Otac maline Pi govori s Ebenom Uptonom o budućnosti tehnologije i još mnogo toga

Potiče ljude da se zanimaju za znanost, tehnologiju, inženjerstvo i matematiku. To je korak u obrazovanju, prkosim nekome da ga ne uzbuđuje, samo prkosim djetetu da ne bude uzbuđen fotografiranjem iz svemira.

Entuzijazam zrači iz Ebena Uptona. Po danu je tehnički direktor i ASIC arhitekt za Broadcom. Noću i vikendom on je pokretačka snaga malog računala Raspberry Pi, koje je od pokretanja 2012. godine revolucioniralo hobističko računanje i budućnost same tehnologije..

Visok, ležerno odjeven i s dojmljivim znakom o tome kako je putovao na posao tog jutra - biciklističke naočale nataknute na majicu - osnivač i jedan od skrbnika Fondacije Raspberry Pi objašnjava mi pozadinu nevjerojatnog miniračunala , medijski centar tri do dva inča, web poslužitelj, čvorište za retro igre, obrazovni alat, pa čak i, kao što smo raspravljali, stroj za usisavanje fotografija u svemiru.

Ali Upton nije vaš uobičajeni dizajner računala. On i njegov tim nisu izgradili Raspberry Pi. Ono što su planirali bilo je nešto hrabro, nešto fantastično.

Shvatili su da s pravim hardverom Raspberry Pi može promijeniti svijet.

Podrijetlo maline Pi

Nismo prvobitno vidjeli da možemo napraviti računalo opće namjene.

Dizajniran 2006. godine i inspiriran Acornovim BBC Micro-om (računalo iz 1980-ih koje je izgrađeno za BBC-jev projekt računalne pismenosti i uglavnom se prodaje školama u Velikoj Britaniji), Raspberry Pi je započeo život kao mnogo veći uređaj, čiji su ciljevi uspostavljeni kada je Upton surađivao s nastavnicima, akademicima i entuzijastima s ciljem osmišljavanja računala koje bi nadahnulo djecu.

“Nismo prvobitno vidjeli da možemo napraviti računalo opće namjene. Nismo se vidjeli kako stvaramo računalo. Vidjeli smo kako gradimo programirljivi uređaj. Započeli smo s mikrokontrolerima, siguran sam da ste ih vidjeli na velikoj narančastoj ploči [kao što se vidi na web stranici Raspberry Pi], ovo je bila platforma utemeljena na mikrokontrolerima koja bi mogla voziti tele, uključiti je u komponentu televizija i da, bio je to zaista zanimljiv uređaj. Imalo je performansi, rekao bih mikroračunalo iz 1980-ih.

“Možete ga sami izraditi, zajedno ga možete lemiti ručno.”

Odmah podsjećam na ploče od drva iz 1970-ih i vrlo osnovna računala koja su napravljena ručno, na montažne ploče Stevea Wozniak u garaži roditelja Stevea Jobsa sredinom 1970-ih. Naravno, računanje se od tada znatno proširilo, ali Eben je jasan kako je važna ova ideja računala koje se može ručno konfigurirati..

“To je bilo ključno za uspjeh projekta. Ljudi žele nešto što razumiju.

“Doista je bio takav post 2009. godine da bismo mogli započeti s izgradnjom nečega u skladu s računalom opće namjene, [kada] se pojavio pravi čip, postao je dostupan Broadcomov čip s točno ispravnim setom značajki za Raspberry Pi.”

Raspberry Pi, koji je predstavljen početkom 2012., nema dijelova koji se mogu ukloniti, ali može se prekonfigurirati na temelju posebne namjene. Zbog toga se Raspberry Pi isporučuje bez tipkovnice i miša. Kao što Eben kaže: “imali smo određenu viziju da će stvar biti korisna i izgradili smo je i jeste, a prilično je jednostavna.”

British Computer, izrađeno u Britaniji

Ne mislim na jingoistički način, ali koristeći čip koji je napravljen u Britaniji, koristeći IP koji je napravljen u Britaniji ... to je britanski.

Proizvodnja računala u Britaniji od kraja 1980-ih uglavnom nije postojala, a međunarodna 16-bitna čuda poput Amige i Atari ST, računala, Apple Maca i igraćih konzola zamijenila su uspješne domaće 8-bitne. Osim u nizu računala Acorn u 1990-ima koja su bila namijenjena obrazovnim ustanovama, sva su se ona uglavnom temeljila na dizajnu iz SAD-a i Japana.

Dani 8-bitnih klasika poput Sinclair Spectrum ZX80 i Amstrad CPC 464 odavno su prošli - ali u Raspberry Pi, britansko računanje ima čime ponositi još jednom.

To sam spomenuo kod Ebena.

“Ne mislim na jingoistički način, ali koristeći čip koji je napravljen u Britaniji, koristeći IP koji je napravljen u Britaniji, uključujući ARM očito [ARM procesori potječu iz Cambridgea] ... to je britanski. Jedna od stvari koja se za nas promijenila jest da imamo globalnu dimenziju koju vjerojatno nismo vidjeli dok smo razmišljali o obrazovnoj aplikaciji, što je bila naša prvotna misao.”

Ali što je s onim velikanima koji su prije išli, Sinclair, Amstrad i Acorn? Može li se Eben jednog dana usporediti s divovima britanskog 8-bitnog računanja, poput idealističkog Sir Clivea Sinclaira (dizajner Sinclair ZX80 i ZX Spectrum) ili pametnog biznismena Barona Šećera (osnivača Amstrada, odgovornog za kućna računala, riječi procesore i IBM kompatibilna računala diljem Europe tijekom 1980-ih i 1990-ih), ili čak Christopher Curry, osnivač Acorn Computers (čije nasljeđe živi u ARM-u)?

“Morate se sjetiti tih ljudi, prodali su milijune računala i stvorili su revoluciju, stvorili su industriju, stvorili su moj posao, stvorili su Acorn koji je stvorio ARM, oni su stvorili tehnološku scenu u Cambridgeu, koja je stvorila jezgru koju koristimo u naš čip. Tu je neprekidna loza koja počinje s tim momcima.

“Mislim da ako za 10 godina transformiramo cjevovod za vještine tehničke industrije u Velikoj Britaniji, onda mislim da ćemo zaslužiti neki kredit. Trenutno ne zaslužujemo to.”

Zaintrigirat ćete se kako biste saznali kako Eben namjerava transformirati tehničke vještine i u Velikoj Britaniji i dalje. Ali prvo, kako je točno napravljen Raspberry Pi?

Raspberry Pi građevinska linija

Da bih razumio više o Raspberry Pi - uključujući i kako se troškovi održavaju tako niskim - posjetio sam proizvodnu liniju, gdje me je oko ovog pokazao Gareth Jones, stariji direktor Sektora za nove poslove tvrtke Sony. Pozadina biljke i postupak koji se odnosi na izgradnju Raspberry Pi su oba zanimljiva.

Izgradnja Raspberry Pi najprije je započela u Kini 2011. godine, ali rezultati se nisu smatrali zadovoljavajućim. Kao rezultat toga, Raspberry Pi Foundation preselio je proizvodnju u Veliku Britaniju.

Smještene u bivšoj tvornici za proizvodnju televizora u boji u južnom Walesu (poluotok u Velikoj Britaniji) su četiri proizvodne linije (uskoro će biti šest kako bi išli u korak sa značajnom potražnjom Raspberry Pi) koja proizvodi 12.000 ovih nevjerojatnih malih računala svaki dan. Ovo je jedno od nekoliko suradničkih partnerstava za Sony, a krajnji proizvod - radni uređaj Raspberry Pi - konstruiran je ovdje za Premier Farnell, pod licencom Raspberry Pi Foundation (oni su jedan od dva licencirana proizvođača, a drugi su RS Components. Oboje su britanske kompanije).

U vlasništvu Sony Corporation i velikim dijelom tvornice koja proizvodi televizijske televizijske emisije, tvornica - dio većeg kompleksa ureda - je košnica usmjerene aktivnosti.

Postupak izgradnje Raspberry Pi je prilično izvanredan. Koristeći dobavljače komponenata širom Europe i Dalekog Istoka, proces započinje s printom na papiru otisnutom sljepom. Većina proizvodnje je automatizirana, kontrolirana kamerama i kontrolama pozicioniranja radi ispravnog poravnanja ploče i otvora kako bi se dobilo potrebno taloženje paste od 100 mikrona.

Nakon toga, komponente veličine do 0,5 mm montiraju se na ploču, ukrcavaju se u stroj na kolut i podižu pomoću robotske ruke s vakuumskom mlaznicom (metoda poznata kao dvostrani SMT, u kojoj su komponente montirane na obje strane tiskane pločice). Kao što možete vidjeti na gornjoj fotografiji, ova faza postupka nalikuje ranim računalnim podacima izvlačenja na tickertapeu - istina je, naravno, sasvim drugačija! Komponente stižu od dobavljača na ovim kolutima vrpca, a svaki ima 10.000 tranzistora, dioda i drugih diskretnih komponenti. Sustav zvan TIMMS upravlja procesom, nadzire komponente i djeluje kao kontroler dionica, upozoravajući operatere kada će se roba komponenti potrošiti. Ponovno se koristi kamera za provjeru orijentacije dijelova na mlaznici, a kad ih lijepljenje drži na svom mjestu pomoću paste za lemljenje.

Zbog obima proizvodnje dnevno se montira oko 400 000 komponenti. Kako se proces nastavlja, dodaju se veće komponente, opet s kamerama koje provjeravaju ispravno rotacijsko i X-Y pozicioniranje. Ako postoje problemi, orijentacija ploče prilagođava se prema potrebama.

Tajna uspjeha Raspberry Pi-a je nepoznata, ali vjerojatno ima neke veze s glavnim čipom i njegovim rasporedom koji štedi prostor, paket-na-paketu, u koji su složeni logički i memorijski čipovi - isti pristup kao i u proizvodnja pametnih telefona. Ovo započinje sa CPU komponentom koja je podignuta i stavljena na ploču, još jednom zadržana na mjestu viskoznosti paste za lemljenje. Jednom kada se RAM čip pokupi, umoči ga u lemljenje i stavi se na CPU, s točno kontroliranom točnošću da bi se postigla prava dubina - previše ili premalo lemljenja bilo bi katastrofalno.

Nakon toga, ploče se propuštaju kroz pećnicu na 238 Celzijevih stupnjeva, temperatura pri kojoj će ispariti. Raspberry Pi ploče gotovo su spremne, osim za testiranje, koje se vrši u nekoliko faza.

Prvo slijedi vizualni pregled, opet izveden kamerom i računalom. Nakon toga, dijelu postupka umetanja ruku dodaje se Ethernet, audio priključak i ostale komponente koje su prevelike za automatiziranu liniju. Te komponente prolaze kroz stroj za protočno lemljenje (brzi način za lemljenje komponenata u rasutom stanju), a spojevi se zatim vizualno provjeravaju. Ispitivanje se nastavlja na osam ispitnih stanica, s po četiri osobe na svakoj stanici.

Ovdje će se MAC adresa prenijeti u Pi, a provjerit će se DC napajanje, audio i video izlaz, za 60-90 sekundi. Nakon toga se ploče stavljaju u ESD vreće i pripremaju za otpremu. Proces testiranja ipak nije završio. Neovisni QA tim isprobava ploče i vodi ih kao kupci kako bi testirao Raspberry Pi kako će se koristiti u školama ili kod kuće. Kvarovi u kvaliteti Q su naizgled rijetki, jer se samo 115 vratilo od 450 000 proizvedenih u ovom pogonu (rečeno mi je da su od ove brojke samo 18 stvarni nedostaci - ostali su vjerojatno bili greški zbog loših SD kartica).

Gareth Jones kaže mi da se Raspberry Pi smatra procesorom za kontrolu industrijskih procesa, a Sony je u San Joseu zainteresiran za korištenje računala za projekt koji razvijaju..

Najvažnija je, međutim, vijest da je biljka imala mnogo posjeta školi. U svijetu u kojem se smatra da je proizvodnja uglavnom prebačena u Kinu, to je od ključne važnosti jer djeci pokazuje da se ne gradi samo popularno britansko kućno računalo, nego da postoje proizvodni poslovi, a oni se ne bave masnoćom. i prljavština.

Raspberry Pi Ethos

Ne radimo to samo zato što mislimo da je Raspberry Pi odličan, već zato što mislimo da je slomljen vrlo mali broj stvari koje se lako mogu popraviti.

Brojke govore da je Raspberry Pi prodao oko milijun uređaja, a narudžbe su još bile ispunjene u trenutku pisanja. Od ovog iznosa, Fondacija procjenjuje da je 2-300.000 završilo u rukama djece, što znatno premašuje 10.000 uređaja godišnje za koje se očekuje da će se prodati školama. “Na ovaj ili onaj način djeca su u rukama djece, bilo da su to putem roditelja, škola, učitelja, baka i djedova ili su ih djeca kupila,” kaže Eben, “posebno s onim stvarima kao što je Minecraft tamo.

“Stvar je u tome što djeca zapravo imaju smisla, možete napraviti program za izgradnju kuće, a ne da morate graditi kuću od opeke. Nakon što napravite program koji može izgraditi kuću, možete izgraditi 2 kuće i takva je automatizacija nešto što je zaista vrijedno.”

Ali primanje ovog računala u ruke djece samo je prvi korak u planu Ebena Uptona za borbu protiv nedostatka tehničkih vještina.

“Imamo zemlju u kojoj imamo ogroman broj ljudi koji trebaju posao, imamo ogroman broj tvrtki koje očajnički plaču za ljudima ... čak ni doktorat-matematičari, samo ljudi koji mogu programirati. Malo smo se mogli osloniti na imigraciju, to bi uspjelo. Problem je što pretvara zemlju u parazita Indije, mi i Amerika ćemo isušiti Indiju na suhom od svih najboljih programera. To je užasno djelo.

“Ne možemo tako nastaviti, to je kratkoročan popravak.”

Neobično je upoznati nekoga za koga se čini da ima odgovor na tako važan problem. Eben nastavlja, oružja oživljena s oduševljenjem onim što smatra jednostavnim, dugoročnim rješenjem, kao što primjećujem da to nije takav odgovor koji čujemo od vlade.

“Ne znam zašto. Svi to znamo i to je samo realizacija s obzirom na to da smo potrošili sate čitajući životopise. Samo pronalaženje dovoljno ljudi za osoblje inženjerskog tima. Ne radimo to samo zato što mislimo da je Raspberry Pi odličan, već zato što mislimo da je slomljen vrlo mali broj stvari koje se lako mogu popraviti.

Za borbu protiv ovih problema osnovana je Raspberry Pi Foundation sa šest povjerenika (među njima David Braben koji je mnogim igračima najpoznatiji kao koautor klasične svemirske trgovačke igre Elite) za upravljanje vođenjem organizacije. Kako bi pomogli skrbnicima, Eben i suradnici su zaposlili šest zaposlenika. “Za prvih 700.000 prodanih malina Pis nismo imali zaposlenika, tako da smo doista zaposlili šest radnika. Imamo mnogo veću zajednicu volontera koji provodimo svoje večeri i vikende radeći na proizvodima Raspberry Pi, neki na uni koji provode dane, večeri i vikende radeći na Raspberry Pi.”

“Mi smo mala skupina momaka, mislimo da možemo napraviti razliku i činjenica da mislimo da možemo napraviti razliku znači da mislimo da su problemi prilično izravni. Kao i kod djece, ako mislimo da tjeramo djecu da uče programirati, ne bismo nikamo stigli. Ono što mislim da smo shvatili s Raspberry Pi je da ako ljudima date alat, oni će to i učiniti. Ne trebamo gurati program, davati im alate priliku da sagrade kuću u Minecraftu, pružimo im šansu da mačka krene u Scratch. Davanje ljudi priliku fizičkom računanju, to je za mene bilo pravo iznenađenje.”

Gdje slijedi za Raspberry Pi?

Uz posebno zviježđe matematičkih i znanstvenih vještina, ono što se tamo događa je da se borimo protiv tog bazena ljudi kakvi su oni skloni bijelci iz srednje klase i borimo se oko tog bazena, mi, a fizičari, matematičari i investicijski bankari samo se bore preko ovog bazena ljudi i to je igra nula.

Da li je Ebenov posao završen s milijun prodanih jedinica i sve većom reputacijom među hobistima, ljubiteljima kućnog kina i njegovim ciljem postizanja računala koji nadahnjuje dijete? Je li Raspberry Pi učinio ono što je planirao?

“Mislim da smo bili prilično iskreni da treba puno posla na poslu. Fokusiranje na softver, a ne pokretanje nakon sljedećeg bržeg procesora - u boljem cjeniku nema boljeg čipa koji trenutno možemo koristiti. Dobra stvar softvera je što jednom potrošite novac za softver i vraćate ga na svaki uređaj. To je prilično skupo, optimizirati softver za Raspberry Pi, ali tada svi imaju koristi. Svi oni milijuni ljudi koji su kupili Pi prošle godine, dobiju korist od svog Pi-a, to nije kao da će morati kupiti drugog. Ono što ovdje radimo je stvarno uklanjanje kilometara s softvera. Siguran sam da ćemo neko vrijeme u budućnosti napraviti još jedan Pi, ne mogu očito vidjeti što bismo danas promijenili, ali ako dođe neki bolji čip, mogli bismo to razmotriti.”

Može li razmotriti veći uređaj, postavljen na veću ploču?

“Mislim da je važna veličina - veličina je bitna za cijenu. Mislim da je jedna od stvari koja vam omogućava da to postignete, da biste pogodili tu cijenu, konfiguracija naslagane memorije [gore opisan paket na paketu]. Ako se želite odmaknuti od toga, mislim da mnogo veće nego što je trenutno više ne bi bilo cool.”

Eben nije previše zabrinut zbog konkurencije - barem ne trenutnog natjecanja.

“U okviru cijena nema ništa drugo. Mislim da ljudi sada upravljaju da dobiju uređaje u rasponu od 50 USD, iako oni koji tvrde da su 50 USD obično nisu dostupni, tako da u praksi ljudi koji upravljaju u rasponu od 70 USD sa stvarima koje imaju usporedivu razinu performansi.

“Neki od njih temelje se na različitim kineskim uređajima, često s Cortex procesorima s vrlo niskim završetkom i vrlo malo multimedije. Tako ljudi uspijevaju nabaviti uređaj s puno više CPU-a i puno manje GPU-a u tom cjenovnom razredu. Da, zanimljivo je vidjeti kako se pojavljuju. Još nisam vidio jedan koji nam posebno prijeti.” Da li bi to uopće bila prijetnja?

“Pitanje prijetnji je zanimljivo, zapravo ne priznajem ništa prijeteće, ali cilj nam je da postoji puno malih programabilnih računala. Ako netko gradi puno malih programabilnih računala to je dobro.”

Mala programabilna računala u rukama entuzijasta i djece. Nije trenutno rješenje za krizu tehnologije i inženjerskih vještina, već pozitivan korak naprijed.

“Povremeno čujete nekoga kako kaže "nema nedostatka vještina, nema nedostatka inženjerskih vještina" - guzice! Kad me opsjedu kvalificirani podnositelji zahtjeva za posao koji imamo ovdje u ovoj zgradi, vjerujem da ne postoji nedostatak inženjerskih vještina.”

Nisu matematika, znanost i tehnologija predmeti u kojima se mogu izvrsno baviti samo nadareni znanstvenici?

“Postoje vještine koje netko može donijeti programiranju računala, postoje zadaci koje u osnovi najbolje obavljaju ljudi koji su matematičari, ali mislim da postoji ogromna baza potencijalnih vještina ljudi koji ih dobiju u pravoj dobi i ako im omogućite pristup do pravih alata naučit će da budu sjajni računalni programeri. Vidite da dečki odlaze na razgovor u industriji igara, posebno prolaze netradicionalnom rutom. Ulazio sam na nekoliko tečajeva u Cambridgeu, ali također sam kao klinac imao pozadinu sjeckanja, pa sam programirao kad sam imao 10 godina.

“Mislim da postoji neograničeni potencijal. Stvar s programiranjem je što nije jako naporno, a nije ni akademski teško. Znam puno ljudi koji su vrlo nadareni računalni programeri, ali nemaju tradicionalne akademske sposobnosti. Čini se da je potpuno nevezano na isti način kao da je dobar stolar nevezan.

“Znam ljude koji su započeli posao s 16 godina i oni su sjajni računalni programeri, pa mislim da je utjecaj potencijalno ogroman. Rizik je da to možemo smjestiti na djecu s najviše sposobnosti, ljude koji već imaju matematiku. Uz određeno zviježđe matematičkih i znanstvenih vještina, ono što se tamo događa je da se borimo protiv tog bazena ljudi kakvi su oni skloni bijelci iz srednje klase i borimo se protiv tog bazena, mi, a fizičari, matematičari i investicijski bankari samo se bore preko ovog bazena ljudi i to je igra nula.”

Pa, što je odgovor? Kako se Eben predlaže boriti se protiv ove konstelacije vještina, samopostojeće krize vještina koja ignorira potencijal?

“Ono što želite učiniti je odbiti tri stvari koje sam rekao, bijelo, srednja klasa, muškarac. Udvostručite svoj bazen, uključite djevojke, uključite se etničke manjine.”

Zaključak

Kad me opsjedu kvalificirani podnositelji zahtjeva za posao koji imamo ovdje u ovoj zgradi, vjerujem da ne postoji nedostatak inženjerskih vještina.

Eben Upton naizgled nije čovjek čiji je cilj izgraditi posao iz ničega i povući se na svojoj jahti. Umjesto toga, gotovo sigurno je čovjek koji je primijetio problem u stvarnom svijetu i shvatio što je rješenje. Većina ljudi možda pokušava ući u politiku ili aktivizam kako bi promijenila svijet - Eben Upton odabrao je izgradnju računala kao dugoročno rješenje.

To je britansko računalo izvor je ponosa za one koji to znamo. Na računala obično gledamo kao na uređaje lišene geografskih ograničenja i problema. Beskrajni nizovi računala, tableta i pametnih telefona izgrađenih na Dalekom Istoku svakodnevno padaju u naše ruke, njihovo rodno mjesto shvaćeno, ali njegova važnost zanemarena. To je postalo uglavnom nevažno, činjenica života, gloalizacije.

Predstavlja li Raspberry Pi promjenu mora, pomak prema računalima koji postaju sve parohijalniji? Sumnjam. Umjesto toga, Pi je računalo koje omogućava, moćan i snažan hardver koji može doista revolucionirati podučavanje i učenje računalnih znanosti ne samo u Velikoj Britaniji, već i širom svijeta.