پردازنده اینترنت اشیا

راهنمای انتخاب پردازنده اینترنت اشیا

در هنگام انتخاب پردازنده اینترنت اشیا IoT ملاحظاتی را باید در نظر بگیرید. به‌علاوه باید نگاهی به نحوه تأثیرگذاری بنیاد RISC-V بر چشم‌انداز پردازنده داشته باشید.

اینترنت اشیا به معنای واقعی کلمه شامل همه‌چیز، از پوشیدنی گرفته تا اتومبیل و هر چیز بین این دو مفهوم می‌شود. درحالی‌که عوامل زیادی از جمله شکل، ارتباط، کارکرد و تعداد بی‌شماری از عوامل دیگر ممکن است متفاوت باشند، از این رو معیارهای انتخاب هر دستگاه متصل با یک پردازنده نیز ممکن است تفاوت داشته باشند. با این حال حتی پردازنده‌ها نیز می‌توانند بسیار متفاوت باشند و شرکت‌ها مجبورند هنگام انتخاب یکی از آنها تصمیم‌های بسیاری بگیرند.

بیل ری مدیر ارشد تحقیقاتی در گارتنر می‌گوید: “پردازنده قلب یک نیمه‌ هادی است. پردازنده کار ریاضیات را انجام می‌دهد و برنامه را اجرا می‌کند. به عنوان نمونه یک سنسور در یک ترموستات ممکن است داده‌های دما را جمع‌آوری کند اما این داده‌ها نمی‌توانند مستقیماً به یک تراشه ارتباطی بروند. پردازنده اطلاعات را می‌گیرد و بسته‌بندی می‌کند و به تراشه ارتباطات می‌فرستد. اگر داده‌ها تغییر نکرده باشند، پردازنده ممکن است تشخیص دهد که دیگر نیازی به ارسال مجدد نیست.”

پردازنده اینترنت اشیا

ری می‌گوید” پردازنده IoT نباید با اجزا موجود در تراشه که شامل یک تراشه رادیویی، حافظه، پردازنده و اتصال همه در یک قطعه سیلیکون است، اشتباه گرفته شود. با ظهور IoT ، تغییرات زیادی در پردازنده‌ها مشاهده می‌کنیم و این به دلیل تنوع دستگاه‌ های متصل است. امروزه در همه‌ ی اشیا یک تراشه وجود دارد. این مرزهای جدید بار کاری متفاوتی نسبت به یک سرور در یک مرکز داده یا یک دسک‌تاپ یا یک تلفن همراه دارند و شما ممکن است محدودیت‌ هایی در اندازه، حافظه و تقاضای عملکرد و همچنین مصرف انرژی کمتری داشته باشید.

اکثر شرکت‌ها در حال آزمایش راهکارهای اینترنت اشیا هستند. به گفته ری، آنها نمی‌دانند از چه فناوری اتصال برای کاربرد مورد انتظار، نیاز یا عدم نیاز به GPS، چه تعداد سنسور و غیره نیاز دارند. به همین دلیل فرایندهای جداگانه زیادی مستقر می‌شوند. این فرایندها در مقادیر کم تولید می‌شوند و در مکان‌های کوچک استفاده می‌شوند. وقتی شرکت‌ ها متوجه می‌شوند کدام برنامه‌ها محبوب خواهند بود، آنها شروع به ساخت تراشه‌ های سفارشی برای برنامه خاص خود می‌کنند و تراشه‌ها انحصاری می‌شوند.

انتخاب پردازنده اینترنت اشیا IoT

در هنگام انتخاب پردازنده، عامل اصلی که باید در نظر بگیرید میزان قدرت پردازش مورد نیاز شماست که توسط نرم‌افزاری که می‌خواهید اجرا کنید، دیکته شده است. شما باید برای سنسور برنامه بنویسید. اگر به سراغ سیستم‌عامل 32 بیتی می‌روید می‌توانید از لینوکس استفاده کنید و برنامه نویسان ارزان‌ قیمت استخدام کنید. توسعه آسان و سریع است. اگر به سراغ سیستم‌های 16 بیتی بروید، باید شخصی را استخدام کنید که یک زبان برنامه‌نویسی سطح پایین را می‌داند. اینکار هزینه کمتری دارد اما در درازمدت، حفظ نرم‌افزار نیز هزینه بیشتری خواهد داشت.

پردازنده ARM

برنامه نوشته شده در مصرف برق تأثیر دارد و باید در نظر گرفته شود. هرچه قدرت پردازش بیشتری در دسترس باشد. سیستم‌عامل پیچیده‌ تری نیز خواهید نوشت و عملکرد بیشتری را در اختیار شما قرار می‌دهد. این باعث افزایش مصرف انرژی می‌شود که بسته به کاربرد آن می‌تواند مشکل‌ساز باشد.

علاوه بر قدرت پردازش، توسعه‌ دهندگان باید دستورالعمل‌ های مربوط به معماری پردازنده را در نظر بگیرند. تیم ویتفیلد، معاون استراتژی صنعت خودرو اینترنت اشیا در شرکت ARM می‌گوید: “معماری، مجموعه دستورالعمل‌ها قراردادی بین نرم‌افزار و سخت‌افزار است. در انتخاب معماری، شما در حقیقت یک اکوسیستم نرم‌افزاری را انتخاب می‌کنید.”

وی ادامه می‌دهد: “شرکت ARM دارای اکوسیستم عظیمی از ابزارهای توسعه نرم‌افزار و پلتفرم‌ هایی است که افراد را قادر می‌سازد یک یا چند ایده را به یک سیستم عملکردی منتقل کنند. نرم‌افزار بخشی گران و جدا از فرایند طراحی است. هرچه بیشتر بتوانید از پلتفرم‌ هایی که از قبل وجود دارد استفاده کنید، سریعتر می‌توانید دستگاه خود را به راحتی در سیستم مورد نظر خود مستقر کنید.”

RISC-V یک سخت‌افزار منبع‌باز ISA است. ردموند می‌گوید: “RISC-V دارای یک دستورالعمل کوچک و ساده است به این معنی که کاربران آنها می‌توانند پسوندهای سفارشی یا سیستم‌ عامل مناسب برای کاربرد خاص خود را به آنها اضافه کنند.”

RISC-V همچنین در حمایت از توسعه‌ دهندگان با نرم‌افزار متمرکز است. او در ادامه می‌گوید: “تا امسال ما بیشتر متمرکز بر سخت‌افزار بودیم. و اکنون در حال دو برابر کردن طرفیت اکوسیستم نرم‌افزاری هستیم که از مرز سخت‌افزاری عبور کند.”

RISC-V در مقابل ARM

بازار پردازنده ISA در درجه اول تحت سلطه ARM و RISC-V است. ری می‌گوید: “ARM بازار معماری‌ های IoT را در اختیار دارد و اکنون توسط RISC-V به چالش کشیده شده است. قطعاً این محبوبیت در حال افزایش است و ما انتظار داریم که این دستگاه برای تجهیزات کم‌مصرف ARM یک رقیب بزرگ باشد.”

هر دو ARM و RISC-V، می‌توانند طیف گسترده‌ای از موارد استفاده را از کوچکترین کاربرد با کارآمدترین دستگاه‌ها تا پیچیده‌ ترین دستگاه با کارایی بالا که پردازش و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها را انجام می‌دهد، پشتیبانی کنند.

پردازنده مناسب IOT

ARM انواع پردازنده‌ ها و مدل‌ ها را برای رفع نیازهای هر کاربردی ارائه می‌دهد و سیستم‌ عامل منبع باز Mbed OS در آنها تعبیه شده است.

ویتفیلد معتقد است که صنعت در حال حرکت به سمت موج پنجم محاسبات است . که در آن محاسبات به سمت یک مدل توزیع شده حرکت می‌کند. ما در حال تحول هستیم و پردازش edge to edge در حال گسترش است. و این بدان معناست که شما به انواع مختلفی از موتورهای محاسباتی و مدل‌های تجاری نیاز دارید. تا افراد بتوانند نوآوری کنند. شرکای ما بیشتر با ما در مورد چگونگی تکامل فناوری صحبت می‌کنند.تا مطمئن شویم که می‌توانیم مشکلات فناوری آنها را حل کنیم.

امکان ارتقا نوآوری موضوعی است که توسط RISC-V پشتیبانی می‌شود. ردموند در این باره می‌گوید: “برای ساخت پردازنده‌های خود نیازی به سرمایه‌گذاری میلیاردها دلار ندارید. داشتن بلوک‌های ساختمانی از RISC-V باعث تسریع در زمان ارائه به بازار می‌شود، توسعه را کاهش می‌دهد، فشار دسترسی به مهندسان خبره برای دستیابی به طراحی حرفه‌ای را کاهش می‌دهد و برخی از ریسک‌های استراتژیک را کاهش می‌دهد.”

درحالی‌که RISC-V انعطاف‌پذیری را در ساخت پردازنده خود را ارائه می‌دهد اما مدل محدود به آن نیست. ردموند معتقد است: “مدل ما این نیست که کاربر را با بهره‌گیری از تمام وسایل خود کار را سنگین کند، یک اکوسیستم کامل وجود دارد که بتواند از شما پشتیبانی کند، خواه بخواهید همه این کارها را بکنید و یا بخواهید تنها برای دستیابی به یک هدف خاص از آنها کمک بگیرید.”

فراتر از پردازنده

تصمیمات مربوط به پردازنده‌ ها به همین جا ختم نمی‌شود. هنگامی که شرکت‌ ها در مرحله آزمایشی استقرار IoT خود را پشت سر می‌گذارند. و نیازهای آنها را تعیین می‌کنند. ممکن است راهی را پیدا کنند که آن شرایط را برآورده کند یا ممکن است تصمیم بگیرند که خودشان این راه را بسازند. ردموند با استناد به مایکروسافت به عنوان نمونه‌ای از شرکت‌ هایی که شروع به ساخت تراشه‌ های خود کرده است. می‌گوید: “یکی از مواردی که ما پیش‌ بینی می‌کنیم افزایش قابل‌ توجهی در شرکتهایی است که تراشه‌ های نیمه‌ هادی خود را تولید می‌کنند.”

هنگامی‌که مقدار تولید افزایش یافت و راه‌حل IoT موفقیت‌ آمیز شد. نکته‌ای وجود دارد که ساختن یک SoC که دقیقاً مطابق با عملکرد مورد نیاز شماست امری اقتصادی خواهد بود. دو شرکت وجود دارد که یک تراشه را تولید می‌کنند. و سپس شما باید پردازنده خود را داشته باشید، این هزینه را پایین می‌آورد و راه را برای رقبا دشوارتر می‌کند. زیرا شما صاحب محصول و تراشه خود هستید. تهیه نسخه‌ای از آن برای افراد غیر دشوارتر است.

فهرست مطالب

مقالات مرتبط
اینترنت اشیا و خودرو های برقی – کاربرد ها و چالش ها
تاثیر اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) در تعمیر و نگهداری پیش بینی شده
اینترنت اشیا (IoT) چیست؟ هرانچه که باید بدانید
کارخانه هوشمند چیست؟ هر آنچه که باید بدانید
اینترنت اشیا چیست؟ هر آنچه که باید بدانید

اشتراک گذاری :

اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در email

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.