Las tendencias clave de la industria están dando forma al diseño integrado

Las tecnologías integradas están evolucionando:funcionan más rápido, se vuelven más compactas y cuestan menos. Una supercomputadora con una unidad de procesamiento de gráficos (GPU) se puede sostener en una mano y comprar por menos de US $ 100. Se puede utilizar para desarrollar inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático. Los módulos de inteligencia artificial que los autos autónomos necesitan para controlar el vehículo ahora pueden caber en el auto. Veamos las cinco tendencias principales.

Se está produciendo un crecimiento explosivo de las conexiones inalámbricas

Según Grand View Research, se proyecta que Internet de las cosas será un mercado de 1 billón de dólares para 2025. Esto representa una gran cantidad de conexiones, que mejorarán muchas áreas de nuestras vidas, incluidas la fabricación, el comercio minorista, la energía, las ciudades inteligentes, la salud. cuidado, transporte y más. La iniciativa Industria 4.0 del sector manufacturero podría ser la primera en cosechar los beneficios. Con el mantenimiento preventivo, la supervisión de datos en tiempo real y los informes que posibilitan las conexiones de IoT, las fábricas inteligentes producirán más con menos.

La era 5G llevará las velocidades de transmisión a 20 Gbps; 6G promete ser aún más rápido. Y con la disponibilidad de redes de área amplia de bajo consumo (LPWAN), junto con chips y dispositivos de proveedores como NimbeLink, Sequans, MultiTech , Elektronik, Digi y Telit , el crecimiento explosivo de las conexiones inalámbricas seguirá acelerándose. El IoT estará en todas partes.

La velocidad lo es todo

Los procesadores multinúcleo funcionan mejor porque pueden dedicar núcleos individuales a realizar tareas computacionales únicas, como el procesamiento de gráficos. Casi todo el mundo está familiarizado con los procesadores de 8 o 16 núcleos. Últimamente, sin embargo, Intel y AMD han estado impulsando procesadores de 128 núcleos. Arm, una empresa de propiedad intelectual, ha puesto el desarrollo de un procesador de 192 núcleos basado en nodos de 5 nm en su hoja de ruta, decidido a superar a todos los demás. No es de extrañar que Nvidia, líder en GPU, esté buscando la compra de Arm por un precio de 40.000 millones de dólares.

Todos persiguen la súper velocidad en anticipación a Internet 5G (actualmente se ha demostrado que es capaz de velocidades de enlace descendente de 10 Gbps, en comparación con 0.5 Gbps para 4G LTE). Los procesadores, Internet y los sistemas no solo serán más rápidos, sino superrápidos.

Por otra parte, la misión de la computación cuántica es proporcionar una capacidad informática muy rápida para la investigación científica y el aprendizaje automático. La computación cuántica puede permitir la resolución de problemas en segundos en lugar de los días que requerirían las computadoras convencionales para problemas similares. En lugar de usar bits para representar un estado de 0 o 1, el enfoque de la computación cuántica es usar un bit cuántico, o qubit, para representar 0 y 1 al mismo tiempo.

Si bien la computación cuántica es rápida, medir el qubit es un desafío. Sin embargo, un equipo de la Universidad Aalto de Finlandia pudo medir recientemente el qubit utilizando solo una cantidad muy pequeña de energía, lo que podría impulsar la tecnología.

Controlar la ruta que tomará un qubit es otro desafío. Pero investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Universidad de la Ciudad de Nueva York en los EE. UU. Informaron sobre la generación e integración directa de emisores cuánticos en una plataforma de CI fotónica basada en nitruro de aluminio.

Sin duda, la computación cuántica desempeñará un papel en el aumento de la velocidad de la computación, pero aún faltan algunos años para la computación cuántica generalizada.

Los ciberataques son cada vez más frecuentes y peligrosos

Los ciberataques han ido en aumento y, si bien esos ataques siempre han sido disruptivos, se están volviendo cada vez más peligrosos. A medida que la pandemia se extendía en la primavera, por ejemplo, la Organización Mundial de la Salud advirtió que los ataques cibernéticos a la organización se habían quintuplicado en comparación con el número del año anterior. El infame ataque a la red eléctrica de Ucrania dejó a 200.000 clientes sin electricidad, una interrupción importante en la vida diaria, y no fue un incidente aislado.

Existen muchos tipos diferentes de malware. En los ataques de ransomware, los piratas informáticos se apoderan de un sistema y exigen un rescate de sus víctimas para devolver el control a los propietarios legítimos. Los piratas informáticos ransomware son cada vez más sofisticados y codiciosos. Han atacado empresas, instalaciones gubernamentales e incluso hospitales.

En septiembre, la muerte de un paciente en Alemania estuvo directamente relacionada con un ciberataque. Necesitaba atención médica urgente, pero un ataque de ransomware en el hospital de Düsseldorf al que la habían trasladado para recibir atención impidió que la instalación brindara los servicios necesarios para salvar su vida. El paciente fue trasladado a un hospital a 32 kilómetros de distancia, pero ya era demasiado tarde. Este fue el primer informe de una tragedia de este tipo, pero puede que no sea el último.

Con el establecimiento de más conexiones y velocidades 5G más altas, es probable que tales ataques se vuelvan más frecuentes. Para contrarrestarlos, las organizaciones están intensificando sus esfuerzos de ciberseguridad. Las proyecciones indican que los ingresos por ciberseguridad alcanzarán los 254.000 millones de dólares para 2025. El software y hardware de seguridad integrados están creciendo exponencialmente. Los nuevos diseños de hardware tienen cada vez más silicio de seguridad integrado de Infineon, Microchip, STMicroelectronics, Micron, Winbond y otros.

La carrera entre ciberataques y contraataques se intensificará.

La realidad virtual se está convirtiendo en realidad

Desde el desarrollo inicial de la realidad virtual 3D para juegos, la realidad virtual y sus derivados se han convertido en un negocio serio y muy rentable. El concepto de realidad virtual inicial ha evolucionado para incluir realidad aumentada (AR), realidad mixta o fusionada (MR) y realidad extendida (XR), expandiendo la tecnología a una gama de aplicaciones industriales y comerciales.

La RA es ideal para entrenar. Los usuarios usan gafas transparentes con información superpuesta en la pantalla. La información podría ser, por ejemplo, instrucciones para realizar un procedimiento de reparación de equipos. MR lleva esto un paso más allá al permitir a los usuarios ver tanto una situación real como otros escenarios posibles, mezclando imágenes reales y creadas. Finalmente, XR es la aplicación definitiva, que proyecta imágenes de tipo holográfico que parecen reales y físicas. Por ejemplo, XR daría una nueva dimensión a las conferencias remotas; a diferencia de las videoconferencias tradicionales, con XR, una imagen de la persona aparecería frente al usuario como si se estuviera celebrando una reunión cara a cara.

Las aplicaciones de realidad virtual que pueden aumentar la productividad abarcan una amplia gama, incluida la medicina, la fabricación, la formación y el entretenimiento. Por ejemplo, un médico en formación requiere muchas experiencias prácticas, que pueden ser costosas de configurar, si no difíciles de encontrar. Con la realidad virtual, se puede configurar una simulación para que el practicante médico practique sin el riesgo de cometer un error grave en un paciente real.

Gafas inteligentes de realidad mixta Microsoft HoloLens (Imagen:Microsoft)

Las organizaciones de primer nivel que invierten en realidad virtual incluyen Microsoft, Google e Intel, entre otras. Los observadores del mercado esperan que surjan nuevas innovaciones y oportunidades de realidad virtual en los próximos meses. A medida que avanza la pandemia, por ejemplo, las reuniones virtuales de tipo holográfico podrían ser la mejor opción para reunirse con colegas cara a cara (real).

La inteligencia artificial estará en cada diseño integrado

La inteligencia artificial y su aplicación práctica, el aprendizaje automático, están ganando impulso, y se espera que más diseños integrados incluyan los conceptos a lo largo del tiempo. Hoy en día, la inteligencia artificial se utiliza en casi cualquier segmento que pueda imaginar, incluidos el comercio minorista, la atención médica, la conducción autónoma, el comercio electrónico, la fabricación, la cadena de suministro, el control industrial, el entretenimiento, la banca y muchos más.

Por ejemplo, un sistema basado en inteligencia artificial puede equiparse con una cámara de video para garantizar que los trabajadores usen el equipo de protección adecuado durante una operación. Hoy en día, la fábrica inteligente equipada con IoT e IA puede aumentar la productividad al monitorear la operación en tiempo real y hacer que la IA tome decisiones que eviten errores operativos. A la larga, la IA podría hacer mucho más. En una visión de la futura fábrica, la instalación utilizaría inteligencia artificial y robótica para readaptarse sobre la marcha para la producción de un producto diferente. Una línea de montaje configurada para fabricar dispositivos médicos un día, por ejemplo, podría fabricar relojes inteligentes portátiles al día siguiente.

La IA también puede hacer que las transacciones bancarias y de otro tipo sean más seguras. Flowchain, una organización blockchain basada en código abierto con sede en Taiwán, ha propuesto una forma de combinar tecnologías de IoT, IA y blockchain para crear un enfoque de minería de datos más seguro. Blockchain es una solución de contabilidad electrónica relativamente nueva para garantizar la seguridad. Cuando una transacción está pendiente, todas las partes interesadas son notificadas y deben estar de acuerdo antes de que se permita que se lleve a cabo.

Las asociaciones en IA incluyen una colaboración entre Nvidia y VMware, una compañía de software que ayuda a los segmentos industriales a conectarse a múltiples nubes. Los socios tienen la intención de ofrecer una plataforma empresarial de un extremo a otro para la inteligencia artificial. Intel se ha alineado con el Centro de Computación de la Universidad de Heidelberg en un intento por ponerse al día de facto líder Nvidia.

Al mismo tiempo, se dispone de más hardware de IA a un precio más asequible. Nvidia anunció recientemente un módulo GPU reempaquetado con un precio de US $ 59, con la intención de ponerlo a disposición del público. El módulo compacto ofrece muchos puertos de E / S, incluidos USB, HDMI y Gigabit Ethernet, y admite proyectos de código abierto basados ​​en el módulo.

Jetson Nano 2GB de Nvidia (Imagen:Nvidia)

La startup de inteligencia artificial Hailo lanzó recientemente un módulo de aceleración de inteligencia artificial basado en su propio chip Hailo-8 para competir con Google e Intel.

Los usos que se pueden dar a la IA están limitados únicamente por la imaginación. Y con la disminución de precio del hardware de IA, se espera que los diseños integrados agreguen capacidad de IA.

L adelante

La pandemia nos ha obligado a mirar todo de otra manera. Algunas industrias se han puesto patas arriba y podrían cambiar para siempre. Las empresas de las industrias de viajes y entretenimiento han luchado por reinventarse, y algunas se han visto obligadas a cerrar de forma permanente. Pero ha habido un auge de la telemedicina, habilitado en parte por nuevos dispositivos médicos que conectan a médicos y pacientes en línea. Ahora se pueden medir más signos vitales en casa y los datos se pueden poner a disposición de los médicos de forma remota.

Las tecnologías integradas seguirán creciendo, aunque la pandemia haya alterado los caminos hacia esa expansión. De cara al futuro, espere ver un crecimiento más explosivo en las conexiones inalámbricas, procesamiento y computación integrados más rápidos, más ciberataques y soluciones de contraataque, realidad virtual más sofisticada e inteligencia artificial en cada diseño integrado.

>> Este artículo se publicó originalmente el nuestro sitio hermano, EE Times Europe.