Pieter Edelman
4 October 2013

Cloud en embedded zijn traditioneel compleet verschillende speelgebieden, maar in de nabije toekomst gaan ze elkaar hard nodig hebben, denkt Intel. Het bedrijf wil graag de brug slaan.

Van oudsher heeft Intel twee grote pijlers: twee derde van de inkomsten komt uit de pc-CPU‘s, terwijl de processoren voor het datacentrum rond twintig procent van de inkomsten genereren. De overige processoren staan in de jaarverslagen onder die noemer te boek: ’overig‘. De CPU‘s voor netbooks, de Socs voor mobiele telefoons en tablets, de activiteiten van het overgenomen Infineon Wireless en vooral de producten voor enkelbordcomputers, box-pc‘s en andere embedded toepassingen zaten samen met bij elkaar in deze businessunit – goed voor nog geen tiende van de totaalomzet.

Maar de tijden veranderen, en Intel zag zich twee jaar geleden genoodzaakt om deze structuur om te gooien, met drie pijlers en een sleutelrol voor het ’overige‘-bakje. Als eerste pijler blijft de pc-groep als melkkoe goeddeels onveranderd, hoewel de definitie van pc tegenwoordig wat is opgerekt tot ultralichte laptops en tabletachtige apparaten. Het zal ook niet heel verrassend zijn dat Intel zijn producten voor smartphone en tablet – de processoren en de Infineon Wireless-business – als groep is gaan beschouwen die op gelijke voet staat (of hoort te staan) met de andere twee pijlers. Aanvankelijk heeft het bedrijf de boot in deze tak van sport gemist, maar het is vastberaden om ook daar mee te spelen en slaagt er in elk geval op papier steeds beter in om aan te haken bij de concurrentie vanuit het low-end.

Blijven over de datacentrumtechnologie en de embedded-activiteiten. In een op het eerste oog vreemde manoeuvre heeft Intel deze twee totaal verschillende activiteiten samengevoegd in de tweede pijler met de naam ’Datacenter and Connected Systems Group‘. Het bedrijf is er echter rotsvast van overtuigd dat de combinatie essentieel is voor een van de belangrijkste nieuwe trends binnen de computingwereld, zo vertelt Ton Steenman, hoofd van Intels embedded-activiteiten: connectiviteit vanaf het embedded device tot in het datacentrum – the internet of things (IOT) in Intels woordenboek.

Intel Ton Steenman 01

Wat verstaan jullie precies onder internet of things?

’Die term heeft verschillende betekenissen; bij Intel rekenen we daartoe voornamelijk de zaken die traditioneel onder de noemer ’embedded‘ vallen, maar nu over netwerkmogelijkheden beschikken. Sommige andere bedrijven scharen er ook telefoons en tablets en wearable computing onder, wij hanteren een wat smallere definitie.‘

’We doen nu bijvoorbeeld projecten met bedrijven die actief zijn in professionele airconditioning. Door al hun apparatuur te verbinden, verbeteren zij de efficiëntie van hun preventieve onderhoud fors en hoeven ze veel minder reactief onderhoud te plegen. Daarnaast kunnen ze betere routes voor hun vrachtwagens bepalen, dingen beter inplannen, enzovoorts. IOT begint ook echt te materialiseren in de markt voor transport en voor publieke infrastructuur zoals drinkwatervoorziening en smart grids.‘

Vanwaar deze bedrijfsmatige herindeling?

’Computing is snel aan het verschuiven. Het begint ons nu echt te omringen en alles raakt verbonden op een internet of things-achtige manier. Het gaat bij IOT om meer dan alleen de verbinding; het draait om het leveren van totaaloplossingen. We praten er vaak over alsof de devices iets nieuws zijn, maar die zijn er al lang en ze beschikken vaak ook al over een verbinding. Ze vormen alleen nog geen onderdeel van een totaalsysteem waar je echt big data-oplossingen op kunt leveren.‘

’De Datacentrum and Connected Systems-groep bestaat uit een organisatie waarin we al onze netwerkspeerpunten samenbrengen, de Intelligent Systems-groep waar ik aan het hoofd sta, we hebben een netwerk- en opslag-organisatie, en dan hebben we nog alle datacentrum-, cloud- en technische aspecten. Dat hebben we nu allemaal op één plek samengevoegd zodat we nu holistisch kunnen denken over devices die verbonden zijn tot in het datacentrum, in plaats van ze te beschouwen als devices hier en het datacentrum daar.‘

’De vraag is hoe je de echte waarde van het IOT kunt ontsluiten voor de massa in plaats van voor de enkeling. IOT-oplossingen zijn nu meestal sterk verticaal ingericht. Stel dat je bijvoorbeeld een woonwijk wilt automatiseren met het oog op transport, of een haven, dan zie je dat dat allemaal aan elkaar wordt geknoopt met eigen interfaces die specifiek voor die oplossing worden ontwikkeld. Dat werkt als je voldoende geld hebt, maar de kleine spelers hebben niet de schaalgrootte en de middelen om van zo‘n oplossing te profiteren.‘

Wat heb je dan nodig voor een totaaloplossing?

’Als je het hebt over totaal nieuwe installaties is het wat makkelijker omdat je je systeem kunt inrichten met het oog op je totaaloplossing. Maar met name bij bestaande installaties zijn er op dit moment verschillende uitdagingen. Een van de belangrijkste is dat de ontwikkelaars van de devices gewend zijn traditionele embedded oplossingen te ontwerpen, die niet zo uitgebreid rekening hoeven te houden met IT-technologieën zoals cloud-diensten, regelmatige over-the-air patches en updates en mogelijkheden om in te spelen op de alsmaar ontwikkelende cybersecurity-problematiek. Hun software is hier traditioneel niet op ingericht; dat is nieuw voor deze industrie. Aan de andere kant zien clouddienstenleveranciers een enorm gefragmenteerde markt van devices met honderden verschillende protocollen en interfaces en gefragmenteerde datastandaarden, met gegevens in uiteenlopende formaten en verstopt in allerlei hoeken, in logbestanden of niet eens in bestanden, enzovoorts. Dus zij kijken naar beneden en vragen zich af hoe ze met die fragmentatie om kunnen gaan.‘

’Wat we als bedrijf nu als eerste doen, is het ontwikkelen van een soort gateway. Aan de zuidkant normaliseert die een groot aantal interfaces, data en protocollen, aan de noordkant biedt die een gestandaardiseerd aanspreekpunt voor clouddiensten. Het idee is dat een cloudserviceprovider via een aantal standaard Api‘s kan communiceren met de devices eronder. De gateway zorgt voor communicatie tot de devices, de authenticatie, beveiliging, enzovoorts. Embedded-ontwikkelaars leggen verbinding met de gateway via de protocollen waarmee ze bekend zijn. De gateway zorgt voor de normalisatie en handelt de complexiteit van de cloud af.‘

’Daarnaast moeten devices niet alleen met servers leren praten, maar ook met elkaar. Neem bijvoorbeeld een auto. Daar heb je allerlei verschillende systeemdomeinen zoals chassisbeheer, motorbeheer en infotainment. Je hebt een soort beheerder nodig die een overzicht heeft van de systemen en helpt bij de onderlinge communicatie. In de bestaande systemen loopt dat erg stroef; die daar zijn daar nooit voor ontworpen.‘

’De komende jaren zou de gateway hierin kunnen faciliteren en het IOT wat makkelijker maken om uit te rollen, waardoor ook de kleine spelers ervan kunnen profiteren.‘

Dat klinkt alsof het voornamelijk een softwareprobleem is.

’Het is waarschijnlijk zowel hardware als software. De belangrijkste vraag is vaak: wat ga je doen met je data en op welk niveau? Je hebt verschillende redenen om al aan de randen van het netwerk te filteren en data-analyses uit te voeren, bijvoorbeeld vanwege bandbreedte of omdat een antwoord uit de cloud te lang op zich laat wachten. We werken bijvoorbeeld samen met het bedrijf Bocom in China aan camerasystemen om verkeersstromen te beheren. Ze schatten dat hun camera‘s per dag zo‘n vijfhonderd petabyte aan gegevens genereren. Je kunt geen vijfhonderd petabyte het datacentrum in gooien en dan gaan verwerken. Ze voeren daarom al een gigantische hoeveelheid filtering uit aan de randen van het netwerk.‘

’Een groot deel van de oplossing bestaat dus ook uit de software om analyses uit te voeren op het device, in de gateway en in het datacentrum. Daarvoor hebben we een aantal overnames gedaan en IP opgebouwd rond Hadoop en analysemogelijkheden in het datacentrum.‘

’Voor een totaaloplossing is het dus belangrijk om een gedistribueerde architectuur te hebben waarin je data aan de randen kunt verwerken. Daar komt dus ook hardware bij kijken. Wanneer klanten beginnen met analyses aan de randen, krijg je een escalerende vraag naar rekenkracht in hun devices of in een gateway. Dan is het voordelig om alles op een enkele architectuur te hebben, zodat je je algoritme makkelijk kunt verschuiven vanaf het datacentrum tot aan het device.‘

Telefoonjongens

Op het Developer Forum, Intels jaarlijkse event waarin het de wereld bijpraat over zijn plannen, verraste CEO Brian Krzanich vriend en vijand met een nieuwe core die nog verder naar het low-end schaalt dan Intels Atom-architectuur: de Quark. Waarschijnlijk is het ontwerp in de verte gebaseerd op de ondertussen twee decennia oude Pentium 5-architectuur – destijds een desktopklasse processor. Zonder veel details vrij te geven, claimde Krzanich een pakweg tien keer lager verbruik met een vijf keer kleiner oppervlak dan de Atom. Wat de core verder bijzonder maakt, is dat hij synthetiseerbaar is, waar andere Intel-IC‘s doorgaans sterk geoptimaliseerde low-level ontwerpen zijn.

Waarom komt Intel met de Quark?

’Het is een X86-compatible architectuur die echt gericht is op meer low-end devices. We hebben hier een paar jaar aan gewerkt en we zetten haar nu in de markt vanwege de groeikansen die we zien in IOT, maar vooral omdat we een nog grotere kans zien in kleinere, meer low-end devices die ook allemaal verbindingsmogelijkheden en meer rekenkracht zullen vragen. En natuurlijk komt er dankzij wearable computing een markt voor low-end toepassingen.‘

Intel Quark
Intels embedded Quark-core zal zijn debuut maken in de X1000-Soc. Op het moment geeft het bedrijf nog geen specificaties. ’Maar je zal zien dat het echt draait om het verlagen van de bill of materials op platformniveau, en het bouwen van een sterk geïntegreerde energiezuinige oplossing gericht op low-end devices‘, zegt Ton Steenman.

Is het logisch voor Intel om hierop te mikken? Dit gebied is toch eigenlijk al wel door Arm afgekaderd?

’Als je over de industrie heenkijkt, zijn er denk ik nog steeds zo‘n zes of zeven gevestigde architecturen. Veel van de toepassingen betreffen de traditionele control– en embedded applicaties, en een groot deel daarvan begint nu na te denken over hoe ze onderdeel kunnen worden van een IOT-oplossing. Als wij echt succesvol willen zijn in het volgende computingtijdperk, waarin alles met elkaar wordt verbonden, en echt totaaloplossingen naar de markt willen brengen waarmee je data kunt omzetten in bruikbare informatie over de hele reeks van devices, is het voor onze klanten zeer voordelig wanneer ze over een groter palet aan schaalbare oplossingen beschikken op een consistente architectuur.‘

’We hebben onder meer ook de programmeer- en bootomgeving versimpeld, om het beter toepasbaar te maken voor devices met beperkt geheugen en kleinere coderuimte en dergelijke.‘

Maar een meer low-end, batterijgevoede toepassing heeft toch een heel ander softwaremodel, bijvoorbeeld met slaapstanden en reageren op interrupts? Verdwijnt het voordeel van X86-compatibiliteit daar niet mee?

’Onze embedded-klanten gebruiken meestal al omgevingen die afgesteld zijn op deze toepassingen. Dat kunnen ze nu uitbreiden naar deze nieuwe categorie. Veel van de toepassingen op Atom zijn PLC-achtige realtime applicaties, die relatief makkelijk zijn te schalen.‘

’Als je echt in de microcontroller-arena komt, dan wordt de wereld anders. En dan moeten we echt kijken wat er nodig is om zo ver naar beneden te schalen. Uiteindelijk zullen we ook in de 32 bit MCU-ruimte komen, maar er ligt een enorm gebied tussen Atom en MCU‘s dat Intel nooit heeft geadresseerd, en dat is nu de ruimte die we vooral willen bereiken met Quark-gebaseerde Socs. Als je kijkt naar een 32 bit MCU-gebaseerde ASSP, dan betaal je daar vandaag de dag rond de twee dollar voor; met Atom zitten we net wat onder de twintig dollar. Dus er is een groot gebied daartussenin dat we nog steeds kunnen bereiken.‘

’Binnen Intel hebben we vanuit onze mobiele Socs al een enorme sofware-expertise rond het omgaan met slaaptoestanden. Als het op verbruiksmanagement aankomt, zijn deze devices waarschijnlijk een stuk gevanceerder dan een embedded device ooit zal zijn; we hebben een enorm aantal slaapmodi, voltage-inputdomeinen en manieren om delen uit te schakelen. In onze lijn van embedded Socs reduceren we dat enorm, want embedded-ontwikkelaars hebben geen zin in die complexiteit, die willen minder slaaptoestanden dan de telefoonjongens.‘

Waarom is deze core synthetiseerbaar?

’Daarmee hebben we de mogelijkheid om snel verschillende afgeleide producten te ontwikkelen. Het wordt ook makkelijker om verschillende procesgeneraties te gebruiken.‘

Gaat Intel deze core ook in licentie geven aan derden?

’Vanuit technisch oogpunt is er geen reden waarom dat niet zou kunnen, maar daar hebben we nog geen beslissing over genomen.‘

Wat zijn de andere trends binnen Intels embedded-activiteiten?

’We hebben ook een significante focus op retail. Daar zijn grote veranderingen gaande en retailers zoeken naar manieren om dezelfde rijke beleving van internet naar de winkel te brengen. We werken samen met een aantal grote winkelketens aan technologie waarmee ze de juiste goederen op de juiste tijd kunnen aanbieden en echt een emotionele band met hun klanten kunnen opbouwen. Hier zijn allerhande oplossingen voor: signage, digitale kiosken, we zijn nu bezig met micro-signage op schapniveau, en dat moet allemaal samengebracht worden met gegevens over transacties en voorraden zodat je echt met de klant een verbinding aangaat, echt aanbiedt wat voor hem nuttig is en ook aanbiedt wat je op dat moment op voorraad hebt.‘

’Een andere trend die zich de afgelopen jaren heeft gevestigd, is workload-consolidatie. Voor netwerkinfrastructuur zijn we daar met Intel al een decennium mee bezig, maar andere industrieën beginnen dat idee ook te omarmen. Je ziet dit bijvoorbeeld in de automotive-industrie, en binnen de industriële controle is nu een beweging aan de gang om PLC‘s als soft-PLC‘s te consolideren op grote platforms, of om veiligheidssystemen te combineren met standaard controlsystemen. De virtualisatiefeatures in onze platforms en software daarbovenop bieden uitstekende fault isolation. Je hebt zo‘n sterke partitionering dat je niet meer per se aparte platforms nodig hebt.‘

’Ook de automotivemarkt blijft zich interessant ontwikkelen; het IOT-verhaal heeft ook betrekking op deze sector. We hebben de afgelopen jaren goede vooruitgang geboekt in infotainmentsystemen en de connected car, vanuit het perspectief dat we auto‘s en autotoepassingen met het internet verbinden. BMW en Mercedes hebben modellen op de markt met onze processoren en Nissan heeft vorige maand een nieuw model aangekondigd waar wij ook in zitten. Er is ook een trend om auto‘s met elkaar en met de weginfrastructuur te verbinden en we hebben samengewerkt aan de protocollen die daarvoor beschikbaar komen.‘

’Daarnaast heb je best een snelle ontwikkeling binnen de automotive-industrie wat betreft geavanceerde rijondersteuning, met name richting semiautonome en autonome voertuigen. Dat hele idee wordt nu snel volwassen. Twee jaar geleden had nog niemand het erover, maar de markt realiseert zich nu dat dit de komende vijf tot tien serieus kan worden. Dat is echt niet zo ver weg meer. Daar is wel een significante hoeveelheid rekenkracht voor nodig. Als je snel moet reageren op dingen die er rond de auto gebeuren, moet je echt een flinke headroom reserveren. Dat is dus voor ons een natuurlijk gebied om bij betrokken te zijn.‘