Internet der Dinge braucht offene Standards

Das Next-Generation-Computing und das Netzwerken über das Internet – eine Kombination, die ich “Connected Computing” nenne – versprechen großes Potenzial, da es das Internet der Dinge ermöglicht. Zuerst aber müssen wir folgende Punkte deutlich verbessern: die Interoperabilität und Kommunikationsprotokolle, allgemeine Prozess- und Programmierungs-Schnittstellen sowie Tools, die die Barrieren zwischen verschiedenen Plattformen, Geräten und Betriebssystemen überwinden können.

Wenn diese Anstrengungen scheitern, wird das Internet der Dinge wesentlich behindert, im schlimmsten Fall wird es nicht viel mehr als das Internet von Babel sein.

Das Internet der Dinge beschreibt eine große Bandbreite von Internet-basierten Geräten, Anwendungen, Sensoren und Objekten und ihrer virtuellen Entsprechungen – “Dinge”, die drahtlos gemanaged, erfasst und überwacht werden. ABI Research schätzt, dass bis zum Ende der Dekade mehr als 30 Milliarden drahtlos verbundene Geräte existieren werden. Bis zum Jahr 2020 – also mehr als sechs Jahre in der Zukunft – sagt die Gartner Group IoT einen Gesamtwert und wirtschaftlichen Benefit von über 19 Billionen Dollar voraus.

Und hier liegt das Problem. Das heutige Internet besteht hauptsächlich aus von Menschen über Computer und Geräte kreierten Daten. Leute schreiben Dokumente, erstellen Datenbanken, Fotos und laden Bilder hoch. Laut dem Technologen Kevin Ashton, der den Begriff “Das Internet der Dinge” geprägt hat, wird im Jahr 2020 genau das Gegenteil stattfinden: Hunderte Millionen von Internet-basierten Geräten werden hauptsächlich Daten nutzen, die von anderen Geräten erstellt wurden. Hierunter versteht man auch die Kommunikation von Maschine zu Maschine (M2M), ein schnell wachsender Bereich des “Embedded System Market”.

Ashton sagt, IoT der nächsten Generation hat das Potenzial die Welt zu verändern, und ich stimme dem zu. Indem Menschen als die primäre Quelle für die Informationserstellung an Bedeutung verlieren, wird IoT eine extrem effiziente sich selbst organisierende Einheit, die all die unzähligen Details verwalten, so dass die Menschen sich auf neue Ideen fokussieren können.

Damit dies geschieht, muss die Kommunikation aber auf verschiedenen Level stattfinden, angefangen von der Hardware, einschließlich des physischen Unterbaus von IoT – also den integrierten Komponenten in jedem Gerät – hin zu Kommunikationsprotokollen und Methoden, die von Gerät zu Gerät zur Cloud und zurück miteinander verbunden sind.

Die gute Nachricht ist: Dies alles geschieht bereits, insbesondere auf der Hardware-Seite. Eine neue offene Systemarchitektur mit dem Namen “Heterogeneous System Architecture” (HSA) mit passenden Programmiertools avanciert derzeit zum Industriestandard der nächsten Generation, der verschiedene Typen von Mikroprozessoren und Computing-Elementen integriert.

Diese heterogenen Designs kombinieren Grafik- und Computing-Komponenten, um eine schnellere Performance und bessere Displays mit deutlich geringerem Energieverbrauch bereitstellen zu können. Dies geschieht über die Koordination der seriellen Verarbeitung von konventionellen CPUs mit den parallel verarbeitenden Funktionalitäten der “Graphic Processing Units” (GPUs) sowie über eine Optimierung der “Digital Signal Processors” (DSPs) und anderer leistungssteigernder Komponenten mit geteiltem Memory Access mit hoher Bandbreite. Das Ergebnis ist eine erheblich höhere Effizienz, da die unterschiedlichen Computing-Elemente nahtlos ineinandergreifen.

Die “Heterogeneous System Architecture Foundation” (HSA) ist ein Konsortium aus Industrieführern wie AMD, ARM, Imagination Technologies, LG Electronics, Mediatek, Oracle, Qualcomm, Samsung, Texas Instruments und 40 weiteren Unternehmen sowie akademischen Institutionen einschließlich der Northeastern University. Das Konsortium hat sich der Aufgabe verschrieben, einen effizienteren Ansatz der Computerarchitekturen zu entwickeln. Über die offensichtlichen Performance-Steigerungen ist ein weiterer Vorteil dieser Architektur, dass sie eine große Mobilität der Geräte mit sich bringt. Anwendungen, die mit HSA-Tools geschrieben sind, können leicht auf andere kompatible Plattformen übertragen werden und ermöglichen “Write-Once- und Run-nearly-anywhere”-Funktionalitäten. Dies wird die Kompatibilität vieler Anwendungen innerhalb des IoT befeuern.

Die Funktionalitäten von HSA sind in den neuesten Mikroprozessor-Designs der Accelerated Processing Units (APUs) integriert. Durch HSA werden verschiedene Typen an Prozessorkernen standardisiert, einschließlich CPUs und GPUs innerhalb eines einzigen Silicon-Chips. AMD hat damit als erster am Markt den Betrieb beider Prozessortypen synchronisiert mittels “heterogeneous Queuing” (hQ), einem ganzheitlichen Random-Access-Memory und Daten, die “heterogeneous Uniform Memory Access” (hUMA) verwenden. Über die Integration von HSA sind diese APUs die fortschrittlichsten Computing-Plattformen am Markt und sind wegweisend für die Industrie.

Heterogene Plattformen drängen nun in alle Bereiche des Computings, angefangen von hochleistungsfähigen Computern und Servern über Tablet und Mobiltelefone hin zu integrierten Geräten. Diese Prozessoren markieren eine neue Ära der Systemarchitekturen und bringen die Industrie einen Schritt weiter dahin, 30 Milliarden IoT-Geräte bis zum Jahr 2020 miteinander zu verbinden.