Les tendances clés du secteur façonnent la conception intégrée

Les technologies embarquées évoluent :elles fonctionnent plus rapidement, deviennent plus compactes et coûtent moins cher. Un superordinateur avec une unité de traitement graphique (GPU) peut être tenu dans une main et acheté pour moins de 100 $ US. Il peut être utilisé pour développer l'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique. Les modules d'IA dont les voitures autonomes ont besoin pour contrôler le véhicule peuvent désormais s'intégrer dans la voiture. Examinons les cinq principales tendances.

Une croissance explosive se produit pour les connexions sans fil

Selon Grand View Research, l'Internet des objets devrait représenter un marché de 1 000 milliards de dollars d'ici 2025. Cela représente un nombre énorme de connexions, ce qui améliorera de nombreux domaines de notre vie, notamment la fabrication, la vente au détail, l'énergie, les villes intelligentes, la santé soins, transport, etc. L'initiative Industrie 4.0 du secteur manufacturier pourrait être la première à en récolter les fruits. Avec la maintenance préventive, la surveillance des données en temps réel et les rapports rendus possibles par les connexions IoT, les usines intelligentes produiront plus avec moins.

L'ère de la 5G poussera les vitesses de transmission à 20 Gbps; La 6G promet d'être encore plus rapide. Et avec la disponibilité de réseaux étendus à faible consommation (LPWAN), ainsi que de puces et d'appareils de fournisseurs tels que NimbeLink, Sequans, MultiTech , Elektronik, Digi et Telit , la croissance explosive des connexions sans fil va continuer à s'accélérer. L'IoT sera partout.

La vitesse est tout

Les processeurs multicœurs fonctionnent mieux car ils peuvent consacrer des cœurs individuels à l'exécution de tâches de calcul uniques telles que le traitement graphique. Presque tout le monde connaît les processeurs à 8 ou 16 cœurs. Dernièrement, cependant, Intel et AMD ont poussé les processeurs à 128 cœurs. Arm, une société IP, a inscrit le développement d'un processeur 192 cœurs basé sur un nœud 5 nm sur sa feuille de route, déterminé à surpasser tout le monde. Pas étonnant que Nvidia, un leader des GPU, cherche actuellement à racheter Arm pour un prix de 40 milliards de dollars.

Tout le monde recherche la super vitesse en prévision de l'Internet 5G (il est actuellement démontré qu'il est capable de vitesses de liaison descendante de 10 Gbit/s, contre 0,5 Gbit/s pour la 4G LTE). Les processeurs, Internet et les systèmes deviendront non seulement plus rapides, mais ultra-rapides.

Séparément, la mission de l'informatique quantique est de fournir une capacité de calcul très rapide pour la recherche scientifique et l'apprentissage automatique. L'informatique quantique peut permettre de résoudre des problèmes en quelques secondes plutôt qu'en quelques jours dont les ordinateurs conventionnels auraient besoin pour des problèmes similaires. Au lieu d'utiliser des bits pour représenter un état de 0 ou 1, l'approche de l'informatique quantique consiste à utiliser un bit quantique, ou qubit, pour représenter 0 et 1 en même temps.

Alors que l'informatique quantique est rapide, mesurer le qubit est un défi. Cependant, une équipe de l'université finlandaise Aalto a récemment pu mesurer le qubit en utilisant seulement une très petite quantité d'énergie, ce qui a potentiellement fait avancer la technologie.

Contrôler la route qu'empruntera un qubit est un autre défi. Mais des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de la City University of New York aux États-Unis ont signalé la génération et l'intégration directe d'émetteurs quantiques dans une plate-forme de circuits intégrés photoniques à base de nitrure d'aluminium.

Il ne fait aucun doute que l'informatique quantique jouera un rôle dans l'augmentation de la vitesse de calcul, mais il faudra encore quelques années pour généraliser l'informatique quantique.

Les cyberattaques sont de plus en plus fréquentes et dangereuses

Les cyberattaques sont en augmentation et, bien que de telles attaques aient toujours été perturbatrices, elles deviennent de plus en plus dangereuses. Alors que la pandémie se propageait au printemps, par exemple, l'Organisation mondiale de la santé a averti que les cyberattaques contre l'organisation avaient quintuplé par rapport à l'année précédente. La tristement célèbre attaque contre le réseau électrique ukrainien a laissé 200 000 clients sans électricité, une perturbation majeure de la vie quotidienne, et il ne s'agissait pas d'un incident isolé.

Il existe de nombreux types de malwares. Dans les attaques de ransomware, les pirates informatiques réquisitionnent un système et demandent une rançon à leurs victimes pour rendre le contrôle aux propriétaires légitimes. Les pirates ransomware sont de plus en plus sophistiqués et gourmands. Ils ont attaqué des entreprises, des installations gouvernementales et même des hôpitaux.

En septembre, le décès d'un patient en Allemagne était directement lié à une cyberattaque. Elle avait besoin de soins médicaux urgents, mais une attaque de ransomware contre l'hôpital de Düsseldorf où elle avait été transportée d'urgence a empêché l'établissement de fournir les services nécessaires pour lui sauver la vie. Le patient a été redirigé vers un hôpital situé à 32 km, mais il était trop tard. C'était le premier rapport d'une tragédie de ce genre, mais ce n'est peut-être pas le dernier.

Avec l'établissement de plus de connexions et de vitesses 5G plus élevées, de telles attaques deviendront probablement plus fréquentes. Pour les contrer, les organisations intensifient leurs efforts de cybersécurité. Selon les projections, les revenus de la cybersécurité atteindront 254 milliards de dollars américains d'ici 2025. Les logiciels et le matériel de sécurité intégrés connaissent une croissance exponentielle. Les nouvelles conceptions matérielles intègrent de plus en plus du silicium de sécurité d'Infineon, Microchip, STMicroelectronics, Micron, Winbond et autres.

La course entre cyberattaques et contre-attaques va s'intensifier.

La réalité virtuelle devient une réalité

Depuis le développement précoce de la réalité virtuelle 3D pour les jeux, la réalité virtuelle et ses ramifications sont devenues une entreprise sérieuse et très rentable. Le concept VR initial a évolué pour inclure la réalité augmentée (AR), la réalité mixte ou fusionnée (MR) et la réalité étendue (XR), étendant la technologie à une gamme d'applications industrielles et commerciales.

La RA est idéale pour l'entraînement. Les utilisateurs portent des lunettes transparentes avec des informations superposées sur l'écran. Les informations peuvent être, par exemple, des instructions pour effectuer une procédure de réparation d'équipement. MR va encore plus loin en permettant aux utilisateurs de visualiser à la fois une situation réelle et d'autres scénarios possibles, en mélangeant des images réelles et créées. Enfin, XR est l'application ultime, projetant des images de type holographique qui ressemblent à la réalité physique. Par exemple, XR donnerait une nouvelle dimension à la conférence à distance ; contrairement à la vidéoconférence traditionnelle, avec XR, une image de la personne apparaîtrait devant l'utilisateur comme si une réunion en face à face avait lieu.

Les applications VR qui peuvent augmenter la productivité couvrent un large éventail, y compris la médecine, la fabrication, la formation et le divertissement. Par exemple, un docteur en formation nécessite de nombreuses expériences pratiques, qui peuvent être coûteuses à mettre en place voire difficiles à trouver. Avec la VR, une simulation peut être mise en place pour que l'interne en médecine s'exerce sans risquer de commettre une erreur grave sur un vrai patient.

Lunettes intelligentes Microsoft HoloLens à réalité mixte (Image :Microsoft)

Les organisations de niveau 1 qui investissent dans la réalité virtuelle incluent Microsoft, Google et Intel, entre autres. Les observateurs du marché s'attendent à ce que de nouvelles innovations et opportunités VR émergent dans les mois à venir. Alors que la pandémie progresse, par exemple, des réunions virtuelles de type holographique pourraient être la meilleure chose à faire pour rencontrer des collègues en face à face.

L'intelligence artificielle sera présente dans chaque conception embarquée

L'intelligence artificielle et son application pratique, l'apprentissage automatique, prennent de l'ampleur, avec des conceptions plus intégrées qui devraient inclure les concepts au fil du temps. L'IA est aujourd'hui utilisée dans presque tous les segments auxquels vous pouvez penser, y compris la vente au détail, les soins de santé, la conduite autonome, le commerce électronique, la fabrication, la chaîne d'approvisionnement, le contrôle industriel, le divertissement, la banque et bien d'autres.

Par exemple, un système basé sur l'IA peut être équipé d'une caméra vidéo pour s'assurer que les travailleurs portent l'équipement de protection approprié pendant une opération. Aujourd'hui, l'usine intelligente équipée de l'IoT et de l'IA peut augmenter la productivité en surveillant l'opération en temps réel et en laissant l'IA prendre des décisions qui évitent les erreurs opérationnelles. À long terme, l'IA pourrait faire beaucoup plus. Dans une vision de la future usine, l'installation utiliserait l'IA et la robotique pour se réoutiller à la volée pour la production d'un produit différent. Une chaîne de montage configurée pour fabriquer des dispositifs médicaux un jour, par exemple, peut fabriquer des montres connectées portables le lendemain.

L'IA peut également rendre les transactions bancaires et autres plus sécurisées. Flowchain, une organisation de blockchain open source basée à Taïwan, a proposé un moyen de combiner les technologies IoT, AI et blockchain pour créer une approche d'exploration de données plus sécurisée. Blockchain est une solution de grand livre électronique relativement nouvelle pour assurer la sécurité. Lorsqu'une transaction est en attente, toutes les parties prenantes sont informées et doivent donner leur accord avant qu'elle ne soit autorisée.

Les partenariats en IA incluent une collaboration entre Nvidia et VMware, une société de logiciels aidant les segments industriels à se connecter aux multi-clouds. Les partenaires ont l'intention de fournir une plate-forme d'entreprise de bout en bout pour l'IA. Intel s'est aligné sur le centre de calcul de l'université de Heidelberg dans le but de rattraper de facto leader Nvidia.

Dans le même temps, de plus en plus de matériel d'IA devient disponible, à un prix plus abordable. Nvidia a récemment annoncé un module GPU reconditionné avec un prix de 59 USD, dans l'intention de le mettre à la disposition du public. Le module compact offre de nombreux ports d'E/S, notamment USB, HDMI et Ethernet gigabit, et prend en charge les projets open source basés sur le module.

Jetson Nano 2 Go de Nvidia (Image :Nvidia)

La startup d'IA Hailo a récemment lancé un module d'accélération de l'IA basé sur sa propre puce Hailo-8 pour concurrencer Google et Intel.

Les usages auxquels l'IA peut être faite ne sont limités que par l'imagination. Et avec la baisse du prix du matériel d'IA, les conceptions intégrées devraient ajouter des capacités d'IA.

L pour l'avenir

La pandémie nous a obligés à tout voir différemment. Certaines industries ont été bouleversées et pourraient être changées à jamais. Les entreprises des secteurs du voyage et du divertissement ont eu du mal à se réinventer, certaines ayant été contraintes de fermer définitivement. Mais il y a eu un boom de la télémédecine, permis en partie par de nouveaux dispositifs médicaux qui connectent les médecins et les patients en ligne. Davantage de signes vitaux peuvent désormais être mesurés à domicile et les données mises à disposition des médecins à distance.

Les technologies embarquées continueront de croître, même si la pandémie a peut-être modifié les voies de cette expansion. À l'avenir, attendez-vous à une croissance plus explosive des connexions sans fil, un traitement et une informatique intégrés plus rapides, plus de cyberattaques et de solutions de contre-attaque, une réalité virtuelle plus sophistiquée et une intelligence artificielle dans chaque conception intégrée.

>> Cet article a été initialement publié le notre site frère, EE Times Europe.