fabricii erau două gateway-uri IoT, în esență un computer Intel cu Intel Bluetooth și un modul Wi-Fi, iar senzori wireless erau agățați. Gateway-urile au fost conectate prin cablu la rețeaua Ethernet și prin Wi-Fi. Este posibilă interferența între diferitele standarde wireless, deoarece acestea folosesc același interval de frecvență. BLE și Wi-Fi funcționează ambele în banda de 2,4 GHz. Dar spre deosebire de alte familii de protocoale, de exemplu, IEEE 802.15.4, unde coexistența cu Wi-Fi nu este foarte bine implementată, Bluetooth și Wi-Fi sunt combinate armonios, împart destul de eficient resursele de frecvență și sunt rezistente la influența reciprocă asupra fiecăruia. alte. Cel mai important, în urma testării acestui sistem, care a durat un an și jumătate, s-a atins o fiabilitate de 99% a comunicării cu senzorii, iar stabilitatea funcționării a fost foarte previzibilă. Dacă senzorul nu a funcționat, atunci nu a funcționat imediat, deoarece a fost plasat incorect, de exemplu, în spatele unei coloane sau prea departe. Dar dacă geometria a fost de așa natură încât să poată fi stabilită o conexiune, senzorul a funcționat corect și conexiunea a fost fiabilă.
Senzorii și-au demonstrat capacitatea de a trăiacumulatori în 620 mAh timp de 452 de zile. Acest lucru este bun, dar aceasta nu este limita, deoarece o baterie de 620 mAh este o baterie pentru un aparat auditiv si, de exemplu, un deget AA este deja undeva in jur de 2 mii mAh.
Teascurile ca surse de informație non-trivială
— În Rusia, este R&D implicată cumva în IoT?
— IoT nu este un lucru sferic separat învid, aceasta face parte din ciclul de viață al datelor, generatorul lor automat. Omenirea generează date prin încărcarea fotografiilor și tastarea textului, dar această metodă de obținere a informațiilor nu oferă o imagine holistică a lumii. Pentru a analiza lumea mult mai detaliat, este nevoie de automatizare. Progresul natural al oricărei afaceri necesare este automatizarea. Pentru a automatiza colectarea datelor, este implementată o infrastructură de senzori.
Am spus odată că cel mai bun senzor IoT esteaceasta este o cameră video. Un flux video este o sursă atât de bogată de informații și, cel mai important, este intuitiv pentru oameni. Dacă luăm în considerare IoT separat de conceptul general Data-Centric, atunci în majoritatea cazurilor nu este foarte interesant.
Abilitatea de a activa ceainicul pe un telefon mobil- O opțiune bună, dar mai mult de la categoria de opțiuni suplimentare de aparate de uz casnic, mai degrabă decât de Internet de lucruri. Dar abilitatea de a analiza informații dintr-un milion de manechine poate oferi o cunoaștere complet netrivială despre modul în care se schimbă încărcătura în rețea, despre modul în care oamenii beau ceai dimineața, că majoritatea locuitorilor caselor cu sobe de gaz preferă să fiarbă ceai electric și plătiți bani în plus pentru aceasta.
- În domeniul IoT industrial este clar cine deține datele. Și dacă spunem, în mod condiționat, despre cazane, IoT de uz casnic, atunci cine va deține aceste date atunci când sunt colectate de la dispozitive personale?
- Cred că în fiecare caz va fi determinat printr-un contract că o persoană va semna direct cu operatorul datelor sale.
- Producătorul dispozitivului?
- Nu este necesar.Furnizorul de servicii la care se conectează o persoană poate fi un producător de dispozitive, o companie de internet sau chiar un startup separat. În orice caz, o persoană (ca subiect al luării deciziilor) - acest lucru reiese din recentele modificări ale legislației - va avea dreptul de a-și gestiona datele și de a-și exprima decizia într-o formă obligatorie pentru operator. Reprezentantul serviciului va fi obligat să respecte această decizie.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
Emisiunea de date este împărțită în două părți: aceasta este o organizare fizică / tehnologică a achiziției de date și social / legal. partea socio-juridică se află mai mult în domeniul statului și a persoanei, și suntem o companie de tehnologie ar trebui să ofere pur și simplu o oportunitate convenabilă și rentabilă pentru a pune în aplicare orice decizie.
Punerea unui observator în fața unui perete în 24 de ecrane este pur și simplu crudă
- Va fi în mare parte colectarea de date fără fir?
— Tendința acum este de a trece la wirelesstehnologii. Telemetria în sine este un domeniu bine-cunoscut de automatizare de o jumătate de secol. Interfața RS-485 este o familie de interfețe seriale, iar Ethernet, care a înlocuit-o, nu este deloc o poveste nouă. Dar amploarea acestor sisteme a fost constrânsă de factori precum necesitatea de a pune cabluri. Pozarea cablurilor este o sarcină serioasă care necesită planificare în timpul fazei de construcție a clădirii. Este foarte dificil să vii și să instalezi 100 de senzori cu fir. Nu spun că este imposibil, dar este extrem de dificil. Dar apariția unor senzori ieftini și rezistenți la interferențe cu un ciclu lung de viață al bateriei poate transforma cantitatea în calitate nouă. În acest caz, atunci când senzorii ating un anumit prag, devenind wireless, ei vor fi același atribut natural al oricărui spațiu ca și acum iluminatul.
RS-485 (engleză: standard recomandat 485)- standardul stratului fizic pentru asincroninterfață. Standardul a câștigat o mare popularitate și a devenit baza pentru crearea unei întregi familii de rețele industriale utilizate pe scară largă în automatizarea industrială.
EIA a etichetat anterior toate standardele sale.prefixul "RS" (standard recomandat - standard recomandat). Mulți ingineri continuă să utilizeze această desemnare, cu toate acestea, EIA / TIA înlocuiește oficial RS cu EIA / TIA pentru a facilita identificarea originii standardelor lor.
O trăsătură interesantă - dezvoltarea rechemărilor IoTlegea de dezvoltare a ingineriei semiconductoare. La început, când nu există încă nicio piață, chips-urile de bucăți ies în mod pilot, ele sunt extrem de costisitoare, deoarece dezvoltarea costă o mulțime de bani. Dar odată cu apariția meiului și cu creșterea numărului de chips-uri fabricate, prețul pe unitate scade. Deci, conform legii lui Moore, dezvoltarea revoluționară a tehnologiei a făcut posibilă apariția unei noi lumi de computere personale, cu un preț microprocesor de mai puțin de 1.000 de dolari. Același lucru care sa făcut în anii 80-90 se întâmplă acum în lumea lucrurilor IOT. Atunci când costul componentelor și sistemul holistic IoT depășesc pragul distribuției explozive masive, atunci producătorul va fi profitabil să investească în dezvoltarea de noi sisteme, deoarece va vedea piața și utilizatorii vor putea să automatizeze în mod eficient toate aspectele vieții lor.
- Când se va întâmpla asta?
- Asta se întâmplă deja.Acum segmentul de supraveghere video crește foarte rapid, nu doar în domeniul securității, ci și sub formă de AI - bună supraveghere video inteligentă cu recunoaștere a situației, numărarea numărului de persoane la cozi, trafic. De exemplu, supravegherea video din industrie a înlocuit practic controlul calității pe liniile de producție. Adică, acum nu mai este necesar să forțați o persoană să se uite în mod continuu la piesele de prelucrat care zboară în fața lui pe transportor pentru a determina defectele. O mulțime de lucruri interesante se întâmplă în acest domeniu și imediat apare întrebarea corectă: ce să faci cu acest potop de informații? Instrumentele clasice existente pentru prelucrarea datelor nu mai sunt inutile. Din nou, este imposibil să așezi un observator în fața unui perete de 24 de ecrane și să îi ceri să se concentreze și să extragă în mod constant informații din aceste fluxuri. E doar crud.
Nici AI nu este un subiect nou, periodic„Inteligența despre siliciu” a fost abordată încă din anii 50. Chiar și eu am prins valul anului 2000 când mi-am scris lucrarea de curs despre implementarea rețelelor neuronale pe FPGA. Dar în acel moment platforma nu era pregătită pentru o creștere rapidă, pentru un salt calitativ. Mai existau cantități mari de date și echipamente productive. Kolmogorov a cercetat și problemele AI. El a spus că nu a văzut obstacole matematice în calea creării de ființe vii cu drepturi depline, construite în întregime pe mecanisme digitale de procesare a informațiilor.
Andrey Nikolaevich Kolmogorov- Matematician sovietic, unul dintre cei mai mari matematicieni ai secolului XX.
Kolmogorov - unul dintre fondatorii moderneteoria probabilității, a obținut rezultate fundamentale în topologie, geometrie, logică matematică, mecanică clasică, teoria turbulențelor, teoria complexității algoritmilor și analiza funcțională.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
Dar performanța unui calculator din anii 60 a fostnu suficient pentru a lucra într-adevăr rețea neuronală utilă. Și numai în a doua jumătate a anului 2010, performanța computerelor cu destinație generală a atins pragul necesar pentru lansarea rețelelor neuronale cu mai multe straturi, cu milioane de parametri. Și, cel mai important, Internetul a acumulat suficiente informații pentru ca seturile de date mari, publice, etichetate semantic, cum ar fi ImageNet, să apară. Și aici, vă rog, un salt revoluționar - rețeaua AlexNet pe ImageNet nu a arătat exactitatea recunoașterii obiectelor în fotografii, comparabilă cu cea a unei persoane. Și suntem obișnuiți să trăim cu erori umane.
"În curând, comitetul 3GPP va fi redenumit comitetul 5GPP"
- Intel se ocupă și de 5G. În ce etapă funcționează acum?
- Acum specificația este formalizată. Primele implementări vor apărea mai aproape de a doua jumătate a anului 2019, în întreaga lume, și vor fi larg răspândite în 2020. 5G ce este bun? Rezolvă trei sarcini cheie simultan - colectarea efectivă a datelor relevante, transferul și prelucrarea acestora. 5G este o soluție la problema transferului de date în masă, a fluxurilor video puternice și a latenței reduse. Deoarece IoT nu este doar telemetrie, ci și semnale pentru actuatori. Latență redusă la gestionarea obiectelor mecanice, calculul în timp real. Acolo, intervalele de timp sunt măsurate în milisecunde, iar astfel de întârzieri rigide nu sunt prevăzute în sistemele existente. Unul dintre subgrupurile de 5G este garantat pentru timpul de propagare a echipei. Și al treilea punct este creșterea explozivă a dispozitivelor conectate. În LTE, capacitatea stației de bază este relativ mică. Conectarea a zeci de mii de utilizatori depășește capacitățile tehnologiilor moderne 4G. Iar a treia zonă în care 5G se dezvoltă în mod activ este creșterea capacității bazei abonaților. Pentru ca operatorii să poată conecta ieftin rețele de senzori cu consum redus și cu emisie redusă.
- Ce dezvolți în acest context?
— Dezvoltăm modemuri.Intel este un producător de modemuri bune 4G, 3G și acum 5G. Modemul XMM 8160 5G recent introdus se pregătește pentru utilizare în întreaga lume. Lucrările de standardizare sunt în desfășurare în cadrul comitetului 3GPP care dezvoltă specificațiile celulare. Există o glumă că comitetul 3GPP va fi redenumit în curând comitetul 5GPP. Comitetul este format din colegii noștri din Nijni Novgorod, participăm activ la dezvoltarea acestui standard. Dar cea mai bună contribuție este crearea unui produs.
Galoane de electroni, qubits și minus o mie de Kelvin
- Dacă continuați subiectul datelor și creșterea acestora, vedeți o limitare a dezvoltării stocării datelor?
- Până în prezent, limita nu este vizibilă. Acum este realist să vorbim despre stocarea petabyte pe un server de 1U. Acest lucru este practic mâine, dacă nu chiar astăzi. Și vorbind mai mult la nivel global, mi-e teamă să fac previziuni pesimiste, pentru că de-a lungul istoriei de 50 de ani am făcut doar că am dezamăgit sceptici și ne-am mutat mai departe. În același timp, cu perspective viitoare, Intel se dezvoltă în domeniul computerelor cuantice, iar acum au ajuns la 49 qubits împreună cu instituțiile academice.
- În Rusia?
- Nu, în Europa, împreună cu OlandaCentrul de Cercetare QuTech. Sunt rezolvate foarte multe probleme netriviale ale păstrării qubitelor într-o stare stabilă la temperaturi care diferă de zero absolută doar cu o fracțiune de grad. De asemenea, cercetăm noi arhitecturi, de exemplu, cum ar fi calculul neuromorfic. Acum, modelele de rețele neuronale artificiale pe procesoare imită doar lucrarea neuronilor lumii vii, fizic este multiplicarea matricelor asupra multiplicatorilor digitali. Spre deosebire de ei, cuantificatorul neuromorf imită fizica neuronului. Și Intel a făcut un alt chip digital, dar deja asincron pentru implementarea unor astfel de modele.
- Calculul cuantic, de exemplu, la IBM, se bazează pe supraconductivitate, aveți o tehnologie similară?
- Investigăm diferite efecte. Acum există aproximativ șase abordări, pe baza cărora încearcă să facă un supercomputer cuantic. Intel utilizează un qubit de spin care este stabil chiar și la o temperatură de 1 Kelvin, ceea ce este destul de cald în comparație cu supraconductivitatea.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
- Stabil în câteva milisecunde?
- Da, câteva milisecunde. Teoreticienii spun că un calculator cuantic va fi capabil să arate rezultate practic aplicabile pe un număr qubit de la o mie sau mai mult. Dar este de 49 de coți atât de mici? De exemplu, când a apărut primul chip de memorie bipolară din lume, creat de Intel în 1969, capacitatea de memorie a fost de numai 64 de biți. Dar a lansat o evoluție rapidă și, literalmente, un an mai târziu, a fost creat un cip CMOD DRAM de 1024 de biți. Procesul a fost lansat, tehnologia a început în viață. În ceea ce privește calculul cuantic, multe lucrări se desfășoară în paralel în partea teoretică. Sunt căutate sarcini care sunt rezolvate în principiu mai rapid decât arhitectura informatică tradițională.
Fără resurse de calcul, nimeni nu efectuează studii clinice.
- Intel este implicat în asistența medicală digitală. Ați lansat chiar și câteva produse, ceasurile Basis Peak, care au fost retrase în 2016.
— Nu a fost atât îngrijire medicală, câtindustria fitnessului. Asistența medicală, cu toate cerințele și provocările sale, este o zonă separată, lucrăm activ cu aceasta, în special în ceea ce privește dezvoltarea infrastructurii și tehnologiilor de procesare a datelor. Medicina a fost întotdeauna un domeniu al activității umane foarte intens în cunoștințe și în date, iar acum, când devine posibilă automatizarea colectării și procesării informațiilor, medicina analitică, bazată pe date, se dezvoltă activ.
Trebuie să le acordăm un omagiu medicilor, au fost foarte bunia lucrat bine cu statisticile. Acum am introdus AI pentru analiza imaginii. Rețeaua neurală nu poate construi un diagnostic, dar poate servi drept instrument consultativ pentru medic. Colectarea de informații și statistici privind spitalele, sistemele de sănătate din țară și din întreaga lume oferă o cantitate imensă de informații pentru analiză. Studiile clinice privind medicamentele noi reprezintă o parte importantă și dificilă a cercetării medicale. Acolo este imposibil să se aștepte ca în 100% din cazuri rezultatul să fie repetat. Rezultatele sunt întotdeauna statistice în natură, întotdeauna trebuie să căutați corelații, să înțelegeți unde este adevărata relație și unde este cazul special. Și aici, fără resurse computaționale, cred că nimeni nu conduce deja studii clinice.
- Ați menționat foarte multe obstacole care trebuie abordate în domeniul datelor. Care este cel mai greu lucru care se dezvoltă acum în această direcție? Ce lipsește?
- Mulți oameni iubesc să se plângă că eiceva lipsește. Încerc acum să mă gândesc la ce să vă plâng și nu funcționează. Există o mare cantitate de muncă în toate direcțiile și, cel mai important, ceea ce lipsește este timpul.