Raspberry Pi's far taler: Eben Upton om fremtiden for teknologi og mere

Reklame

Det opfordrer folk til at være interesseret i videnskab, teknologi, teknik og matematik. Det er en trin uddannelse ting, jeg trodser nogen ikke at være begejstret for det, jeg bare tøve et barn, ikke at være begejstret ved at tage billeder fra rummet.

Entusiasme udstråler fra Eben Upton. Om dagen er han teknisk direktør og ASIC-arkitekt for Broadcom. Om natten og i weekender er han drivkraften bag Raspberry Pi, den lille computer, der har revolutioneret hobbyistisk computing og fremtiden for teknologien selv siden lanceringen i 2012.

Langt, klædt afslappet og med en god ide om hvordan han rejste til arbejde den morgen - cykelbriller klædt til sin t-shirt - grundlæggeren og en af ​​Trustees af Raspberry Pi Foundation forklarer mig baggrunden for den fantastiske minicomputer, tre-by-to-tommer mediecenter, webserver, retro gaming hub, uddannelsesværktøj og endda, som vi har diskuteret, pladsbundet foto snapping maskine.

Men Upton er ikke din almindelige computer designer. Han og hans team byggede ikke Raspberry Pi på pension. Hvad de planlagde var noget dristigt, noget fantastisk.

De indså, at Raspberry Pi med den rigtige hardware kunne ændre verden.

Urter af Raspberry Pi

Vi kunne ikke oprindeligt se os selv kunne bygge en almindelig computer.

Devised i 2006 og inspireret af Acorns BBC Micro (en 1980-computer, der blev bygget til BBC Computer Literacy Project og solgt stort set til skoler i Det Forenede Kongerige), begyndte Raspberry Pi livet som en meget større enhed, hvis formål var etableret da Upton samarbejdede med lærere, akademikere og entusiaster med det formål at udarbejde en computer, der ville inspirere børn.

"Vi kunne ikke oprindeligt se os selv kunne bygge en almindelig computer. Vi så ikke os selv at bygge en pc. Vi så os selv at bygge en programmerbar enhed. Vi startede med mikrocontrollere, jeg er sikker på at du har set dem på et stort orange bord [som set på Raspberry Pi-webstedet], dette var en mikrocontroller-baseret platform, der kunne køre en telly, sætte den i en komponent af en tv og ja det var en virkelig interessant enhed. Det havde om forestillingen, jeg vil sige om en 1980'ers mikrocomputer.

"Du kunne bygge det selv, du kunne lodde det sammen for hånden."

Øjeblikkeligt er jeg påmindet om 1970'erne breadboards og meget grundlæggende computere bygget for hånd, af Steve Wozniak monteringskort i Steve Jobs 'forældres garage tilbage i midten af ​​1970'erne. Selvfølgelig har databehandling flyttet betydeligt siden da, men Eben er klar over, at denne ide om en computer, der kan omkonfigureres med hånden, er vigtig.

"Det har været en nøgle til projektets succes. Folk vil have noget, de forstår.

"Det var virkelig kun en slags post 2009, at vi kunne begynde at bygge noget i retning af en almindelig computer, [da] den rigtige chip kom sammen, en Broadcom chip med præcis det rigtige featureset til Raspberry Pi blev tilgængeligt."

Den Hindbær Pi, der så udgivelsen i begyndelsen af ​​2012, har naturligvis ingen aftagelige dele, men det kan omkonfigureres ud fra det særlige formål, du har i tankerne for det. Det er derfor, at Raspberry Pi skibes uden et tastatur og en mus. Som Eben siger: "Vi havde en særlig vision om, at det ville være nyttigt, og vi bygget det, og det var, og det er ret så nemt."

Den britiske computer, lavet i Storbritannien

Jeg mener ikke på en jingoistisk måde, men ved at bruge en chip, der blev lavet i Storbritannien, ved hjælp af en IP, der blev lavet i Storbritannien ... er det britisk.

Computerproduktion i Storbritannien siden slutningen af ​​1980'erne har stort set været ikke-eksisterende, med internationale 16-bit vidundere som Amiga og Atari ST, pc'er, Apple Macs og spillekonsoller, der erstatter de succesrige hjemmegroste 8-bits. Andre end en række Acorn-computere i 1990'erne rettet mod uddannelsesinstitutioner, disse har alle været i vid udstrækning baseret på designs fra USA og Japan.

Dagen for 8-bit klassikere som Sinclair Spectrum ZX80 og Amstrad CPC 464 er langt borte - men i Raspberry Pi har britisk computing noget at være stolt af igen.

Jeg nævnte dette til Eben.

"Jeg mener ikke på jingoistisk vis, men ved at bruge en chip, der blev lavet i Storbritannien, ved hjælp af en IP, der blev lavet i Storbritannien, herunder ARM, er det klart, at [ARM-processorer stammer fra Cambridge] ... det er britisk. En af de ting, der ændrede os, er, at vi har en global dimension, som vi ikke sikkert kunne se, da vi tænkte på uddannelsesmæssig anvendelse, som var vores oprindelige tanke. "

Men hvad af de greats der gik før, Sinclair, Amstrad og Acorn? Kunne Eben i dag sammenlignes med jomfruer af britisk 8-bit computing, såsom den idealistiske Sir Clive Sinclair (designer af Sinclair ZX80 og ZX Spectrum) eller den kloge forretningsmand Baron Sugar (Amstrads grundlægger, ansvarlig for hjemmecomputere, ord processorer og IBM-kompatible pc'er i hele Europa i 1980'erne og 1990'erne), eller endda Christopher Curry, grundlægger af Acorn Computers (hvis arv lever videre i ARM)?

"Du er nødt til at huske disse fyre, solgte millioner af computere, og de skabte en revolution, de skabte en industri, de skabte mit job, de skabte Acorn, der skabte ARM, de skabte Cambridge tech scene, der skabte den kerne, vi bruger i vores chip. Der er denne kontinuerlige linie, der starter med disse fellas.

"Jeg tror, ​​om vi om 10 år forvandler den britiske teknologiindustriens færdighedsrørledning, så tror jeg, vi vil fortjener lidt kredit. Lige nu fortjener vi ikke det. "

Du vil være begejstret for at lære, hvordan Eben har til hensigt at omdanne tekniske færdigheder både i Storbritannien og længere væk. Men først, hvordan er der præcis en Raspberry Pi konstrueret?

Raspberry Pi Konstruktion Line

For at forstå mere om Raspberry Pi - herunder hvordan omkostningerne holdes så lave - besøgte jeg produktionslinjen, hvor jeg blev vist rundt af Gareth Jones, Senior Manager for New Business Division hos Sony. Baggrunden til anlægget og processen med at opbygge en Raspberry Pi er begge meget interessante.

Byggeri af Raspberry Pi begyndte først i Kina tilbage i 2011, men resultaterne blev ikke anset for tilfredsstillende. Som følge heraf flyttede Raspberry Pi Foundation produktionen til Storbritannien.

Beliggende i et tidligere farve-tv-fabrik i Syd Wales (en halvø i Det Forenede Kongerige) er fire produktionslinjer (snart seks for at holde trit med Raspberry Pis bemærkelsesværdige efterspørgsel), der producerer 12.000 af disse fantastiske små computere hver dag. Dette er et af flere samarbejdspartnerskaber for Sony, og slutproduktet - en fungerende Raspberry Pi-enhed - er konstrueret her for Premier Farnell under licens fra Raspberry Pi Foundation (de er en af ​​to licenserede producenter, den anden er RS ​​Components. Begge er britiske selskaber).

Ejet af Sony Corporation og med en stor del af fabrikkens producerende fjernsynskameraer, er fabrikken - en del af et større kompleks af kontorer - en bølge af fokuseret aktivitet.

Processen med at opbygge en Raspberry Pi er ganske bemærkelsesværdig. Ved at udnytte komponentleverandører i hele Europa og Fjernøsten, starter processen med loddepasta skærmtrykt på et bord. Det meste af fremstillingen er automatiseret, styret af kameraer og positioneringskontrol for korrekt justering af bord og åbninger for at få den nødvendige 100 mikron tykke pastaaflejring.

Herefter monteres komponenter så små som 0, 5 mm på bordet, læsses i en maskine på en spole og afhentes ved hjælp af en robotarm med en vakuumdyse (en metode kaldet dobbeltsidet SMT, hvor komponenterne er monteret på begge sider af printkortet). Som du kan se fra billedet ovenfor, ligner denne fase af processen en tidlig computer spyd data på tickertape - sandheden er helt anderledes, selvfølgelig! Komponenter ankommer fra leverandørerne på disse ruller af tape, hver med 10.000 transistorer, dioder og andre diskrete komponenter. Et system kaldet TIMMS styrer processen, overvåger komponenter og fungerer som lagerstyring og advarer operatører, når en spole af komponenter er ved at løbe tør. Igen bruges et kamera til at kontrollere dele på dysen til orientering, og når de placeres holdes de på plads af loddemassen.

På grund af produktionsmængden monteres der omkring 400.000 komponenter hver dag. Da processen fortsætter, tilføjes større komponenter, igen med kameraer, der kontrollerer korrekt rotations- og XY-positionering. Hvis der er problemer, er styrets orientering justeret til at passe.

Hemmeligheden bag Raspberry Pi's succes er ukendt, men det har nok noget at gøre med hovedchip og dens pladsbesparende pakke-på-pakkeordning, hvor logik- og hukommelseschips er stablet - samme fremgangsmåde som anvendt i fremstilling af smartphones. Dette begynder med CPU-komponenten plukket op og anbragt på brættet, der endnu en gang holdes på plads af loddemasseens viskositet. Når det er på plads, bliver RAM-chipet hentet, dyppet i loddet og anbragt på CPU'en med tæt kontrolleret nøjagtighed for at få den rigtige dybde. For meget eller for lidt lodde ville være katastrofalt.

Herefter føres brædderne gennem en ovn ved 238 grader Celsius, den temperatur, hvor loddet vil fordampe. Raspberry Pi bestyrelserne er næsten klar, gemt til test, hvilket sker i flere faser.

Først kommer den visuelle inspektion, der igen udføres af kamera og computer. Derefter tilføjer hand-indsætningsdelen af ​​processen Ethernet, lydstikket og andre komponenter, der er for store til den automatiske linje. Disse komponenter passeres gennem en flow lodde maskine (en hurtig måde at lodde komponenter i bulk), med leddene derefter kontrolleret visuelt. Testningen fortsætter på otte teststationer, hvor fire personer bemyndiger to stationer hver.

Her downloades MAC-adressen til Pi, og DC-strøm-, lyd- og video-udgangen kontrolleres og tager 60-90 sekunder. Herefter placeres tavlerne i ESD poser og forberedes til forsendelse. Testprocessen er dog ikke afsluttet. Et uafhængigt QA-team prøver bestyrelserne og driver dem som kunderne ville for at teste Raspberry Pi som det ville blive brugt i skoler eller hjemme. QA defekter er tilsyneladende sjældne, med kun 115 returneret fra 450.000 produceret i denne plante (jeg har fået besked om denne figur, kun 18 var egentlige fejl - de andre var sandsynlige fejl på grund af dårlige SD-kort).

Gareth Jones fortæller mig, at Raspberry Pi betragtes som en processor til at kontrollere industrielle processer, med en division af Sony i San Jose interesseret i at bruge computeren til et projekt, de udvikler.

Mest afgørende er imidlertid nyheden om, at planten har haft mange skolebesøg. I en verden, hvor fremstillingen generelt menes at have været stort set outsourcet til Kina, er det afgørende, da det viser børn, at ikke kun en populær britisk hjemmecomputer er bygget, men at der findes produktionsarbejder, og de handler ikke om at være dækket af fedt og snavs.

Raspberry Pi Ethos

Det gør vi ikke bare fordi vi tror, ​​at Raspberry Pi er fantastisk, men fordi vi tror, ​​at et meget lille antal let reparerbare ting er brudt.

Tallene tyder på, at Raspberry Pi har solgt omkring 1 million enheder, med ordrer, der stadig skal opfyldes på tidspunktet for skrivningen. Af dette beløb har fondet anslået 2-300.000 endt i hænderne på børn, der langt overstiger de 10.000 enheder om året, de forventede at blive solgt til skoler. "En eller anden måde er det i børnenes hænder, om [via] forældre, skoler, lærere, bedsteforældre eller [købt af] børnene selv, " siger Eben, "især med ting som Minecraft derinde.

"Sagen om det er, det er virkelig meningsfuldt for børn, du kan lave et program til at bygge et hus i stedet for at skulle bygge et hus mursten med mursten. Når du har bygget et program, der kan bygge et hus, kan du bygge 2 huse, og den slags automatisering er noget, der er virkelig værdifuldt. "

Men at få denne computer i hænderne på børn er kun det første skridt i Eben Uptons plan om at bekæmpe manglen på teknologiske færdigheder.

"Vi har et land, hvor vi har et stort antal mennesker, der har brug for job, vi har et stort antal virksomheder, der græder desperat for mennesker ... ikke engang ph.d.-matematikere, bare folk, der kan programmere. Vi kunne stole på indvandring for en lille smule, det ville fungere. Problemet er, at landet bliver til en parasit på Indien, vi og Amerika vil suge Indien tørt af alle de bedste programmører. Det er et forfærdeligt stykke adfærd.

"Vi kan ikke fortsætte med at gøre det, det er en kortsigtet løsning."

Det er usædvanligt at møde nogen, der synes at have et svar på et så vigtigt problem. Eben fortsætter, arme animeret med begejstring for det, han ser at være en enkel og langsigtet løsning, da jeg bemærker, at dette ikke er den slags reaktion, vi hører fra regeringen.

"Jeg ved ikke hvorfor. Vi kender alle det, og det er bare en realisering af bare at bruge timer på at læse CV's. Bare at finde nok folk til at personale en ingeniørgruppe. Det gør vi ikke bare fordi vi tror, ​​at Raspberry Pi er fantastisk, men fordi vi tror, ​​at et meget lille antal let reparerbare ting er brudt.

For at bekæmpe disse problemer blev Raspberry Pi Foundation oprettet med seks trustees (blandt dem David Braben, som er mest kendt for mange spillere som medforfatter af klassisk rumhandel-spil Elite) for at styre organisationens drift. For at hjælpe de trustees har Eben og co ansat seks medarbejdere. "Vi havde ingen medarbejdere til de første 700.000 Raspberry Pis solgt, så vi har virkelig bemandet os med at have seks medarbejdere. Vi har et meget større fællesskab af frivillige, som vi tilbringer deres aftener og i weekender arbejder på Raspberry Pi ting, nogle på uni, der tilbringer deres dage, aften og weekender arbejder på Raspberry Pi. "

"Vi er en lille gruppe af fyre, vi tror, ​​vi kan gøre en forskel, og det faktum, at vi tror, ​​at vi kan gøre en forskel betyder, at vi mener, at problemerne er ret ligetil. Ligesom ting med børn, hvis vi troede, at vi tvang børn til at lære at programmere, ville vi ikke komme overalt. Hvad jeg tror vi har indset med Raspberry Pi er, hvis du giver folk værktøjerne, vil de gøre det. Vi behøver ikke at skubbe programmet, give dem værktøjer en chance for at bygge et hus i Minecraft, give dem en chance for at få katten løbe rundt i Scratch. At give folk mulighed for at lave fysisk databehandling, det har været en reel overraskelse for mig. "

Hvor næste for Raspberry Pi?

Med en bestemt konstellation af matematik og videnskabsfærdigheder, hvad sker der, hvor vi kæmper over den gruppe af mennesker, hvad de plejer at være, er hvide drenge i middelklassen, og vi kæmper over denne pulje, vi og fysikerne, matematikere og investeringsbankfolk kæmper bare over denne pulje af mennesker, og det er et nulbeløbsspil.

Med 1 million solgte enheder og et voksende ry blandt hobbyister, hjemmebiografentusiaster og målet om at være en børneinspirerende computer, er Eben's arbejde færdig? Har Raspberry Pi gjort hvad det skulle gøre?

"Jeg synes, vi har været ret ærlige, at der er meget software arbejde at gøre. Fokuserer på software i stedet for at køre efter den næste hurtigere processor - der er ingen bedre chip vi kunne bruge i øjeblikket helt sikkert i prisfeltet. Det gode ved software er, at du bruger penge på software én gang, og du får det tilbage på hver enhed. Det er ret dyrt, optimering af softwaren til Raspberry Pi, men så har alle fordelene. Alle de millioner mennesker, der købte en Pi sidste år, får fordelene ved deres Pi, det er ikke som om de bliver nødt til at købe en anden. At få kilometertal ud af softwaren, er virkelig det, vi laver her. Jeg er sikker på, at nogle point i fremtiden vil vi lave en anden Pi, jeg kan ikke helt klart se, hvad vi ville ændre i dag, men hvis en bedre chip kom sammen, kunne vi overveje det. "

Kan han overveje en større enhed, monteret på et større bord?

"Jeg synes størrelsen er vigtig - størrelsen er vigtig for omkostningerne. Jeg tror, ​​at en af ​​de ting, der gør det muligt for dig at gøre det, for at ramme dette prispunkt, er den stablede hukommelseskonfiguration [pakken på pakken beskrevet ovenfor]. Hvis du vil flytte væk fra det, tror jeg meget større, end det er i øjeblikket, ville ikke være køligt mere. "

Eben er heller ikke bekymret for konkurrencen - i det mindste ikke den nuværende konkurrence.

"Der er intet andet i prisbeslaget. Jeg tror, ​​at folk administrerer nu for at få enheder på $ 50, selv om dem, der hævder at være $ 50, ikke har tendens til at være til rådighed, så i praksis kan folk, der administrerer at komme ind i $ 70-serien, med ting, der har sammenlignelige præstationsniveauer.

"Nogle af disse er baseret på en række kinesiske enheder, ofte med meget lave Cortex-processorer og meget lav multimedie. Så folk klarer at få en enhed med meget mere CPU og meget mindre GPU i denne prisbøjle. Ja, det er interessant at se dem komme frem. Jeg har endnu ikke set en, der er særlig truende for os. "Ville det endda være en trussel overhovedet?

"Problemet med trusler er en interessant, jeg erkender ikke rigtig noget som truende, men vores mål er, at der er mange små programmerbare computere. Hvis nogen bygger mange små programmerbare computere, der er gode. "

Små programmerbare computere, i hænderne på entusiaster og børn. Ikke en øjeblikkelig løsning på teknologi- og ingeniørkvalifikationskrisen, men et positivt skridt fremad.

"Lejlighedsvis hører du nogen sige" Der er ingen mangel på færdigheder, der mangler ingen tekniske færdigheder "- min røv! Det punkt, hvor jeg er belejret af kvalificerede interviewansøgere for de job, vi har her i denne bygning, vil jeg tro, at der ikke er nogen mangel på ingeniørkundskaber. "

Men er ikke matematik, videnskab og teknologi fag, at kun den akademisk begavede kan udmærke sig?

"Der er færdigheder, som nogen kan bringe til deres computerprogrammering. Der er opgaver, der grundlæggende er bedst udført af folk, der er matematikere, men jeg tror, ​​at der er en enorm potentiel færdighedsbase af mennesker, som hvis du får dem i den rigtige tidsalder, og du giver dem adgang til de rigtige værktøjer, de vil lære at være gode computerprogrammerere. Du ser, at gutter, der går efter interview i spilbranchen, især kommer gennem den ikke-traditionelle rute. Jeg kom ind via flere kurser i Cambridge, men jeg havde også en hacking baggrund som barn, så jeg programmerede da jeg var 10.

"Jeg tror, ​​at der er ubegrænset potentiale. Ting med programmering er det ikke meget svært, ikke akademisk hårdt. Jeg kender mange mennesker, der er meget yderst begavede computerprogrammører, men har ikke traditionel akademisk evne. Det lader til at være helt afkoblet på samme måde som at være en god snedker er afkoblet.

"Jeg kender folk, der startede arbejde på 16 og de er gode computerprogrammerere, så jeg tror, ​​at virkningen er potentielt enorm. Risikoen er, at vi måske placerer det på de mest akademisk standbare børn, de mennesker, der allerede har matematik. Med en bestemt konstellation af matematik og videnskabsfærdigheder, hvad sker der, hvor vi kæmper over den gruppe af mennesker, hvad de plejer at være, er hvide drenge i middelklassen, og vi kæmper over denne pulje, vi og fysikerne, matematikere og investeringsbankfolk kæmper bare over denne pulje af mennesker, og det er et nulsumspil. "

Så hvad er svaret? Hvordan foreslår Eben at bekæmpe denne konstellation af færdigheder, en selvforebyggende færdighedskrise, der ignorerer potentialet?

"Hvad du vil gøre, er chip væk ved de tre ting jeg sagde, hvid, mellemklasse, mand. Dobbel din pool, få involveret piger, etniske minoriteter bliver involveret. "

Konklusion

Det punkt, hvor jeg er belejret af kvalificerede interviewansøgere for de job, vi har her i denne bygning, vil jeg tro på, at der ikke er mangel på ingeniørkundskaber.

Eben Upton er tilsyneladende ikke en mand, hvis formål er at bygge en forretning ud af ingenting og gå på pension på sin yacht. Snarere er han næsten helt sikkert en mand, der bemærkede et virkelighedsproblem og forstod, hvad løsningen er. De fleste mennesker kan forsøge at gå ind i politik eller aktivisme for at ændre verden - Eben Upton valgte at bygge en computer som en langsigtet løsning.

Den computer er britisk er en stolthed for dem, der kender. Vi ser normalt på computere som enheder uden geografiske begrænsninger og bekymringer. Uendelige streams af computere, tabletter og smartphones, der er opført i Fjernøsten, falder dagligt i vores hænder, deres fødested forstås, men dens relevans ignoreres. Det er blevet stort set ubetydelig, en kendsgerning i livet, af gloablisering.

Hindbær Pi repræsenterer en havforandring, et skridt i retning af at computere bliver mere parokale? Det tvivler jeg på. I stedet er Pi en brugervenlig computer, et kraftfuldt og kraftigt stykke hardware, der virkelig kan revolutionere undervisning og læring af computervidenskab, ikke bare i Storbritannien, men også på verdensplan.