Encontrar los factores desencadenantes del éxito del hardware de código abierto

La última década se definió por las innovaciones de código abierto en varios campos tecnológicos. La naturaleza de acceso público de la pila de software permitió a la comunidad de desarrolladores intercambiar código y realizar ideas para construir obras maestras colaborativas más allá de los límites de la organización. La comunidad en general no reconoció la tendencia durante mucho tiempo. Eventualmente, el volumen y la calidad ganaron muchos defensores, y el código abierto se convirtió en el estándar de oro de facto para el software, pero ¿qué pasa con el hardware de código abierto?

Mientras el software crecía, el desarrollo de hardware permanecía aislado y centrado en la empresa para crear una ventaja competitiva. La historia del hardware está llena de movimientos no colaborativos que conducen al surgimiento de especificaciones divergentes. Hay tantos ejemplos en los que la innovación aislada condujo en última instancia a un mercado fragmentado. En lugar de convertirse en una ventaja comercial sostenible, la naturaleza propietaria se convirtió en un cuello de botella y finalmente llevó al final de ese estándar. Sony BlueRay fue uno de esos ejemplos.

Una posible razón podría ser que el hardware es la fuente de competitividad empresarial a través de la protección de la propiedad intelectual, por lo que las empresas deseaban mantenerlo internamente. Evidentemente, este enfoque no se ha escalado y hemos sido testigos de un crecimiento mucho más lento de las plataformas de hardware. Por ejemplo, la industria no estaba preparada cuando surgieron casos de uso ajustados pero exigentes para la inteligencia artificial (IA). Los jugadores existentes intentaron impulsar las soluciones tradicionales de FPGA, GPU y CPU, que no eran ideales para los cálculos exigidos por una industria de inferencia en evolución. Durante mucho tiempo, Arm continuó innovando y proporcionó un conjunto de instrucciones muy evolucionado, pero al final, tampoco pudo mantener el ritmo.

Este escenario culminó cuando Amazon y Google vieron el potencial de las soluciones informáticas personalizadas, por lo que comenzaron a invertir en semiconductores para trabajar en soluciones de procesamiento personalizadas por inferencia. Ha traído el rayo de luz en el horizonte para los vehículos dirigidos por hardware de código abierto que ayudarán a reducir el abismo entre la ciencia de datos y la inteligencia impulsada por big data. Este artículo traza el recorrido del software de código abierto y extrae lecciones que pueden ayudar al hardware de código abierto a ponerse al día mediante la adopción de las mejores prácticas.

Figura 1:Arm y su arquitectura de conjunto de instrucciones (ISA) han sido un centro de conocimiento durante años. (Fuente:Arm)

Salsa secreta de código abierto

Cuando el concepto de código abierto surgió por primera vez hace más de dos décadas, había muchas preguntas sobre la monetización y, con el tiempo, evolucionaron varios modelos. En la actualidad, más de 35 millones de desarrolladores contribuyen al código, alimentando miles de millones de dispositivos y generando un valor significativo como resultado. Es evidente a partir de la cotización pública de MongoDB ($ 7,9 mil millones) y Elastic ($ 7,3 mil millones) además de las adquisiciones importantes de GitHub por parte de Microsoft ($ 7 mil millones), RedHat por IBM ($ 34 mil millones) y MuleSoft por Salesforce después del público. listado de $ 6.5 mil millones.

Hoy en día, todas las grandes empresas utilizan el código abierto de alguna forma, ya que ayuda a crear el software optimizado para resolver los problemas actuales. Si bien las industrias de la informática y las telecomunicaciones son los principales consumidores de software de código abierto y cubren aproximadamente el 60% de sus necesidades de software, las empresas industriales y sanitarias lo están adoptando rápidamente. El código abierto ha reducido drásticamente el tiempo de desarrollo, ya que la mayoría de los módulos están disponibles en una forma bien probada y optimizada, listos para integrarse en la pila de software para resolver problemas específicos.

El código abierto ofrece una lección de marketing clásica:los usuarios ya son clientes incluso antes de darse cuenta. Para cuando se dan cuenta, están usando tanto código abierto en su pila que es mejor que compren una licencia. La industria ha recorrido un largo camino desde la licencia incubada de Apache hasta licencias más favorables para los negocios que ofrecen MongoDB, Elastic y Cockroach. Así es como el código abierto fue pionero en freemium sin ninguna necesidad clara de marketing en los primeros días.

La salsa secreta para el éxito del software de código abierto es encontrar un problema en el centro de cualquier nuevo viaje y dejar que el modelo de negocio emerja con el tiempo. A medida que resuelve problemas más importantes, la demanda de su código fuente aumenta, lo que lleva a escalar el proyecto y atraer más capital. Es por eso que los cuartiles superiores de los proyectos de código abierto generan una tracción significativa para los desarrolladores, mientras que la mayoría de ellos son proyectos comunitarios gratuitos.

También es esencial comprender por qué alguien pagaría por un código que ya es de código abierto. La respuesta radica en el soporte dedicado, las correcciones de seguridad y el mantenimiento durante un período. Conduce a diferentes niveles de apertura para atender a los diferentes niveles de demanda de la industria.

Advenimiento de Linux

Hoy en día, el software de código abierto ha evolucionado significativamente en términos de clases magistrales de código y modelos comerciales. Siempre que una empresa líder se involucró en el desarrollo de código abierto, se convirtió en el catalizador para crear una pila grande y duradera.

Google ha sido pionero en varias historias de éxito, como el sistema operativo móvil Android, el aprendizaje automático de TensorFlow y Kubernetes para la implementación, el escalado y la administración de aplicaciones en contenedores. Hay varios ejemplos de nuevas empresas más jóvenes por parte de emprendedores que se esfuerzan por resolver un problema. A medida que las masas reconocieron de manera prominente el problema, la solución creció en tamaño y volumen, lo que condujo a una historia de éxito empresarial.

En este viaje de crecimiento, el componente clave fue la llegada de Linux. Sirve como una columna vertebral escalable que podría asimilar tantos componentes y hardware diversos y ofrecer un alto rendimiento sin problemas. Ya sea que esté proporcionando una red troncal sólida para manejar los estrictos requisitos de tiempo o creando espacio para adaptarse a diferentes formas de manejar elementos específicos de la arquitectura, Linux ha estado a la altura de los casos de uso exigentes al tiempo que ofrece resultados con éxito.

Construyendo pegamento similar a Linux

Con este contexto sobre la evolución del software de código abierto, cambiemos nuestra exploración al mundo del hardware de código abierto. No es que el hardware de código abierto no haya tenido éxito; Dondequiera que el hardware se haya convertido en código abierto, se convierte en una gran historia de éxito. Arduino, una placa de microcontrolador de código abierto, es un ejemplo de cómo el hardware de código abierto ha revolucionado la forma en que las personas usan el hardware para la investigación y las actividades relacionadas con proyectos.

Figura 2:Las placas de microcontroladores Arduino son un testimonio de la promesa del hardware de código abierto. (Fuente:Arduino)

La idea del hardware de código abierto está ganando fuerza rápidamente con la creciente necesidad en el mundo de la informática. Varios jugadores pequeños experimentaron con hardware modular para ofrecer a los clientes opciones para configurar con los módulos de hardware preferidos. La idea es emocionante, ya que permite a los usuarios emplear el mejor hardware de su clase para altavoces, cámaras y módulos de red de diferentes proveedores y crear cualquier dispositivo que deseen.

Pero este enfoque no se ha traducido en ofertas escalables y adopción masiva por parte de los consumidores. La razón se remonta a la ausencia de un código de hardware que pueda hacer que la modularidad del hardware sea realmente utilizable. El desarrollo en silos y extremadamente atado hace que sea casi imposible lograr la modularidad en el producto final. Con los procesadores llegando al punto de violar la Ley de Moore, existe una necesidad sin precedentes de innovaciones pioneras para aunar la sabiduría predominante en esta industria.

Como vemos la demanda de código abierto en el espacio del hardware, los pioneros pueden tomar prestadas algunas lecciones de sus hermanos del software de código abierto. Se concibió el software de código abierto para cerrar la brecha de rendimiento en el software proporcionado por los principales proveedores. Como resultado, la atención nunca se centró en la facilidad de uso, sino en una mayor confiabilidad y rendimiento del código en entornos desafiantes.

Linux se convirtió en un sistema operativo popular para servidores. MySQL desafió a Oracle en ese espacio simplemente por los méritos de la solidez arquitectónica y el enfoque modular y abordó las deficiencias de las arquitecturas monolíticas. Hoy, vemos a Amazon vendiendo casi todos los módulos de software como un servicio separado, lo que era imposible en la filosofía de software monolítica anterior.

La pregunta clave es, ¿cuál es el equivalente de Linux para el hardware de código abierto? El desafío radica en la complejidad del hardware, lo que hace que sea casi imposible construir un pegamento similar a Linux para unir todo el hardware. Como resultado, las barreras físicas, legales y económicas nunca son realmente desafiadas para construir un ecosistema de hardware democrático. En la primera parte, el límite físico es bastante complicado y limita la evolución de un equivalente de Linux real para la ruptura de hardware de código abierto. Pero el advenimiento de 5G derivadas de hardware abierto, como las redes de acceso por radio (RAN), ha demostrado que es posible imaginarlo y crearlo.

La siguiente pregunta crucial es si las arquitecturas de conjuntos de instrucciones (ISA) como RISC-V pueden desencadenar la proliferación de hardware de código abierto de la misma manera que Linux abrió el camino para la asimilación fluida de varios componentes heterogéneos. Si es así, es importante comprender qué impidió a los jugadores anteriores construir un ecosistema de este tipo.

Figura 3:Microsemi ha implementado núcleos RISC-V en sus diseños de FPGA. (Fuente:Microchip)

Durante mucho tiempo, Arm actuó como un centro de conocimiento y trajo el mejor conjunto de instrucciones para ser utilizado por los jugadores que no estaban dispuestos a estar atados a las opciones predominantes. RISC-V ofrece una oportunidad única en el espacio del hardware de código abierto y tiene el potencial de convertirse en el estándar de oro después de que Arm se incorpore potencialmente a un gran conjunto de semiconductores.

Desencadenante de la adopción masiva

El desafío posterior radica en la curva de aprendizaje de nuevas herramientas. Durante un período increíble, la industria del hardware no ha visto un cambio drástico en la forma en que verifica el código RTL. SV-UVM es una opción de facto que ha evolucionado gradualmente y ha creado una zona de confort significativa. Es un desafío crear una nueva solución y esperar que la gente la adopte con alegría. El valor tiene que ser significativamente mayor para desencadenar una adopción masiva de un nuevo conjunto de herramientas de diseño y verificación para crear diseños de hardware elegantes.

Hay historias de éxito en especificaciones de hardware de código abierto como PCIe, USB y OpenCL y OpenCV; sin embargo, el camino hacia el verdadero hardware de código abierto pasa por el rompecabezas de la producción. Implicaría la llegada del próximo TSMC que puede admitir envíos flexibles y crear la tubería de extremo a extremo para RTL-verificación-tapeout alineada con un nuevo mundo de hardware de código abierto. Es más fácil decirlo que hacerlo porque, a diferencia del software donde la inversión no es enorme, en hardware, cada capa se construye durante décadas de manera estrechamente acoplada y es costoso desmantelarla para dar paso al hardware de código abierto.

La evolución incremental de las herramientas existentes puede tardar un siglo en alcanzar la etapa de hardware de código abierto que cambia el negocio. La solución es poner en marcha una nueva era de pensamiento diferente y ruptura con una hoja de ruta definida. A menos que los pioneros del hardware de código abierto encuentren la respuesta a los problemas de un extremo a otro, la adopción y el establecimiento de un equivalente Linux de facto encontrará un número limitado de interesados. La inversión en herramientas de diseño y producción deberá tener éxito con una re-capacitación masiva para hacer que la comunidad de diseño adopte en masa una nueva cadena de herramientas para crear un desarrollo de hardware ágil.

>> Este artículo se publicó originalmente el nuestro sitio hermano, EDN.

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Prasant Agarwal ha trabajado con STMicroelectronics, Samsung y Solarflare Communications en varias funciones de estrategia, marketing y gestión de productos.

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