Поиск триггеров для успеха оборудования с открытым исходным кодом

Последнее десятилетие ознаменовалось инновациями с открытым исходным кодом в различных технологических областях. Общедоступность программного стека позволила сообществу разработчиков обмениваться кодом и реализовывать идеи для создания совместных шедевров за пределами организации. Широкое сообщество очень долго не осознавало эту тенденцию. В конце концов, чистый объем и качество завоевали многих сторонников, и открытый исходный код стал де-факто золотым стандартом для программного обеспечения, но как насчет оборудования с открытым исходным кодом?

В то время как программное обеспечение росло, разработка оборудования оставалась разрозненной и ориентированной на компанию, чтобы создать конкурентное преимущество. История аппаратного обеспечения полна отказа от сотрудничества, что привело к появлению расходящихся спецификаций. Есть так много примеров, когда разрозненные инновации в конечном итоге привели к фрагментированности рынка. Вместо того, чтобы стать устойчивым бизнес-преимуществом, проприетарный характер стал узким местом и в конечном итоге привел к отмене этого стандарта. Sony BlueRay был одним из таких примеров.

Одна из возможных причин может заключаться в том, что аппаратное обеспечение является источником конкурентоспособности бизнеса благодаря защите интеллектуальной собственности, поэтому компании хотели оставить его у себя. Очевидно, этот подход не получил широкого распространения, и мы стали свидетелями гораздо более медленного роста аппаратных платформ. Например, отрасль была не готова, когда появились бережливые, но требовательные варианты использования искусственного интеллекта (ИИ). Существующие игроки пытались продвинуть традиционные решения FPGA, GPU и CPU, которые не были идеальными для вычислений, требуемых развивающейся индустрией логических выводов. В течение долгого времени Arm продолжала инновации и предоставляла очень развитый набор инструкций, но, в конце концов, она также не успевала за ними.

Этот сценарий привел к тому, что Amazon и Google увидели потенциал индивидуальных вычислительных решений, поэтому они начали инвестировать в полупроводники, чтобы работать над решениями обработки логических выводов, адаптированными к индивидуальным требованиям. Это принесло лучшую сторону на горизонте для транспортных средств с открытым исходным кодом, основанных на оборудовании, которые помогут сузить пропасть между наукой о данных и интеллектом, основанным на больших данных. В этой статье прослеживается путь развития программного обеспечения с открытым исходным кодом и извлекаются уроки, которые могут помочь оборудованию с открытым исходным кодом наверстать упущенное за счет применения передовых методов.

Рис. 1. Arm и его архитектура набора команд (ISA) уже много лет являются центром знаний. (Источник:Arm)

Секретный соус с открытым исходным кодом

Когда более двух десятилетий назад впервые появилась концепция открытого исходного кода, возникло много вопросов относительно монетизации, и со временем возникли различные модели. Сегодня более 35 миллионов разработчиков вносят свой вклад в код, обеспечивая работу миллиардов устройств и в результате создавая значительную ценность. Это очевидно из публичного листинга MongoDB (7,9 миллиарда долларов) и Elastic (7,3 миллиарда долларов), а также крупных приобретений GitHub Microsoft (7 миллиардов долларов), RedHat от IBM (34 миллиарда долларов) и MuleSoft от Salesforce после публикации. листинг на сумму 6,5 млрд долларов.

Сегодня все крупные компании в той или иной форме используют открытый исходный код, поскольку он помогает создавать оптимизированное программное обеспечение для решения текущих проблем. В то время как компьютерная и телекоммуникационная отрасли являются основными потребителями программного обеспечения с открытым исходным кодом, покрывая около 60% их потребностей в программном обеспечении, промышленные предприятия и медицинские предприятия быстро внедряют его. Открытый исходный код резко сократил время разработки, поскольку большинство модулей доступны в хорошо протестированной и оптимизированной форме, готовой к интеграции в программный стек для решения конкретных проблем.

Открытый исходный код дает классический урок маркетинга:пользователи уже являются покупателями, даже не осознавая этого. К тому времени, когда они это осознают, они уже используют в своем стеке так много открытого исходного кода, что им лучше купить лицензию. Отрасль прошла долгий путь от инкубированной лицензии Apache до более удобных для бизнеса лицензий, которые предлагают MongoDB, Elastic и Cockroach. Именно так с открытым исходным кодом стала пионером freemium без какой-либо явной потребности в маркетинге в первые дни.

Секрет успеха программного обеспечения с открытым исходным кодом - найти проблему, лежащую в основе любого нового путешествия, и позволить бизнес-модели проявиться со временем. По мере решения более серьезных проблем потребность в исходном коде растет, что ведет к масштабированию проекта и привлечению большего капитала. Вот почему верхний квартиль проектов с открытым исходным кодом привлекает разработчиков, в то время как большинство из них являются бесплатными проектами сообщества.

Также важно понимать, почему кто-то будет платить за код с открытым исходным кодом? Ответ кроется в специальной поддержке, исправлениях безопасности и обслуживании в течение определенного периода времени. Это приводит к разным уровням открытости для удовлетворения различных потребностей отрасли.

Пришествие Linux

Сегодня программное обеспечение с открытым исходным кодом значительно эволюционировало с точки зрения мастер-классов по коду и бизнес-моделей. Всякий раз, когда ведущая компания участвовала в разработке ПО с открытым исходным кодом, это становилось катализатором создания большого и долговечного стека.

Google является пионером в различных областях, таких как мобильная ОС Android, машинное обучение TensorFlow и Kubernetes, для развертывания, масштабирования и управления контейнерными приложениями. Есть несколько примеров молодых стартапов предпринимателей, стремящихся решить проблему. По мере того, как массы заметили проблему, решение увеличивалось в размерах и объемах, что привело к истории успеха в бизнесе.

Ключевым компонентом этого пути роста стало появление Linux. Он служит масштабируемой магистралью, которая может ассимилировать так много различных компонентов и оборудования и беспрепятственно обеспечивать высокую производительность. Предоставляет ли он надежную основу для выполнения строгих требований к времени или создает пространство для размещения различных способов обработки элементов, зависящих от архитектуры, Linux соответствует сложным вариантам использования, успешно обеспечивая результаты.

Создание клея в стиле Linux

В этом контексте эволюции программного обеспечения с открытым исходным кодом давайте переключим наше исследование на мир оборудования с открытым исходным кодом. Дело не в том, что оборудование с открытым исходным кодом не имело успеха; везде, где оборудование стало открытым исходным кодом, оно становится большой историей успеха. Arduino, плата микроконтроллера с открытым исходным кодом, является примером того, как оборудование с открытым исходным кодом произвело революцию в том, как люди используют оборудование для исследований и деятельности, связанной с проектами.

Рис. 2. Платы микроконтроллеров Arduino - это свидетельство обещаний оборудования с открытым исходным кодом. (Источник:Arduino)

Идея оборудования с открытым исходным кодом быстро набирает обороты в связи с растущими потребностями в мире вычислений. Несколько небольших игроков экспериментировали с модульным оборудованием, чтобы предоставить клиентам выбор для настройки предпочтительных аппаратных модулей. Идея захватывающая, она позволяет пользователям использовать лучшее в своем классе оборудование для динамиков, камер и сетевых модулей от разных поставщиков и создавать любое устройство по своему желанию.

Но этот подход не нашел воплощения в масштабируемых предложениях и массовом принятии потребителями. Причину можно проследить до отсутствия управляющего аппаратного кода, который мог бы сделать аппаратную модульность действительно пригодной для использования. Разрозненная и чрезвычайно связанная разработка делает практически невозможным достижение модульности в конечном продукте. Поскольку переработчики достигают точки нарушения закона Мура, возникает беспрецедентная потребность в новаторских инновациях, чтобы объединить преобладающий опыт в этой отрасли.

Поскольку мы видим спрос на открытый исходный код в области аппаратного обеспечения, пионеры могут позаимствовать несколько уроков у своих собратьев по программному обеспечению с открытым исходным кодом. Программное обеспечение с открытым исходным кодом было предусмотрено для устранения разрыва в производительности программного обеспечения, предоставляемого ведущими поставщиками. В результате основное внимание уделялось не удобству для пользователя, а повышению надежности и производительности кода в сложных условиях.

Linux стал популярной ОС для серверов. MySQL бросил вызов Oracle в этой области исключительно за счет архитектурной надежности и модульного подхода и обратился к недостаткам монолитных архитектур. Сегодня мы видим, что Amazon продает почти все программные модули как отдельную услугу, что было невозможно в прежней философии монолитного программного обеспечения.

Ключевой вопрос:что такое Linux-эквивалент для оборудования с открытым исходным кодом? Проблема заключается в сложности оборудования, что делает практически невозможным создание связующего звена в стиле Linux, чтобы связать все оборудование воедино. В результате физические, правовые и экономические препятствия никогда не преодолеваются по-настоящему для построения демократичной аппаратной экосистемы. В первой части физический предел довольно сложен и ограничивает эволюцию реального эквивалента Linux для прорывного оборудования с открытым исходным кодом. Но появление 5G, ответвлений от открытого оборудования, такого как сети радиодоступа (RAN), показало, что это возможно вообразить и создать.

Следующий важный вопрос заключается в том, могут ли архитектуры набора команд (ISA), такие как RISC-V, спровоцировать распространение оборудования с открытым исходным кодом, как Linux уступил место плавной ассимиляции различных разнородных компонентов. Если да, то важно понять, что мешало ранее игрокам построить такую ​​экосистему.

Рис. 3. Компания Microsemi реализовала ядра RISC-V в своих конструкциях FPGA. (Источник:Microchip)

В течение долгого времени Arm действовал как центр знаний и предлагал лучший набор инструкций для использования игроками, которые не хотели быть привязанными к распространенным вариантам. RISC-V предлагает уникальные возможности в области аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом и потенциально может стать золотым стандартом после того, как Arm потенциально превратится в крупную полупроводниковую компанию.

Причина массового внедрения

Следующая проблема заключается в изучении новых инструментов. В течение невероятного периода аппаратная промышленность не видела кардинальных изменений в способах проверки кода RTL. SV-UVM - это фактический выбор, который постепенно эволюционировал и создал значительную зону комфорта. Сложно создать новое решение и ожидать, что люди с радостью примут его. Ценность должна быть значительно выше, чтобы вызвать массовое внедрение нового набора инструментов проектирования и проверки для создания элегантных конструкций оборудования.

Есть истории успеха в спецификациях оборудования с открытым исходным кодом, таких как PCIe, USB, OpenCL и OpenCV, однако путь к настоящему оборудованию с открытым исходным кодом лежит через производственную загадку. Это повлечет за собой появление следующего TSMC, который сможет поддерживать гибкую доставку и создать сквозной конвейер для RTL-verify-tapeout, согласованный с новым миром оборудования с открытым исходным кодом. Легче сказать, чем сделать, потому что, в отличие от программного обеспечения, в которое не вкладываются огромные инвестиции, в аппаратное обеспечение каждый уровень создается в течение десятилетий тесно связанным образом, и его дорого разбирать, чтобы освободить место для оборудования с открытым исходным кодом.

Постепенная эволюция существующих инструментов может занять столетие, прежде чем достигнет изменяющей бизнес стадии аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом. Решение состоит в том, чтобы начать новую эру иного мышления и разрыва с определенной дорожной картой. Если пионеры оборудования с открытым исходным кодом не найдут решение сквозных проблем, принятие и создание де-факто эквивалента Linux найдет ограниченных сторонников. Инвестиции в средства проектирования и производство необходимо будет увенчать за счет массового переподготовки, чтобы сообщество разработчиков массово приняло новую цепочку инструментов для создания гибкой разработки оборудования.

>> Эта статья была первоначально опубликована на наш дочерний сайт EDN.

---

Прасант Агарвал работал с STMicroelectronics, Samsung и Solarflare Communications в различных областях стратегии, маркетинга и управления продуктами.

---

Связанное содержание:

• Расширение архитектуры RISC-V с помощью ускорителей для конкретных областей.
• Раскрытие тайны пользовательских расширений в дизайне SoC RISC-V
• Руководство по ускорению приложений с помощью правильных пользовательских инструкций RISC-V.
• RISC-V готов к совершеннолетию
• IP-адреса RISC-V ISA становятся все более популярными
• Инициатива RISC-V использует стандартную платформу для нестандартного дизайна.

Чтобы получить больше информации о Embedded, подпишитесь на еженедельную рассылку Embedded по электронной почте.