Parla il padre di Raspberry Pi: Eben Upton sul futuro della tecnologia e altro ancora

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Incoraggia le persone ad interessarsi di scienza, tecnologia, ingegneria e matematica. È una cosa di educazione graduale, sfido qualcuno a non essere eccitato da questo, sfido un ragazzino a non essere eccitato fotografando dallo spazio.

L'entusiasmo si irradia da Eben Upton. Di giorno è il direttore tecnico e l'architetto ASIC per Broadcom. Di notte e nei fine settimana, è la forza trainante del Raspberry Pi, quel piccolo computer che ha rivoluzionato l'hobbista computing e il futuro della tecnologia stessa sin dal suo lancio nel 2012.

Alto, vestito casualmente e con un indizio su come ha viaggiato al lavoro quella mattina - occhiali da ciclismo attaccati alla sua maglietta - il fondatore e uno dei fiduciari della Fondazione Raspberry Pi mi sta spiegando il retroscena dello straordinario minicomputer, il media center tre-per-due pollici, server web, centro di gioco retrò, strumento educativo e persino, come abbiamo discusso, macchina per lo snapping fotografico spaziale.

Ma Upton non è il solito progettista di computer. Lui e il suo team non hanno costruito il Raspberry Pi per andare in pensione. Quello che avevano pianificato era qualcosa di audace, qualcosa di fantastico.

Si sono resi conto che con l'hardware giusto, il Raspberry Pi poteva cambiare il mondo.

Le origini del Raspberry Pi

In origine non ci vedevamo in grado di costruire un computer per scopi generici.

Ideato nel 2006 e ispirato alla BBC Micro di Acorn (un computer degli anni '80 costruito per il BBC Literacy Project e venduto in gran parte a scuole nel Regno Unito), il Raspberry Pi ha iniziato la sua vita come un dispositivo molto più grande, i cui obiettivi erano stabiliti quando Upton ha collaborato con insegnanti, accademici e appassionati allo scopo di ideare un computer che ispirasse i bambini.

"Inizialmente non ci vedevamo in grado di costruire un computer di uso generale. Non ci siamo visti costruire un PC. Abbiamo visto noi stessi edifici un dispositivo programmabile. Abbiamo iniziato con i microcontrollori, sono sicuro che li hai visti su una grande lavagna arancione [come visto sul sito web Raspberry Pi], questa era una piattaforma basata su microcontrollore che poteva pilotare una televisione, collegarla al componente di un la televisione e sì, è stato un dispositivo davvero interessante. Aveva circa le prestazioni, direi di un microcomputer del 1980.

"Potresti costruirlo da solo, potresti saldarlo insieme a mano."

Immediatamente mi vengono in mente le breadboard degli anni '70 e computer molto semplici costruiti a mano, di Steve Wozniak che assemblano tavole nel garage dei genitori di Steve Jobs a metà degli anni '70. Ovviamente, l'informatica è notevolmente migliorata da allora, ma Eben è chiaro che questa idea di un computer che può essere riconfigurata a mano è importante.

"È stata una chiave per il successo del progetto. Le persone vogliono qualcosa che capiscano.

"Era davvero solo una sorta di post 2009 che potevamo iniziare a costruire qualcosa sulla falsariga di un computer di uso generale, [quando] il chip giusto è arrivato, un chip Broadcom con il set di funzioni giusto per Raspberry Pi è diventato disponibile."

Il Raspberry Pi che ha visto il rilascio all'inizio del 2012 non ha parti rimovibili, ovviamente, ma può essere riconfigurato in base allo scopo specifico che hai in mente. Questo è il motivo per cui il Raspberry Pi viene fornito senza tastiera e mouse. Come afferma Eben: "avevamo una visione particolare che la cosa sarebbe stata utile e l'abbiamo costruita e lo è stata, ed è praticamente così semplice".

The British Computer, Made in Britain

Non intendo in senso scioccante, ma usando un chip realizzato in Gran Bretagna, utilizzando un IP realizzato in Gran Bretagna ... è inglese.

La produzione di computer in Gran Bretagna dalla fine degli anni '80 è stata in gran parte inesistente, con meraviglie internazionali a 16 bit come Amiga e Atari ST, PC, Apple Mac e console di gioco che sostituiscono il successo di 8 bit in casa. Oltre a una serie di computer Acorn negli anni '90 rivolti agli istituti scolastici, questi sono stati in gran parte basati su progetti dagli Stati Uniti e dal Giappone.

I tempi dei classici a 8 bit come Sinclair Spectrum ZX80 e Amstrad CPC 464 sono ormai lontani, ma nel Raspberry Pi l'informatica britannica ha ancora qualcosa di cui andare orgogliosi.

Ne ho parlato con Eben.

"Non intendo in senso jingoistico, ma usando un chip realizzato in Gran Bretagna, utilizzando un IP realizzato in Gran Bretagna, incluso l'ARM ovviamente [i processori ARM sono originari di Cambridge] ... è inglese. Una delle cose che è cambiata per noi è che abbiamo una dimensione globale che probabilmente non abbiamo visto quando stavamo pensando all'applicazione educativa che era il nostro pensiero originale ".

Ma che dire di quei grandi che sono andati prima, Sinclair, Amstrad e Ghianda? Un giorno Eben potrebbe essere paragonato ai giganti del computer britannico a 8 bit, come l'idealista Sir Clive Sinclair (designer del Sinclair ZX80 e ZX Spectrum) o l'astuto uomo d'affari Baron Sugar (il fondatore di Amstrad, responsabile dei computer di casa, parola processori e PC compatibili IBM in tutta Europa negli anni '80 e '90), o persino Christopher Curry, fondatore di Acorn Computers (la cui eredità vive su ARM)?

"Devi ricordare questi ragazzi, vendere milioni di computer e hanno creato una rivoluzione, hanno creato un settore, hanno creato il mio lavoro, hanno creato Acorn che ha creato ARM, hanno creato la scena tecnologica di Cambridge che ha creato il nucleo che usiamo nel nostro chip. C'è questo lignaggio continuo che inizia con questi ragazzi.

"Penso che se fra 10 anni trasformeremo la pipeline del settore tecnico britannico, credo che meriteremo qualche credito. In questo momento non lo meritiamo. "

Sarai incuriosito dall'apprendere quanto Eben intenda trasformare le competenze tecnologiche sia nel Regno Unito che altrove. Ma prima, come è costruito un Raspberry Pi?

La linea di costruzione Raspberry Pi

Per capire di più sul Raspberry Pi - compreso il modo in cui i costi sono mantenuti così bassi - ho visitato la linea di produzione, dove sono stato mostrato in giro da Gareth Jones, Senior Manager della New Business Division di Sony. Lo sfondo per la pianta e il processo coinvolto nella costruzione di un Raspberry Pi sono entrambi molto interessanti.

La costruzione del Raspberry Pi è iniziata in Cina nel 2011, ma i risultati non sono stati considerati soddisfacenti. Di conseguenza, la Raspberry Pi Foundation trasferì la produzione nel Regno Unito.

Situato in un ex stabilimento di produzione di TV a colori nel sud del Galles (una penisola nel Regno Unito) ci sono quattro linee di produzione (ben presto sei per tenere il passo con la notevole richiesta del Raspberry Pi) che producono 12.000 piccoli piccoli computer ogni giorno. Questa è una delle numerose collaborazioni collaborative per Sony, e il prodotto finale - un dispositivo Raspberry Pi funzionante - è costruito qui per Premier Farnell, su licenza della Raspberry Pi Foundation (sono uno dei due produttori autorizzati, l'altro è RS Components. Entrambe sono società britanniche).

Di proprietà della Sony Corporation e con una grande parte della fabbrica che produce telecamere broadcast, la fabbrica - parte di un più ampio complesso di uffici - è un alveare di attività mirate.

Il processo di costruzione di un Raspberry Pi è piuttosto notevole. Utilizzando i fornitori di componenti in tutta Europa e in Estremo Oriente, il processo inizia con la pasta saldante serigrafata su una tavola. La maggior parte della produzione è automatizzata, controllata da telecamere e controlli di posizionamento per allineare correttamente la scheda e le aperture in modo da ottenere la deposizione di pasta di 100 micron necessaria.

A seguito di questo, componenti piccoli come 0, 5 mm sono montati sulla scheda, caricati in una macchina su una bobina e raccolti con un braccio robotico con un ugello a vuoto (un metodo noto come SMT a due lati, in cui i componenti sono montati su entrambi i lati del circuito stampato). Come potete vedere dalla foto sopra, questa fase del processo assomiglia a un primo computer che sputa dati su tickertape - la verità è piuttosto diversa, ovviamente! I componenti arrivano dai fornitori su queste bobine di nastro, ciascuna delle quali contiene 10.000 transistor, diodi e altri componenti discreti. Un sistema chiamato TIMMS gestisce il processo, monitorando i componenti e agendo come controller di magazzino, avvisando gli operatori quando una bobina di componenti sta per esaurirsi. Ancora una volta, una macchina fotografica viene utilizzata per controllare le parti sull'ugello per l'orientamento e, una volta posizionate, vengono tenute in posizione dalla pasta saldante.

A causa del volume di produzione, circa 400.000 componenti vengono montati ogni giorno. Mentre il processo continua, vengono aggiunti componenti più grandi, di nuovo con telecamere che controllano il corretto posizionamento rotazionale e XY. In caso di problemi, l'orientamento della scheda viene regolato in base alle esigenze.

Il segreto del successo di Raspberry Pi è sconosciuto, ma probabilmente ha qualcosa a che fare con il chip principale e il suo arrangiamento salvaspazio, pacchetto su pacchetto, in cui i chip logici e di memoria sono impilati - lo stesso approccio usato nel fabbricazione di smartphone. Questo inizia con il componente della CPU raccolto e collocato sulla scheda, ancora una volta tenuto in posizione dalla viscosità della pasta saldante. Una volta posizionato, il chip della RAM viene prelevato, immerso nella saldatura e posizionato nella CPU, con accuratezza controllata per ottenere la giusta profondità: una saldatura troppo o troppo piccola sarebbe disastrosa.

A seguito di ciò, le tavole vengono fatte passare attraverso un forno a 238 gradi Celsius, la temperatura alla quale evaporerà la saldatura. Le schede Raspberry Pi sono quasi pronte, salvo per i test, che vengono eseguiti in più fasi.

Prima viene l'ispezione visiva, eseguita di nuovo dalla fotocamera e dal computer. In seguito, la parte di inserimento manuale del processo aggiunge Ethernet, jack audio e altri componenti troppo grandi per la linea automatizzata. Questi componenti vengono fatti passare attraverso una macchina per saldatura a flusso (un modo rapido di saldare i componenti alla rinfusa), con giunti quindi controllati visivamente. I test continuano in otto stazioni di prova, con quattro persone che gestiscono due stazioni ciascuna.

Qui l'indirizzo MAC sarà scaricato sul Pi, e l'alimentazione DC, l'uscita audio e video sarà controllata, impiegando 60-90 secondi. Dopo questo, le schede vengono collocate in borse ESD e preparate per la spedizione. Tuttavia, il processo di test non è terminato. Un team di controllo qualità indipendente prova i board, eseguendoli come farebbero i clienti, per testare il Raspberry Pi come se fosse usato a scuola o a casa. I difetti di QA sono apparentemente rari, con solo 115 restituiti dai 450.000 prodotti in questa pianta (mi è stato detto che di questa cifra, solo 18 erano vere e proprie difettosità - gli altri erano probabili guasti dovuti a schede SD scadenti).

Gareth Jones mi dice che il Raspberry Pi è considerato un processore per il controllo dei processi industriali, con una divisione di Sony a San Jose interessata all'utilizzo del computer per un progetto che stanno sviluppando.

La cosa più importante, tuttavia, è la notizia che la pianta ha avuto molte visite scolastiche. In un mondo in cui si pensa che la manifattura sia stata in gran parte esternalizzata in Cina, questo è vitale in quanto mostra ai bambini che non solo un famoso computer domestico britannico viene costruito ma che esistono posti di lavoro di produzione, e non si tratta di essere ricoperti di grasso e sporco.

L'ethos di Raspberry Pi

Non lo stiamo facendo solo perché pensiamo che Raspberry Pi sia ottimo, ma perché pensiamo che un numero molto piccolo di cose facilmente risolvibili si rompano.

Le cifre indicano che il Raspberry Pi ha venduto circa 1 milione di dispositivi, con gli ordini ancora da soddisfare al momento della scrittura. Di questa cifra, la Fondazione stima che 2-300.000 siano finiti nelle mani dei bambini, superando di gran lunga i 10.000 dispositivi all'anno che si aspettavano fossero venduti alle scuole. "In un modo o nell'altro è nelle mani dei bambini sia [via] genitori, scuole, insegnanti, nonni o [comprati dai] bambini stessi", dice Eben, "in particolare con cose come Minecraft lì.

"Il fatto è che è davvero significativo per i bambini, puoi creare un programma per costruire una casa piuttosto che dover costruire una casa mattone dopo mattone. Una volta che hai costruito un programma in grado di costruire una casa, puoi costruire 2 case e quel tipo di automazione è qualcosa di veramente prezioso. "

Ma portare questo computer nelle mani dei bambini è solo il primo passo nel piano di Eben Upton per combattere la carenza di competenze tecniche.

"Abbiamo un paese in cui abbiamo un vasto numero di persone che hanno bisogno di lavoro, abbiamo un gran numero di aziende che piangono disperatamente per le persone ... nemmeno i matematici dei dottorati, solo le persone che possono programmare. Potremmo fare affidamento sull'immigrazione per un po ', che funzionerebbe. Il problema è che trasforma il paese in un parassita sull'India, noi e l'America risucchiamo l'India a secco da tutti i migliori programmatori. Questo è un comportamento spaventoso.

"Non possiamo continuare a farlo, questa è una soluzione a breve termine."

È insolito incontrare qualcuno che sembra avere una risposta a un problema così importante. Eben continua, con le braccia animate dall'entusiasmo per quella che vede essere una soluzione semplice, a lungo termine, mentre osservo che questo non è il tipo di risposta che sentiamo dal governo.

"Non so perché. Lo sappiamo tutti ed è solo una realizzazione nata dalle ore passate a leggere i CV. Sto trovando abbastanza persone per far parte di un team di ingegneri. Non lo stiamo facendo solo perché pensiamo che Raspberry Pi sia ottimo, ma perché pensiamo che un numero molto piccolo di cose facilmente risolvibili si rompano.

Per combattere questi problemi, la Fondazione Raspberry Pi è stata costituita da sei amministratori (tra cui David Braben, che è meglio conosciuto da molti giocatori come co-autore del classico gioco di trading spaziale Elite) per gestire il funzionamento dell'organizzazione. Per aiutare i fiduciari, Eben e co hanno assunto sei dipendenti. "Non avevamo dipendenti per i primi 700.000 Raspberry Pis venduti, quindi abbiamo davvero un organico con sei dipendenti. Abbiamo una comunità molto più ampia di volontari che trascorriamo le loro serate e i fine settimana a lavorare su roba Raspberry Pi, alcuni a uni che trascorrono le loro giornate, la sera e i fine settimana lavorando su Raspberry Pi. "

"Siamo un piccolo gruppo di ragazzi, pensiamo di poter fare la differenza e il fatto che pensiamo di poter fare la differenza significa che pensiamo che i problemi siano abbastanza semplici. Come la cosa con i bambini, se pensavamo di forzare i bambini a imparare a programmare, non arriveremmo da nessuna parte. Quello che penso che abbiamo realizzato con Raspberry Pi è che se dai alle persone gli strumenti, loro lo faranno. Non abbiamo bisogno di spingere il programma, dare agli strumenti la possibilità di costruire una casa a Minecraft, dare loro la possibilità di far correre il gatto in Scratch. Dare alle persone la possibilità di fare calcoli fisici, è stata una vera sorpresa per me. "

Dove Avanti per Raspberry Pi?

Con una particolare costellazione di matematica e abilità scientifiche, quello che succede è che combattiamo per quel gruppo di persone che tendono ad essere i ragazzi bianchi della classe media e litighiamo su questo pool, noi, ei fisici, i matematici e i banchieri d'investimento combattono solo su questo gruppo di persone ed è un gioco a somma zero.

Con 1 milione di unità vendute e una crescente reputazione tra gli hobbisti, gli appassionati di home theater e il suo obiettivo di essere un computer ispirato ai bambini adempiuto, il lavoro di Eben è finito? Il Raspberry Pi ha fatto ciò che ha deciso di fare?

"Penso che siamo stati piuttosto sinceri che ci sia un sacco di lavoro sul software da fare. Concentrandosi sul software piuttosto che sulla scia del successivo processore più veloce, non ci sono chip migliori che potremmo utilizzare al momento, sicuramente nella fascia di prezzo. La cosa buona del software è che spendi soldi per il software una volta e lo ritorni su tutti i dispositivi. È piuttosto costoso, ottimizzando il software per il Raspberry Pi ma poi tutti ne traggono beneficio. Tutti quei milioni di persone che hanno comprato un Pi l'anno scorso, ottengono il vantaggio sul loro Pi, non è che dovranno comprarne un altro. Ottenere il chilometraggio dal software, è davvero quello che stiamo facendo qui. Sono certo che in futuro faremo un altro Pi, non posso ovviamente vedere cosa cambieremmo oggi, ma se un chip migliore venisse fuori, potremmo considerarlo. "

Potrebbe considerare un dispositivo più grande, montato su una scheda più grande?

"Penso che la dimensione sia importante - la dimensione è importante per il costo. Penso che una delle cose che ti permette di farlo, per raggiungere quel punto di prezzo, è la configurazione della memoria impilata [il pacchetto su pacchetto descritto sopra]. Se vuoi allontanarti da quello, penso che molto più grande di quello che è al momento non sarebbe più bello. "

Nemmeno Eben è troppo preoccupato per la competizione - almeno, non la competizione attuale.

"Non c'è nient'altro nella fascia di prezzo. Penso che ora le persone stiano gestendo i dispositivi con una fascia di $ 50, anche se quelli che dichiarano di essere $ 50 non tendono ad essere disponibili, quindi in pratica le persone che riescono ad entrare nell'intervallo $ 70 con cose che hanno livelli comparabili di prestazioni.

"Alcuni di questi si basano su una varietà di dispositivi cinesi, spesso con processori Cortex di fascia molto bassa e con contenuti multimediali molto bassi. Quindi le persone stanno riuscendo a ottenere un dispositivo con molta più CPU e molto meno GPU in quella fascia di prezzo. Sì, è interessante vederli emergere. Devo ancora vederne uno che ci minaccia particolarmente. "Sarebbe addirittura una minaccia?

"La questione delle minacce è interessante, non riconosco alcunché come una minaccia ma il nostro obiettivo è che ci siano molti piccoli computer programmabili. Se qualcuno costruisce un sacco di piccoli computer programmabili va bene. "

Piccoli computer programmabili, nelle mani di appassionati e bambini. Non una soluzione immediata alla crisi delle competenze tecnologiche e ingegneristiche, ma un positivo passo avanti.

"A volte qualcuno sente dire" non c'è carenza di competenze, non c'è carenza di capacità ingegneristiche "- il mio culo! Il punto in cui sono assediato da candidati intervistati qualificati per i posti di lavoro che abbiamo qui in questo edificio credo che non ci sia carenza di competenze ingegneristiche ".

Ma non sono materie di matematica, scienza e tecnologia alle quali solo i doti accademiche possono eccellere?

"Ci sono abilità che qualcuno può portare alla programmazione del proprio computer, ci sono compiti che sono fondamentalmente fatti meglio da persone che sono matematici, ma penso che ci sia un'enorme potenziale abilità di persone che se le ottieni all'età giusta e le dai loro accesso agli strumenti giusti che impareranno ad essere grandi programmatori di computer. Vedete, i ragazzi che vanno per un colloquio nel settore dei giochi in particolare vengono attraverso il percorso non tradizionale. Sono entrato in diversi corsi a Cambridge, ma ho avuto anche un passato da hacker da bambino, quindi stavo programmando quando avevo 10 anni.

"Penso che ci sia un potenziale illimitato. La cosa con la programmazione è che non è molto difficile, non accademicamente difficile. Conosco un sacco di persone che sono programmatori di computer estremamente dotati ma che non hanno capacità accademiche tradizionali. Sembra essere completamente disaccoppiato allo stesso modo in cui un bravo falegname è disaccoppiato.

"Conosco persone che hanno iniziato a lavorare a 16 anni e sono grandi programmatori di computer, quindi penso che l'impatto sia potenzialmente enorme. Il rischio è che potremmo posizionarlo nei bambini più accademicamente capaci, le persone che hanno già una matematica. Con una particolare costellazione di matematica e abilità scientifiche, quello che succede è che combattiamo per quel gruppo di persone che tendono ad essere i ragazzi bianchi della classe media e litighiamo su questo pool, noi, ei fisici, i matematici e i banchieri d'investimento combattono solo su questo gruppo di persone ed è un gioco a somma zero. "

Allora, qual è la risposta? In che modo Eben propone di combattere contro questa costellazione di abilità, una crisi di abilità auto-perpetuanti che ignora il potenziale?

"Quello che vuoi fare è scartare le tre cose che ho detto, bianco, borghese, maschio. Raddoppia la tua piscina, coinvolgi le ragazze, coinvolgi le minoranze etniche ".

Conclusione

Il punto in cui sono assediato da candidati intervistati qualificati per i posti di lavoro che abbiamo qui in questo edificio credo che non ci sia carenza di competenze ingegneristiche.

Eben Upton non è apparentemente un uomo il cui scopo è quello di costruire un business dal nulla e ritirarsi sul suo yacht. Piuttosto, è quasi certamente un uomo che ha notato un problema nel mondo reale e ha capito qual è la soluzione. La maggior parte delle persone potrebbe tentare di entrare in politica o attivismo per cambiare il mondo - Eben Upton ha scelto di costruire un computer come soluzione a lungo termine.

Quel computer è inglese è motivo di orgoglio per quelli di noi che lo sanno. Di solito consideriamo i computer come dispositivi privi di vincoli geografici e preoccupazioni. Flussi infiniti di computer, tablet e smartphone costruiti in Estremo Oriente cadono nelle nostre mani quotidianamente, il loro luogo di nascita è stato capito ma la sua rilevanza è stata ignorata. È diventato in gran parte insignificante, un fatto di vita, di gloablisation.

Il Raspberry Pi rappresenta un cambiamento di mare, una mossa verso i computer che diventa più parrocchiale? Ne dubito. Piuttosto, il Pi è un computer abilitante, un potente e potente hardware che può davvero rivoluzionare l'insegnamento e l'apprendimento delle scienze informatiche non solo nel Regno Unito, ma in tutto il mondo.