Самарский портал "Технологии, компьютеры"

Где начало того конца, которым оканчивается начало?
Козьма Прутков

15 декабря 2011 года в московском баре «Лоджия» состоялось праздничное заседание Клуба экспертов Intel.

В последние годы нам часто приходилось слышать слово «кризис». При этом экономисты, естественно, оперируют некими обобщёнными показателями, измеряемыми в рублях (долларах, йенах или юанях – не важно). Невозможно отрицать важность этих параметров, в конце концов, успешность любого государства, предприятия или отдельного человека проще всего и даже объективней всего измерять заработанными деньгами. Но если всё измерять только деньгами, то получается скучная и местами абсурдная картина: ведь было бы неправильно уровень и качество жизни измерять заработанными (и потраченными) деньгами. Комфортные условия работы, достаточное количество свободного времени, хорошая экология и бытовые удобства, роскошь человеческого общения – разве это не менее важно, чем оборачиваемые каждым из нас суммы денег?

Многое из этого дают нам информационные технологии, и вот здесь уж точно никакого кризиса и в помине нет: общее количество используемых устройств, суммарной вычислительной мощности и потребляемого трафика растут ежегодно на десятки и сотни процентов. А эти количественные изменения дают и новое качество: планшеты и ультрабуки пользователь берёт с собой даже в тех случаях, когда обычный ноутбук он бы оставил дома, высокое разрешение и улучшенная цветопередача дисплеев кроме создания эстетического наслаждения повышают производительность труда и снижают нагрузку на глаза. Смартфоны позволяют найти дорогу в лесу, читать книги, общаться в социальных сетях и делать ещё множество приятных, интересных и нужных вещей. Мы уже привыкли не обращать внимания на расстояния: все наши друзья и партнёры всегда с нами, и мы можем в любой момент им написать, с ними поговорить и даже увидеться. Новый год – традиционное время подведения итогов, и наверняка у каждого ИТ-шника есть что вспомнить, чего год назад ещё не было, а вот теперь – есть.

На мой взгляд, главный тренд уходящего года – это более тесная интеграция отдельных технических решений, движение не просто к цифровому континууму, а к искусственной умной среде вокруг нас. Налицо демократизация и социализация устройств, софта, сервисов. Приходится называть это человеческими терминами, но ведь, как в известной легенде бог создавал человека по своему образу и подобию, так и человек создаёт интеллектуальную среду по образу и подобию собственной. Демократичность и социальность решений, на мой взгляд, выражается в том, что ни одна компания не ставит задачи тотального доминирования на рынке и подчинения остальных своим правилам. Напротив, все хотят максимально вписаться в экосистему, найти в ней свою нишу и по возможности завоевать наибольшее количество сторонников. А для этого и само техническое решение должно наилучшим образом взаимодействовать с той средой, в которую оно пришло, быть принято в общество, а не отторгаться им. Поэтому на первое место выходит уже не просто абстрактная техническая грамотность создателей новых продуктов, а их менталитет. Человек, который не может выстроить собственные отношения с миром, создавая решения, вряд ли сумеет сделать что-нибудь дружелюбное и социально привлекательное.

Разумеется, это справедливо не только в отношении отдельных людей, но и компаний. Олег Семёнов, директор лаборатории Intel Labs в Санкт-Петербурге, начал свой доклад с рассказао внутренней структуре корпорации и том, какое место занимает в ней руководимая им лаборатория. Intel Labs – это целенаправленное научное подразделение Intel, целью деятельности которого являются научно-исследовательские работы, питающие бизнес-подразделения корпорации различными идеями. Возглавляет Intel Labs вице-президент корпорации Джастин Раттнер (Justin Rattner). Сама эта структура являет пример «невертикального» мышления руководства корпорации: её подразделения рассредоточены по всему миру, в них работают граждане многих стран, и поэтому сотрудники не связаны жёстким подчинением с руководством корпорации.

В числе прочих Intel Labs работает по недавно созданному направлению под названием User Experience – взаимодействие пользователя с интеллектуальными системами. Далее докладчик (сейчас чаще употребляют английский термин «speaker», но я уж по-старинке) показал слайд с тремя волнами внедрения технологий – от исследований до выпуска продукта. Разумеется, три волны – это схематическое представление, на самом деле и волн больше (частично это видно из того, как они перекрывают друг друга), и процесс этот спиралевидный. После того, как решение уходит в промышленное производство, начинается анализ его эксплуатации, что зачастую порождает новое исследование и новый трёхволновый цикл. К тому же исследователи хорошо знают, что эксперименты проводятся не просто как «стрельба по площадям», они делаются для подтверждения или опровержения гипотезы, возникшей в чьей-то голове. Такая принципиальная схема работает уже давно, только в классической промышленности она срабатывала эпизодически, а в инновационной экономике, ярчайшим представителем которой является Intel, всё это поставлено на поток. То есть параллельно с циклом производства (тиражирования) готовых изделий в корпорации существует подчинённый жёсткому графику (вспомним знаменитый «Тик-Так») цикл создания принципиально новых решений. Олег Семёнов упомянул о трудностях внедрения, существовавших в советские времена. Разумеется, я хорошо знаю эти проблемы: в СССР существовали головные институты, в которых предприятия соответствующих министерств обязаны были согласовывать свои разработки. Конечно ни Intel ни другие компании, созданные в США никогда не испытывали ничего подобного, им не приходилось ездить на поклон в некий официальный центр компетенции, где по замыслу руководства страны были бы собраны профессионалы, указывающие остальным что можно и чего нельзя тем делать.

Подразделение, которым в настоящее время руководит г-н Семёнов, было образовано в 2003 году в Нижнем Новгороде, в 2005 году оно отпочковалось и состоялся его переезд в Санкт-Петербург. Здесь осуществляется полный цикл разработки – от идеи до прототипа, работа ведётся по следующим направлениям:

• методы обработки и кодирования сигналов для беспроводной связи (802.11n, 802.16e, UWB, WUSB) и 10 Gbit Ethernet (802.3 ap/an);
• архитектура и программные инструменты для «множественного» радио (Multi-Radio).

На его счету создание чипа «Wi-Fi +Wi-Max» на основе разработанного ранее решения «Multi-Radio», обработка, сжатие и передача видео по беспроводным каналам, проект беспроводного монитора. Этот чип получил название «Онега».

На сегодняшний день одной из проблем является создание интегрированных платформ, в разработке которых подразделение активно участвует с 2008 года. Идея создания системы на кристалле (СнК) существует давно, поскольку разработчикам мобильных устройств (а других сейчас почти и нет) удобнее иметь один чип: он меньше по размеру, стоит дешевле, выделяет меньшее количество тепла и надёжнее работает. Однако сама разработка такого чипа сложнее, чем платы с несколькими стандартными микросхемами, каждая из которых отвечала бы за свою функцию. Поэтому здесь на первое место выходят инструменты для синтеза и программирования элементов СнК.

И хотя на сегодня процессоры Intel ещё не являются в полной мере системами на кристалле, процесс, что называется, пошёл. Пожалуй, наиболее наглядным является интеграция в процессор видеоадаптера с весьма достойными характеристиками. Ещё одно проявление этой тенденции – Intel Turbo Boost, не имеющий казалось бы никакого отношения к СнК. Дело в том, что компонентам СнК необходимо уметь работать на разных частотах, адаптивно разгоняясь именно тогда, когда это от них требуется, а Intel Turbo Boost как раз и является таким решением. Примерно то же касается общей шины СнК, работы с общим кэшем или буфером памяти, разбиение этого кэша на доступные различным компонентам области. Также важен и «командир», осуществляющий мониторинг и управление производительностью всей СнК. И вот здесь СнК очевидно должна выигрывать перед системами на плате, поскольку этот «командир» закладывается уже на ранних стадиях разработки компонентов и имеет более тесное взаимодействие с ними.

Поскольку закон Мура успешно продолжает действовать, а количество написанного программистом кода в день не имеет тенденции к увеличению, выход только в разработке и применении специальных инструментов, использующих высокоуровневый синтез, повышать степень абстракции проектирования. В свою очередь для создания этих инструментов желательно максимально стандартизовать модули СнК.

Можно, конечно, попробовать зайти и с другой стороны. В августе 2011 года на заседании Клуба экспертов Алексей Рогачков докладывал о разрабатываемом решении под названием CPU Upgrade. Идея состоит в том, что в процессор закладываются некоторые возможности, которые могут быть использованы только после дополнительной оплаты. Для систем на кристалле эта идея будет даже более актуальной, чем просто для процессоров, поскольку в СнК больше разнообразных функций, которые можно включать-отключать. Недостатки такого решения для мобильных устройств тоже очевидны: кроме пусть и незначительно возрастающей себестоимости тиражирования чипов, это увеличение размеров и энергопотребления. То есть опять вопрос меры: при использовании CPU Upgrade можно несколько уменьшить номенклатуру изделий, почти не потеряв при этом в компактности и себестоимости.

Андрей Белоголовый рассказал нам об исследованиях в области алгоритмов цифровой связи и мультимедиа в Intel Labs Russia.

Главной темой были принципиальные проблемы с современными решениями в области объёмного видео. Честно говоря, это всё мне напомнило попытки реализовать больше двух каналов при воспроизведении звука с виниловых дисков. Что-то даже получалось, но физика (игла в головке звукоснимателя могла колебаться только в двух взаимно-перпендикулярных направлениях) противилась так отчаянно, что кончилось эти попытки, по большому счёту, ничем. Многоканальность легко вошла в нашу жизнь вместе с заменой винила на файлы специального формата и соответствующие им кодеки. Похоже, так же обстоит дело и с объёмным видео: пока это будет стереоизображение на гранях либо для просмотра в поляризационных очках, всё будет на уровне подмигивающих японок на открытках 60-х годов. Но как только закон Мура и/или прорыв в области математики позволит использовать голографию, всё случится само собой. В последнее время часто приходится слышать ворчанье по поводу того, что быстродействие процессоров уже превзошло естественные потребности и лидеры мирового ИТ-рынка, вступив в сговор, придумывают какие-то несуществующие проблемы, чтобы создать спрос на вычислительные мощности. Так вот: обработка голографических изображений является самой что ни на есть насущной проблемой, без неё невозможно создание полноценного объёмного видео, от которого никто не откажется.

Результатами деятельности лаборатории являются не только идеи, передаваемые в бизнес-подразделения. За недолгое время существования подразделения, российскими сотрудниками подано уже более 200 заявок на изобретения, оформлено 68 патентов, написаны десятки статей, сделаны десятки предложений в комитетах по стандартизации IEEE 802.11n, 802.16e, 802.16m, 802.3an, 802.3ap, 1900.4, CEPT, ETSI, WUSB, WGA (60GHz) и другие. Ведётся активное сотрудничество с научно-образовательными учреждениями России и Европы в области СнК. Уже определены направления совместной работы со Сколково:

• разработка и внедрение параллельных моделей программирования, облегчающих использование современных многоядерных систем;
• создание новых многофункциональных мультимедийных систем для автомобилей (In-vehicle Infotainment Systems);
• архитектуры и элементы неоднородных беспроводных сетей для будущего интернета.

Как мы видим, ожидать кризиса ИТ-индустрии в 2012 году не приходится, поэтому и заседание Клуба экспертов протекало легко и непринуждённо – по-новогоднему.