Michail Tsvetkov- technický riaditeľ spoločnosti Intel v Rusku. Pôsobí v oblasti elektronických technológií viac ako 15 rokov.
Snímače batérií na naslúchadlá
- Aké sú hlavné smery vývoja spoločnosti Intel?
— Dnes je Intel spoločnosťou zameranou na údaje.Na jednej strane sme sa k tomuto stavu dostali z mikroelektronického priemyslu – naše továrne nezanikli, Intel je stále jedným z popredných dodávateľov polovodičových základov moderného digitálneho sveta. Na druhej strane sme už prerástli zo statusu výrobcu len mikroprocesorov a stali sme sa globálnym tvorcom komponentov pre celú digitálnu infraštruktúru. Od vecí IoT používaných na zhromažďovanie primárnych údajov až po najvýkonnejšie dátové centrá, v ktorých sa tieto dáta spracúvajú a menia z čísel na poznatky. Preto riešime všetky kľúčové úlohy, ktoré stoja na tejto ceste evolúcie dát. Zber, ukladanie a prenos - káblové aj bezdrôtové; máme veľký balík technológií v oblasti mobilných komunikácií 4G, LTE, 5G, optické kanály.
Napríklad jedna z najsľubnejších technológií- Intel® Silicon Photonics, ktorý v blízkej budúcnosti rozšíri a sprístupní vysokorýchlostné kanály. A samozrejme, prvky spracovania. Dobrý starý procesor Intel - v segmente serverov av klientovi, stále zostáva najuniverzálnejším a vyhľadávaným počítačom pre širokú škálu úloh. Navyše najdôležitejšou oblasťou je ukladanie dát. Teraz Intel vyrába veľa SSD diskov: od užívateľom definovaných SATA SSD diskov až po ultra moderné NVMe SSD pre dátové centrá, vrátane už v podstate novej fyziky 3D XPoint. Toto sme ešte nevyvolali otázku autonómnej jazdy.
- Robíš to?
- Osobne, ja - nie, ale máme samostatnú jednotku, Intel Autonomous Driving. Intel veľmi pozorne hľadá a aktívne na tom pracuje.
- Rozvíjate infraštruktúry od začiatku do konca - je to zber údajov, to znamená senzory a spracovanie? Sú tieto systémy pre konkrétne priemyselné odvetvia?
- Nie, konkrétne nasadenieInfraštruktúry internetu vecí sú integračnou prácou. Intel zriedka pôsobí ako integrátor. Sme vývojári technológií. Napríklad vyrábame vysielače, čipy pre Bluetooth a pripojenie Wi-Fi. Väčšina notebookov má niektorý z našich Wi-Fi alebo Bluetooth čipov. Pri vývoji týchto protokolov prenášame technológie z IT sveta do priemyselného sveta.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
Napríklad naši kolegovia z spoločnosti Intel IT boliVeľmi zaujímavý pilot bol realizovaný v jednej z tovární na nasadenie bezdrôtovej siete 150 senzorov, ktoré monitorovali zariadenia, tlak, prítomnosť nečistôt z rôznych plynov vo vzduchu. Jednalo sa o výrobu polovodičov, ktorá využíva veľké množstvo chemických zložiek. A vysoká účinnosť nízkoenergetickej technológie Bluetooth (BLE) bola dokázaná - topológia na krátke vzdialenosti, asi 15 m od prijímača, dokonca aj v takej náročnej miestnosti ako výrobná hala. Podľa interných odhadov našich IT služieb sa ukázalo, že náklady na túto sieť boli iba 10% v porovnaní s klasickými káblovými senzormi, vrátane kabeláže a údržby káblovej infraštruktúry v už prevádzkovanej miestnosti.
Bola tam nasadená nasledujúca infraštruktúra:vo veľkej továrenskej miestnosti boli dve IoT brány, v podstate Intel PC s Intel Bluetooth a Wi-Fi modulom a boli zavesené bezdrôtové senzory. Brány boli pripojené káblom do siete Ethernet a cez Wi-Fi. Interferencia je možná medzi rôznymi bezdrôtovými štandardmi, pretože používajú rovnaký frekvenčný rozsah. BLE a Wi-Fi fungujú v pásme 2,4 GHz. Ale na rozdiel od iných rodín protokolov, napríklad IEEE 802.15.4, kde koexistencia s Wi-Fi nie je veľmi dobre implementovaná, Bluetooth a Wi-Fi sú harmonicky kombinované, pomerne efektívne zdieľajú frekvenčné zdroje a sú odolné voči vzájomnému ovplyvňovaniu. iné. Najdôležitejšie je, že výsledkom testovania tohto systému, ktoré trvalo rok a pol, bola dosiahnutá 99-percentná spoľahlivosť komunikácie so senzormi a stabilita prevádzky bola veľmi predvídateľná. Ak snímač nefungoval, nefungoval hneď, pretože bol nesprávne umiestnený, napríklad za stĺpom alebo príliš ďaleko. Ale ak bola geometria taká, že bolo možné nadviazať spojenie, senzor fungoval správne a spojenie bolo spoľahlivé.
Senzory preukázali svoju schopnosť žiťbatérií v 620 mAh po dobu 452 dní. To je dobré, ale toto nie je limit, pretože batéria 620 mAh je batéria pre načúvací prístroj a napríklad prst AA je už približne 2 000 mAh.
Kanvice ako zdroje netriviálnych informácií
— Je v Rusku výskum a vývoj nejakým spôsobom zapojený do internetu vecí?
— IoT nie je samostatná sférická vecvákuum, to je súčasť životného cyklu dát, ich automatizovaný generátor. Ľudstvo generuje dáta nahrávaním fotografií a písaním textu, no tento spôsob získavania informácií neposkytuje ucelený obraz sveta. Aby bolo možné analyzovať svet oveľa podrobnejšie, je potrebná automatizácia. Prirodzeným vývojom každého potrebného podnikania je automatizácia. Na automatizáciu zberu údajov je nasadená infraštruktúra senzorov.
Raz som povedal, že najlepší IoT senzor jetoto je videokamera. Video stream je tak bohatým zdrojom informácií, a čo je najdôležitejšie, je pre ľudí intuitívny. Ak vezmeme do úvahy IoT oddelene od všeobecného konceptu Data-Centric, potom vo väčšine prípadov nie je veľmi zaujímavý.
Možnosť zapnúť kanvicu na mobilný telefón- Dobrá voľba, ale viac z kategórie ďalších možností domácich spotrebičov, skôr než internet vecí. Schopnosť analyzovať informácie z milióna figurín však môže poskytnúť úplne nové netriviálne poznatky o tom, ako sa mení zaťaženie siete, o tom, ako ľudia ráno pijú čaj, že väčšina obyvateľov domov s plynovými sporákmi uprednostňuje variť čaj elektricky zaplatiť za to peniaze navyše.
- V priemyselnom IoT je jasné, kto údaje vlastní. A ak povieme, podmienečne, o kotloch, domácom IoT, potom kto bude vlastniť tieto údaje, keď sú zhromažďované z osobných zariadení?
- Myslím si, že v každom prípade bude zmluvou určené, že osoba podpisuje priamo prevádzkovateľa svojich údajov.
- Výrobca zariadenia?
- Nie je to potrebné.Poskytovateľom služby, ku ktorému sa človek pripojí, môže byť výrobca zariadenia, internetová spoločnosť alebo dokonca samostatný startup. V každom prípade osoba (ako subjekt rozhodovania) - to ukazujú nedávne zmeny v legislatíve - bude mať právo spravovať svoje údaje a vyjadriť svoje rozhodnutie vo forme záväznej pre prevádzkovateľa. Servisný zástupca bude musieť toto rozhodnutie dodržať.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
Problematika údajov je rozdelená do dvoch častí: je to fyzická / technologická organizácia získavania údajov a sociálno-právne. Sociálna a právna časť spočíva skôr v oblasti štátu a samotnej osoby a my, technologická spoločnosť, by sme mali jednoducho poskytnúť pohodlnú a nákladovo efektívnu príležitosť na realizáciu akéhokoľvek rozhodnutia.
Uvedenie pozorovateľa pred stenu v 24 obrazovkách je jednoducho kruté
- Bude to väčšinou bezdrôtový zber dát?
— Súčasným trendom je prechod na bezdrôtové pripojenietechnológií. Samotná telemetria je už pol storočia známou oblasťou automatizácie. Rozhranie RS-485 je rodina sériových rozhraní a Ethernet, ktorý ho nahradil, nie je vôbec novinkou. Ale rozsah týchto systémov bol obmedzený faktormi, ako je potreba položiť káble. Ukladanie káblov je vážna úloha, ktorá si vyžaduje plánovanie vo fáze výstavby budovy. Je veľmi ťažké prísť a nainštalovať 100 káblových senzorov. Nehovorím, že je to nemožné, ale je to mimoriadne ťažké. Ale objavenie sa lacných a rušeniu odolných senzorov s dlhým cyklom životnosti batérie môže premeniť kvantitu na novú kvalitu. V tomto prípade, keď senzory dosiahnu určitú hranicu a stanú sa bezdrôtovými, budú tým istým prirodzeným atribútom akéhokoľvek priestoru, akým je teraz osvetlenie.
RS-485 (Angličtina: Odporúčaný štandard 485)- štandard fyzickej vrstvy pre asynchrónneinterface. Norma získala veľkú popularitu a stala sa základom pre vytvorenie celej rodiny priemyselných sietí široko používaných v priemyselnej automatizácii.
EIA už predtým označila všetky štandardy.predpona "RS" (ang. Odporúčaný štandard - odporúčaný štandard). Mnohí inžinieri naďalej používajú toto označenie, avšak EIA / TIA oficiálne nahradila RS EIA / TIA, aby sa uľahčila identifikácia pôvodu ich noriem.
Zaujímavý rys - vývoj IoT spomínazákon o vývoji polovodičového inžinierstva. Na začiatku, keď ešte nie je trh, sú kúsky čipov vyvedené v pilotnom režime, sú extrémne drahé, pretože vývoj stojí veľa peňazí. Ale s príchodom proso a nárastom počtu vyrobených čipov cena za jednotku klesá. Podľa Moorovho zákona revolučný vývoj technológie umožnil vznik nového sveta osobných počítačov s cenou mikroprocesora nižšou ako 1 000 USD. To isté, čo sa udialo v 80 - 90 rokoch, sa teraz deje vo svete vecí vecí internetu vecí. Keď náklady na komponenty a holistický systém IoT prekonajú hranicu masívnej distribúcie výbušnín, výrobca bude profitovať z investovania do vývoja nových systémov, pretože uvidí trh a používatelia budú schopní efektívne automatizovať všetky aspekty svojho života.
- Kedy sa to stane?
- Toto sa už deje.Teraz segment video sledovania veľmi rýchlo rastie, a to nielen v oblasti bezpečnosti, ale aj vo forme AI - dobrého inteligentného video sledovania s rozpoznávaním situácie, počítaním počtu ľudí v radoch, premávky. Napríklad video dohľad v priemysle prakticky nahradil kontrolu kvality na výrobných linkách. To znamená, že teraz už nie je potrebné nútiť osobu, aby sa neustále pozerala na obrobky letiace pred ním na dopravníku, aby sa zisťovali chyby. V tejto oblasti sa deje veľa zaujímavého a hneď vyvstáva správna otázka: čo s touto záplavou informácií? Existujúce klasické nástroje na spracovanie dát už nie sú zbytočné. Opäť je nemožné posadiť pozorovateľa pred stenu 24 obrazoviek a vyžadovať od neho, aby sa neustále sústredil a získaval informácie z týchto prúdov. Je to proste kruté.
AI tiež nie je pravidelne novou témou„Inteligencia o kremíku“ sa rieši od 50. rokov. Dokonca aj ja som zachytil vlnu roku 2000, keď som napísal svoju kurzovú prácu o implementácii neurónových sietí na FPGA. V tom momente však platforma nebola pripravená na rýchly rast, na kvalitatívny skok. Stále existovalo veľké množstvo údajov a produktívneho vybavenia. Kolmogorov tiež skúmal otázky AI. Povedal, že nevidí žiadne matematické prekážky pri vytváraní plnohodnotných živých bytostí postavených výlučne na mechanizmoch digitálneho spracovania informácií.
Andrey Nikolaevič Kolmogorov- sovietsky matematik, jeden z najväčších matematikov 20. storočia.
Kolmogorov - jeden zo zakladateľov modernýchteória pravdepodobnosti, získal základné výsledky v topológii, geometrii, matematickej logike, klasickej mechanike, teórii turbulencií, teórii zložitosti algoritmov a funkčnej analýze.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
Ale výkon počítača 60. rokov bolnestačí na to, aby fungovala prakticky užitočná neurónová sieť. Až v druhej polovici roku 2010 dosiahol výkon počítačov na všeobecné použitie prah potrebný na spustenie viacvrstvových neurónových sietí s miliónmi parametrov. A čo je najdôležitejšie, internet nahromadil dostatok informácií pre veľké, verejné, sémanticky označené súbory údajov, ako je napríklad ImageNet, aby sa zobrazili. A tu, prosím, revolučný skok - sieť AlexNet na systéme ImageNet nepreukázala presnosť rozpoznávania objektov na fotografiách, porovnateľnú s fotografiou osoby. Sme zvyknutí žiť s ľudskými chybami.
„Čoskoro bude výbor 3GPP premenovaný na výbor 5GPP“
- Intel sa zaoberá aj 5G. V akej fáze je teraz práca?
- Teraz je špecifikácia formalizovaná. Prvé nasadenia sa objavia bližšie k druhej polovici roku 2019 na celom svete a budú rozšírené v roku 2020. 5G čo je dobré? Rieši tri kľúčové úlohy naraz - efektívny zber relevantných údajov, ich prenos a spracovanie. 5G je riešenie problému hromadného prenosu dát, výkonných video tokov a nízkej latencie. Pretože IoT nie je len telemetria, ale aj signály pre akčné členy. Nízka latencia pri riadení mechanických objektov, práca v reálnom čase. Tam sa merajú časové intervaly v milisekundách a takéto pevné oneskorenia sa v existujúcich systémoch neposkytujú. Jednou z podskupín 5G je garantovaný čas šírenia tímu. A tretím bodom je prudký nárast pripojených zariadení. V LTE je kapacita základnej stanice relatívne malá. Spojenie desiatok tisíc používateľov prevyšuje možnosti moderných 4G technológií. Tretia oblasť, kde sa 5G aktívne rozvíja, je zvýšenie kapacity účastníckej základne. Aby boli operátori schopní lacno prepojiť nízkoprenosné a nízkoprenosové senzorové siete.
- Čo v tomto kontexte vyvíjate?
— Vyvíjame modemy.Intel je výrobcom dobrých 4G, 3G a teraz 5G modemov. Novo predstavený 5G modem XMM 8160 sa pripravuje na celosvetové použitie. V rámci výboru 3GPP, ktorý vyvíja bunkové špecifikácie, prebieha štandardizácia. Existuje vtip, že výbor 3GPP sa čoskoro premenuje na výbor 5GPP. Výbor tvoria naši kolegovia z Nižného Novgorodu, aktívne sa podieľame na vývoji tohto štandardu. Ale najlepším príspevkom je vytvorenie produktu.
Gallopingové elektróny, qubity a mínus jeden tisíc kelvínov
- Ak pokračujete v téme dát a ich zvyšovaní, vidíte nejaký limit na rozvoj ukladania dát?
- Zatiaľ žiadne obmedzenie. Teraz je reálne hovoriť o petabyte ukladaní na 1U serveri. Toto je prakticky náš zajtrajšok, ak nie už dnes. Celosvetovo sa obávam robiť pesimistické predpovede, pretože v priebehu 50-ročnej histórie sme urobili len to, že sme skeptikov odmietli a posunuli sa ďalej a ďalej. Súčasne, s budúcimi vyhliadkami, Intel sa vyvíja v oblasti kvantových výpočtov a teraz dosiahli spolu s akademickými inštitúciami 49 qubitov.
- V Rusku?
- Nie, v Európe, spolu s HolandskomVýskumné centrum QuTech. Riešia sa tu veľmi netriviálne problémy udržiavania qubitov v stabilnom stave pri teplotách, ktoré sa líšia od absolútnej nuly len zlomkom stupňa. Vykonávame aj výskum nových architektúr, ako sú neuromorfické výpočty. Modely umelých neurónových sietí na procesoroch iba napodobňujú prácu neurónov živého sveta, fyzicky je to násobenie matíc na digitálnych multiplikátoroch. Na rozdiel od nich, neuromorfický kvantizer emuluje fyziku neurónu. A Intel urobil ďalší digitálny, ale už asynchrónny čip pre implementáciu takýchto modelov.
- Kvantové výpočty, napríklad v IBM, sú založené na supravodivosti, máte podobnú technológiu?
- Skúmame rôzne efekty. Teraz existuje asi šesť prístupov, na základe ktorých sa snažia vytvoriť kvantový superpočítač. Intel využíva rotačný qubit, ktorý je stabilný aj pri teplote 1 Kelvin, čo je v porovnaní so supravodivosťou dosť teplo.
Foto: Anton Karliner / "Hightech"
- Stabilné niekoľko milisekúnd?
- Áno, niekoľko milisekúnd. Teoretici hovoria, že kvantový počítač bude schopný ukázať prakticky použiteľné výsledky na počte qubitov z tisíca alebo viac. Je však 49 lakťov taký malý? Napríklad, keď sa objavil prvý bipolárny pamäťový čip na svete, vytvorený spoločnosťou Intel v roku 1969, jeho pamäťová kapacita bola iba 64 bitov. Spustil však rýchly vývoj a doslova o rok neskôr bol vytvorený čip CMOD DRAM s 1024 bitmi. Tento proces bol spustený, technológia začala v živote. V kvantovej výpočtovej technike sa v teoretickej časti teraz pracuje paralelne s množstvom práce. Hľadajú sa úlohy, ktoré sú riešené v zásade rýchlejšie ako pri tradičnej počítačovej architektúre.
Bez výpočtových zdrojov nikto nevykonáva klinické skúšky.
- Intel je zapojený do digitálnej zdravotnej starostlivosti. Spustili ste aj niektoré produkty, hodinky Basis Peak, ktoré boli stiahnuté v roku 2016.
— Nebolo to ani tak zdravotníctvo akofitness priemysel. Samostatnou oblasťou je zdravotníctvo so všetkými jeho požiadavkami a výzvami, s ktorým aktívne pracujeme, konkrétne z hľadiska rozvoja infraštruktúry a technológií spracovania dát. Medicína bola vždy oblasťou ľudskej činnosti, ktorá je veľmi náročná na znalosti a údaje, a teraz, keď je možné automatizovať zber a spracovanie informácií, sa aktívne rozvíja analytická medicína založená na údajoch.
Musíme vzdať hold lekárom, boli veľmidobre pracoval so štatistikami. Teraz sme zaviedli AI pre analýzu obrazu. Neurónová sieť nemôže vybudovať diagnózu, ale môže slúžiť ako poradný nástroj pre lekára. Zber informácií a štatistík o nemocniciach, zdravotníckych systémoch v krajine a vo svete poskytuje obrovské množstvo informácií na analýzu. Klinické štúdie nových liekov sú veľkou a zložitou súčasťou lekárskeho výskumu. Nie je možné očakávať, že v 100% prípadov sa výsledok zopakuje. Výsledky sú vždy štatistické, vždy musíte hľadať korelácie, pochopiť, kde je skutočný vzťah, a kde je špeciálny prípad. A tu, bez výpočtových zdrojov, si myslím, že nikto už nerobí klinické skúšky.
- Spomenuli ste veľa rôznych prekážok, ktoré treba riešiť v oblasti údajov. Čo je najťažšie, čo sa teraz v tomto smere rozvíja? Čo chýba?
- Mnohí ľudia sa radi sťažujú, že sa im to podariloniečo chýba. Teraz sa snažím premýšľať o tom, na čo sa mám sťažovať, a to nefunguje. Existuje obrovské množstvo práce vo všetkých smeroch, a čo je najdôležitejšie, chýba čas.