Otec Raspberry Pi hovoří Ebenem Uptonem o budoucnosti technologií a další

Povzbuzuje lidi, aby se zajímali o vědu, technologii, strojírenství a matematiku. Je to kroková výuka, vzdoruji někomu, aby tím nebyl nadšený, jen vzdoruji dítěti, aby nebylo nadšeno fotografováním z vesmíru.

Nadšení vyzařuje Eben Upton. Přes den je technickým ředitelem a architektem ASIC pro Broadcom. V noci a o víkendech je hnací silou Raspberry Pi, malého počítače, který od svého uvedení na trh v roce 2012 revolucionizoval hobbyistickou výpočetní techniku ​​a budoucnost samotné technologie.

Vysoká, nedbale oblečená a prozradí, jak ráno cestoval do práce - cyklistické brýle připnuté k tričku - zakladatel a jeden z nadřízených nadace Raspberry Pi mi vysvětluje pozadí úžasného minipočítače , mediální centrum o velikosti tři palce, webový server, herní centrum retro, vzdělávací nástroj a dokonce, jak jsme diskutovali, vesmírný fotografický stroj.

Ale Upton není váš obvyklý počítačový designér. On a jeho tým nestavěli Raspberry Pi, aby odešli do důchodu. To, co plánovali, bylo něco odvážného, ​​něco fantastického.

Uvědomili si, že se správným hardwarem může Raspberry Pi změnit svět.

Původ maliny Pi

Původně jsme neviděli, že bychom mohli stavět univerzální počítač.

Byl vyvinut v roce 2006 a inspirován Acorn's BBC Micro (počítač z 80. let, který byl postaven pro projekt BBC Computer Literacy Project a prodáván převážně školám ve Velké Británii). Raspberry Pi začal život jako mnohem větší zařízení, jehož cíle byly stanoveny když Upton spolupracoval s učiteli, akademiky a nadšenci s cílem vymyslet počítač, který by inspiroval děti.

“Původně jsme neviděli, že bychom mohli stavět univerzální počítač. Neviděli jsme sami sestavovat PC. Viděli jsme sami stavět programovatelné zařízení. Začali jsme s mikrokontroléry, jsem si jistý, že jste je viděli na velké oranžové desce [jak je vidět na webu Raspberry Pi], byla to platforma založená na mikrokontroléru, která mohla řídit telly, zapojit ji do komponenty televize a ano, bylo to opravdu zajímavé zařízení. Měl to o výkonu, řekl bych o osmdesátých letech mikropočítače.

“Mohli byste to postavit sami, mohli byste je ručně pájet.”

Okamžitě mi připomínají ruční prkna ze sedmdesátých let a velmi základní počítače, sestavování desek Steve Wozniak v garáži rodičů Steve Jobs v polovině sedmdesátých let. Počítače se od té doby samozřejmě značně posunuly, ale Eben je jasné, že tato myšlenka počítače, který lze překonfigurovat ručně, je důležitá.

“To byl klíč k úspěchu projektu. Lidé chtějí něco, čemu rozumějí.

“Bylo to opravdu jen něco po roce 2009, kdy jsme mohli začít stavět něco v souladu s univerzálním počítačem, když přišel správný čip, byl k dispozici Broadcom čip s přesně tou správnou sadou funkcí pro Raspberry Pi.”

Raspberry Pi, který viděl vydání začátkem roku 2012, samozřejmě nemá žádné vyměnitelné části, ale lze jej překonfigurovat na základě konkrétního účelu, který pro něj máte na mysli. Proto je Raspberry Pi dodáván bez klávesnice a myši. Jak to říká Eben: “měli jsme konkrétní vizi, že by to bylo užitečné, a postavili jsme to a bylo to, a je to skoro tak jednoduché.”

Britský počítač, vyrobený v Británii

Nemyslím jingoisticky, ale pomocí čipu, který byl vyroben v Británii, pomocí IP, který byl vyroben v Británii ... je to britský.

Počítačová výroba v Británii od konce 80. let do značné míry neexistovala. Mezinárodní 16bitové zázraky jako Amiga a Atari ST, PC, Apple Mac a herní konzole nahrazují úspěšné domácí 8bitové. Jiné než řada počítačů Acorn v 90. letech zaměřených na vzdělávací zařízení, všechny byly z velké části založeny na designech z USA a Japonska.

Dny 8-bitových klasiků, jako jsou Sinclair Spectrum ZX80 a Amstrad CPC 464, jsou dávno pryč - ale v Raspberry Pi má britská práce na počítač opět hrdost.

Zmínil jsem se o tom Ebenovi.

“Nemyslím jingoisticky, ale pomocí čipu, který byl vyroben v Británii, pomocí IP, který byl vyroben v Británii, včetně ARM [ARM procesory pocházejí z Cambridge]… je to Brit. Jedna z věcí, která se pro nás změnila, je globální rozměr, který jsme pravděpodobně neviděli, když jsme přemýšleli o vzdělávací aplikaci, která byla naší původní myšlenkou.”

Ale co z těch velikánů, které šly dříve, Sinclair, Amstrad a Acorn? Mohl by se Eben jednoho dne přirovnat k obřím britských 8bitových počítačů, jako je idealistický Sir Clive Sinclair (návrhář Sinclair ZX80 a ZX Spectrum) nebo chytrý podnikatel Baron Sugar (zakladatel Amstrad, zodpovědný za domácí počítače, slovo) procesory a počítače kompatibilní s IBM v celé Evropě v 80. a 90. letech 20. století nebo dokonce Christopher Curry, zakladatel Acorn Computers (jehož odkaz žije v ARM)?

“Musíte si pamatovat tyto lidi, prodali miliony počítačů a vytvořili revoluci, vytvořili průmysl, vytvořili mou práci, vytvořili Acorn, který vytvořil ARM, vytvořili technologickou scénu Cambridge, která vytvořila jádro, které používáme v náš čip. Je tu tato souvislá linie počínaje těmito chlapi.

“Myslím, že pokud za 10 let přeměníme britský technologický dovednost, pak si myslím, že si zasloužíme nějaký kredit. Teď si to nezasloužíme.”

Budete překvapeni, jak se dozvíte, jak Eben hodlá transformovat technické dovednosti ve Velké Británii i mimo ni. Ale nejprve, jak přesně je Raspberry Pi postaven?

Stavební linka Raspberry Pi

Abych pochopil více o Raspberry Pi - včetně toho, jak jsou náklady tak nízké, - navštívil jsem výrobní linku, kde mě předvedl Gareth Jones, senior manažer nové obchodní divize společnosti Sony. Zázemí závodu a proces výstavby Raspberry Pi jsou velmi zajímavé.

Stavba Raspberry Pi byla poprvé zahájena v Číně již v roce 2011, ale výsledky nebyly považovány za uspokojivé. V důsledku toho se Raspberry Pi Foundation přestěhovala do Velké Británie.

V bývalém závodě na výrobu barevných TV v jižním Walesu (na poloostrově ve Velké Británii) jsou čtyři výrobní linky (brzy šest, aby udržely krok s pozoruhodnou poptávkou Raspberry Pi) produkující 12 000 těchto úžasných malých počítačů každý den. Toto je jedno z několika partnerství pro spolupráci společnosti Sony a konečný produkt - funkční zařízení Raspberry Pi - je zde konstruován pro Premier Farnell na základě licence od Raspberry Pi Foundation (jsou jedním ze dvou licencovaných výrobců, druhým je RS Components. Oba jsou britské společnosti).

Ve vlastnictví společnosti Sony Corporation a s velkou částí továrny vyrábějící televizní kamery, je továrna - součást většího komplexu kanceláří - úlem zaměřené činnosti.

Proces vytváření Raspberry Pi je docela pozoruhodný. S využitím dodavatelů součástí v celé Evropě a na Dálném východě začíná proces s pájecí pastou potištěnou na desce. Většina výroby je automatizovaná, ovládaná kamerami a polohovými ovládacími prvky, aby bylo možné správně zarovnat desku a otvory, aby se dosáhlo potřebné 100 um silné pasty.

Následně jsou na desce namontovány součásti malé 0,5 mm, naloženy do stroje na cívce a zvednuty pomocí ramena robota s vakuovou tryskou (metoda známá jako oboustranná SMT, ve které jsou komponenty namontovány na obě strany desky plošných spojů). Jak můžete vidět z výše uvedené fotografie, tato fáze procesu se podobá časnému počítačovému chrcení dat na tickertape - pravda je samozřejmě zcela jiná! Komponenty přicházejí od dodavatelů na tyto cívky pásky, z nichž každá obsahuje 10 000 tranzistorů, diod a dalších samostatných součástí. Systém zvaný TIMMS řídí proces, monitoruje komponenty a chová se jako skladový správce, upozorňuje operátory, když dojde cívka komponent. Fotoaparát se opět používá ke kontrole orientace dílů na trysce a pokud jsou umístěny, jsou drženy na místě pájecí pastou.

Vzhledem k objemu výroby je denně namontováno kolem 400 000 součástí. Jak proces pokračuje, přidávají se větší komponenty, opět s kamerami, které kontrolují správné otočení a polohu X-Y. Pokud dojde k problémům, je orientace desky upravena tak, aby vyhovovala.

Tajemství úspěchu Raspberry Pi není známo, ale pravděpodobně má co do činění s hlavním čipem a jeho prostorově úsporným uspořádáním balíčku na balíčku, ve kterém jsou logické a paměťové čipy naskládány - stejný přístup, jaký se používá v výroba chytrých telefonů. To začíná tím, že se složka CPU zvedne a umístí na desku, ještě jednou drží na svém místě viskozitou pájecí pasty. Jakmile je na místě, je čip RAM vyzvednut, ponořen do pájky a umístěn na CPU, s přesně kontrolovanou přesností, aby se získala správná hloubka - příliš mnoho nebo příliš málo pájky by bylo katastrofální.

Poté se desky nechají projít pecí při 238 ° C, což je teplota, při které se pájka vypaří. Desky Raspberry Pi jsou téměř připravené, kromě testování, které se provádí v několika fázích.

Nejprve přichází vizuální kontrola, opět provedená kamerou a počítačem. Poté ruční část procesu přidá ethernet, audio jack a další komponenty, které jsou pro automatickou linku příliš velké. Tyto komponenty jsou vedeny přes proudový pájecí stroj (rychlý způsob pájení komponent ve velkém), s klouby pak vizuálně zkontrolovány. Testování pokračuje na osmi zkušebních stanicích, přičemž každý má čtyři osoby.

Zde se MAC adresa stáhne do Pi a zkontroluje se DC, audio a video výstup, což trvá 60-90 sekund. Poté jsou desky umístěny do sáčků ESD a připraveny k odeslání. Proces testování však neskončil. Nezávislý tým QA zkouší desky a provozuje je jako zákazníci, aby otestoval Raspberry Pi tak, jak by byl použit ve školách nebo doma. Vady QA jsou zjevně vzácné, s pouze 115 vrácenými z 450 000 vyrobených v této továrně (je mi řečeno, že z tohoto čísla bylo pouze 18 skutečných vad - ostatní byly pravděpodobně chybné kvůli špatným SD kartám).

Gareth Jones mi říká, že Raspberry Pi je považován za procesor pro řízení průmyslových procesů, přičemž divize společnosti Sony v San Jose má zájem použít počítač pro projekt, který vyvíjí..

Nejdůležitější však jsou zprávy, že závod navštívil mnoho škol. Ve světě, kde se obecně předpokládá, že výroba byla převážně zajišťována externě v Číně, je to nezbytné, protože ukazuje dětem, že nejenom že se staví populární britský domácí počítač, ale že výrobní místa existují, a nejde o to, aby byly pokryty tukem a špínu.

The Raspberry Pi Ethos

Neděláme to jen proto, že si myslíme, že Raspberry Pi je skvělá, ale protože si myslíme, že je zlomeno velmi malé množství snadno opravitelných věcí.

Čísla ukazují, že Raspberry Pi prodal přibližně 1 milion zařízení, přičemž objednávky byly ještě splněny v době psaní. Z této částky podle odhadů nadace skončilo v rukou dětí 2 300 000, což značně převyšuje 10 000 zařízení ročně, u nichž se očekávalo, že budou prodány do škol. “Tak či onak je v rukou dětí, ať už [prostřednictvím] rodičů, škol, učitelů, prarodičů nebo [samotných dětí],” říká Eben, “zejména s takovými věcmi jako Minecraft.

“Jde o to, že je pro děti opravdu smysluplné, můžete si vytvořit program na stavbu domu, spíše než na stavbu domu z cihel na cihly. Jakmile vytvoříte program, který dokáže postavit dům, můžete postavit 2 domy a tento druh automatizace je opravdu cenný.”

Ale dostat tento počítač do rukou dětí je jen prvním krokem v plánu Eben Upton bojovat s nedostatkem technických dovedností.

“Máme zemi, kde máme obrovské množství lidí, kteří potřebují práci, máme velké množství společností, které zoufale volají po lidech ... ani matematici PhD, jen lidé, kteří mohou programovat. Trochu bychom se mohli spolehnout na imigraci, to by fungovalo. Problém spočívá v tom, že se z této země stává parazit o Indii, my a Amerika vysáme Indii ze všech nejlepších programátorů. To je děsivé chování.

“To nemůžeme dál dělat, to je krátkodobá náprava.”

Je neobvyklé setkat se s někým, kdo vypadá, že má odpověď na tak důležitý problém. Eben pokračuje, paže oživené s nadšením pro to, co považuje za jednoduché, dlouhodobé řešení, protože pozoruji, že to není druh reakce, kterou slyšíme od vlády.

“Nevím proč. Všichni to víme a je to jen realizace, která spočívá pouze v tom, že strávíme hodiny čtením životopisů. Jen najít dostatek lidí pro personál technického týmu. Neděláme to jen proto, že si myslíme, že Raspberry Pi je skvělá, ale protože si myslíme, že je zlomeno velmi malé množství snadno opravitelných věcí.

Za účelem boje proti těmto problémům byla nadace Raspberry Pi založena se šesti správci (mezi nimi David Braben, který je pro mnoho hráčů nejznámějším spoluautorem klasické hry Elite pro vesmírný obchod), aby řídil chod organizace. Aby pomohli správcům, najali Eben a co šest zaměstnanců. “Na prvních 700 000 prodaných Raspberry Pis jsme neměli žádné zaměstnance, takže jsme měli opravdu šest zaměstnanců. Máme mnohem větší komunitu dobrovolníků, kteří tráví své večery a víkendy prací na Raspberry Pi, někteří v uni, kteří tráví své dny, večer a víkendy prací na Raspberry Pi.”

“Jsme malá skupina kluků, myslíme si, že můžeme změnit, a skutečnost, že si myslíme, že můžeme změnit, znamená, že si myslíme, že problémy jsou poměrně jednoduché. Stejně jako u dětí, i kdybychom si mysleli, že donucujeme děti, aby se naučily programovat, nikam bychom se nedostali. Myslím, že jsme si s Raspberry Pi uvědomili, že pokud lidem dáte nástroje, udělají to. Nepotřebujeme program prosazovat, dávat jim nástroje šanci postavit dům v Minecraftu, dát jim šanci nechat kočku pobíhat v Scratch. Dávat lidem šanci dělat fyzickou práci na počítači, to pro mě bylo skutečným překvapením.”

Kam dál pro Raspberry Pi?

Se zvláštní konstelací matematiky a vědeckých dovedností, co se stane, že bojujeme proti tomu seskupení lidí, o které mají sklon být, jsou bílí chlapci střední třídy a my bojujeme proti tomuto seskupení, my a fyzici, matematici a investiční bankéři prostě bojujeme přes tuto skupinu lidí a je to hra s nulovým součtem.

Je prodána Ebenova práce s 1 milionem prodaných kusů a rostoucí pověstí mezi fandy, nadšenci domácího kina a jejím cílem stát se počítačem inspirujícím dítě? Učinil Raspberry Pi to, co si stanovil?

“Myslím, že jsme byli docela upřímní, že je třeba udělat spoustu práce se softwarem. Soustředění se na software spíše než běh po dalším rychlejším procesoru - neexistuje lepší čip, který bychom mohli v tuto chvíli používat, určitě v cenové kategorii. Dobrá věc na softwaru je, že utratíte peníze za software jednou a dostanete je zpět na každém zařízení. Je to docela drahé, optimalizace softwaru pro Raspberry Pi, ale pak výhody pro všechny. Všichni ti miliony lidí, kteří si koupili Pi v loňském roce, získají výhodu na svém Pi, není to jako by si museli koupit další. Získání najetých kilometrů ze softwaru je to, co tady děláme. Jsem si jistý, že v budoucnu uděláme další Pi, nevidím samozřejmě to, co bychom dnes změnili, ale pokud by přišel lepší čip, mohli bychom to zvážit.”

Mohl by zvážit větší zařízení, namontované na větší desce?

“Myslím, že velikost je důležitá - velikost je důležitá z hlediska nákladů. Myslím, že jednou z věcí, která vám to umožní, abych dosáhl tohoto cenového bodu, je konfigurace skládané paměti [výše popsaný balíček-on-package]. Pokud se chcete od toho vzdálit, myslím, že mnohem větší, než je v tuto chvíli, by už nebylo v pohodě.”

Eben se ani příliš nezajímá o soutěž - alespoň ne o současnou soutěž.

“V cenové kategorii není nic jiného. Myslím, že lidé nyní spravují, aby dostali zařízení 50 $, i když ti, kteří tvrdí, že jsou 50 $, nemají tendenci být k dispozici, takže v praxi lidé, kteří se dostanou do rozsahu 70 $ s věcmi, které mají srovnatelnou úroveň výkonu.

“Některé z nich jsou založeny na různých čínských zařízeních, často s velmi nízkými koncovými procesory Cortex a velmi nízkými v multimédiích. Takže lidé v této cenové kategorii dokážou získat zařízení s mnohem více CPU a mnohem méně GPU. Ano, je zajímavé vidět, jak se tyto objevují. Ještě jsem neviděl ten, který pro nás zvláště ohrožuje.” Bylo by to vůbec vůbec hrozba?

“Otázka hrozeb je zajímavá, opravdu nic neuznávám jako hrozbu, ale naším cílem je, aby existovalo spousta malých programovatelných počítačů. Pokud někdo staví mnoho malých programovatelných počítačů, je to dobré.”

Malé programovatelné počítače v rukou nadšenců a dětí. Nejedná se o okamžité řešení technologické a inženýrské krize, ale o pozitivní krok vpřed.

“Někdy uslyšíte někoho, kdo říká: „není nedostatek dovedností, není nedostatek technických dovedností“ - můj zadek! V okamžiku, kdy mě obkličují kvalifikovaní uchazeči o pohovory o místa, která zde máme v této budově, budu věřit, že neexistuje nedostatek technických dovedností.”

Nejedná se však o matematiku, vědu a techniku, na které mohou vynikat pouze akademicky nadaní?

“Existují dovednosti, které může někdo do svého počítačového programování přinést, existují úkoly, které v zásadě nejlépe provádějí lidé, kteří jsou matematici, ale myslím si, že existuje obrovská základna potenciálních dovedností lidí, kteří pokud je dostanou ve správném věku a udělíte jim přístup se správnými nástroji, které se naučí být skvělými počítačovými programátory. Vidíte, že chlapi chodí na pohovor v herním průmyslu, zejména prochází netradiční cestou. Přišel jsem přes několik kurzů v Cambridge, ale také jsem měl hackerské zázemí jako dítě, takže jsem programoval, když mi bylo 10.

“Myslím, že existuje neomezený potenciál. Věc s programováním je, že to není moc těžké, ani akademicky těžké. Znám spoustu lidí, kteří jsou velmi nadaní počítačoví programátoři, ale nemají tradiční akademické schopnosti. Zdá se, že je zcela odděleno stejným způsobem jako oddělení dobrého tesaře.

“Znám lidi, kteří začali pracovat v 16 letech, a jsou to skvělí počítačoví programátoři, takže si myslím, že dopad je potenciálně obrovský. Riziko je, že bychom to mohli umístit u nejvíce akademicky schopných dětí, lidí, kteří již mají matematiku. Se zvláštní konstelací matematiky a vědeckých dovedností, co se stane, že bojujeme proti tomu seskupení lidí, o které mají sklon být, jsou bílí chlapci střední třídy a my bojujeme proti tomuto seskupení, my a fyzici, matematici a investiční bankéři prostě bojujeme přes tuto skupinu lidí a je to hra s nulovým součtem.”

Jaká je tedy odpověď? Jak Eben navrhuje bojovat proti tomuto souhvězdí dovedností, samoobslužné krizi dovedností, která ignoruje potenciál?

“Co chcete udělat, je odloučit se od tří věcí, které jsem řekl, bílé, střední třídy, muže. Zdvojnásobte svůj bazén, zapojte dívky, zapojte etnické menšiny.”

Závěr

V okamžiku, kdy mě obkličují kvalifikovaní uchazeči o pohovory o místa, která zde máme v této budově, budu věřit, že neexistuje nedostatek technických dovedností.

Eben Upton zjevně není muž, jehož cílem je vybudovat obchod z ničeho a odejít do důchodu na své jachtě. Spíše je to téměř muž, který si všiml skutečného problému a uvědomil si, jaké řešení je. Většina lidí se může pokusit vstoupit do politiky nebo aktivismu, aby změnila svět - Eben Upton se rozhodl postavit počítač jako dlouhodobé řešení.

Ten počítač je Brit, je zdrojem hrdosti pro ty z nás, kteří to vědí. Obvykle se na počítače díváme jako na zařízení bez geografických omezení a obav. Nekonečné proudy počítačů, tabletů a chytrých telefonů postavených na Dálném východě padají do našich rukou každý den, jejich rodiště pochopilo, ale jeho význam ignoroval. Stalo se do značné míry nedůležité, skutečností života, globalizace.

Představuje Raspberry Pi změnu moře, posun směrem k počítačům, který je stále více farní? Pochybuji. Místo toho je počítač Pi umožňujícím počítačem, výkonným a silným hardwarem, který může skutečně revolucionizovat výuku a učení počítačových věd nejen ve Velké Británii, ale po celém světě.