Menemukan pemicu keberhasilan perangkat keras sumber terbuka

Dekade terakhir ditentukan oleh inovasi open-source di berbagai bidang teknologi. Sifat tumpukan perangkat lunak yang dapat diakses publik memberdayakan komunitas pengembang untuk bertukar kode dan mewujudkan ide untuk membangun karya kolaboratif di luar batas organisasi. Masyarakat luas tidak mengenali tren untuk waktu yang sangat lama. Akhirnya, volume dan kualitas yang tipis memenangkan banyak pendukung, dan sumber terbuka menjadi standar emas de-facto untuk perangkat lunak, tetapi bagaimana dengan perangkat keras sumber terbuka?

Sementara perangkat lunak berkembang, pengembangan perangkat keras tetap tertutup dan berfokus pada perusahaan untuk menciptakan keunggulan kompetitif. Sejarah perangkat keras penuh dengan gerakan non-kolaboratif yang mengarah pada munculnya spesifikasi yang berbeda. Ada begitu banyak contoh di mana inovasi yang dibungkam pada akhirnya menyebabkan pasar yang terfragmentasi. Alih-alih menjadi keuntungan bisnis yang berkelanjutan, sifat kepemilikan menjadi penghambat dan akhirnya berujung pada berakhirnya standar tersebut. Sony BlueRay adalah salah satu contohnya.

Salah satu alasan yang mungkin adalah bahwa perangkat keras adalah sumber daya saing bisnis melalui perlindungan IP, oleh karena itu perusahaan ingin menyimpannya di rumah. Jelas, pendekatan ini belum diskalakan, dan kami menyaksikan pertumbuhan platform perangkat keras yang jauh lebih lambat. Misalnya, industri tidak siap ketika ramping tetapi kasus penggunaan yang menuntut untuk kecerdasan buatan (AI) muncul. Pemain yang ada mencoba untuk mendorong solusi FPGA, GPU, dan CPU tradisional, yang tidak ideal untuk komputasi yang diminta oleh industri inferensi yang berkembang. Untuk waktu yang lama, Arm melanjutkan inovasi dan menyediakan serangkaian instruksi yang sangat berkembang, tetapi pada akhirnya, itu juga gagal untuk mengimbanginya.

Skenario ini mencapai puncaknya ketika Amazon dan Google melihat potensi solusi komputasi yang disesuaikan, sehingga mereka memulai investasi dalam semikonduktor untuk mengerjakan solusi pemrosesan yang disesuaikan dengan inferensi. Ini telah membawa lapisan perak di cakrawala untuk kendaraan yang dipimpin perangkat keras open-source yang akan membantu mempersempit jurang antara ilmu data dan kecerdasan bertenaga data besar. Artikel ini menelusuri perjalanan perangkat lunak sumber terbuka dan menarik pelajaran yang dapat membantu perangkat keras sumber terbuka mengejar ketertinggalan dengan mengadopsi praktik terbaik.

Gambar 1:Arm dan arsitektur set instruksinya (ISA) telah menjadi pusat pengetahuan selama bertahun-tahun. (Sumber:Arm)

Saus rahasia sumber terbuka

Ketika konsep open-source pertama kali muncul lebih dari dua dekade lalu, ada banyak pertanyaan seputar monetisasi, dan seiring waktu, berbagai model berkembang. Saat ini, lebih dari 35 juta pengembang berkontribusi pada kode, memberi daya pada miliaran perangkat dan menghasilkan nilai yang signifikan sebagai hasilnya. Ini terbukti dari daftar publik MongoDB ($7,9 miliar) dan Elastic ($7,3 miliar) selain akuisisi tiket besar GitHub oleh Microsoft ($7 miliar), RedHat oleh IBM ($34 miliar), dan MuleSoft oleh Salesforce setelah publik daftar $6,5 miliar.

Saat ini, semua perusahaan besar menggunakan open source dalam beberapa bentuk karena membantu menciptakan perangkat lunak yang dioptimalkan untuk memecahkan masalah yang dihadapi. Sementara industri komputer dan telekomunikasi adalah konsumen utama perangkat lunak sumber terbuka, mencakup sekitar 60% dari kebutuhan perangkat lunak mereka, perusahaan industri dan perawatan kesehatan mengadopsinya dengan cepat. Open source telah secara drastis mengurangi waktu pengembangan karena sebagian besar modul tersedia dalam bentuk yang teruji dan dioptimalkan dengan baik, siap untuk diintegrasikan ke dalam tumpukan perangkat lunak untuk memecahkan masalah tertentu.

Open source memberikan pelajaran pemasaran klasik:pengguna sudah menjadi pelanggan bahkan sebelum mereka menyadarinya. Pada saat mereka menyadarinya, mereka menggunakan begitu banyak sumber terbuka di tumpukan mereka sehingga mereka lebih baik membeli lisensi. Industri ini telah berkembang jauh dari lisensi Apache yang diinkubasi ke lisensi yang lebih ramah bisnis yang ditawarkan MongoDB, Elastic, dan Cockroach. Begitulah cara open source memelopori freemium tanpa kebutuhan pemasaran yang jelas di hari-hari awal.

Saus rahasia untuk kesuksesan perangkat lunak sumber terbuka adalah menemukan masalah sebagai inti dari setiap perjalanan baru dan membiarkan model bisnis muncul seiring waktu. Saat Anda memecahkan masalah yang lebih signifikan, permintaan kode sumber Anda meningkat, yang mengarah pada penskalaan proyek, menarik lebih banyak modal. Itulah sebabnya kuartil atas proyek sumber terbuka menghasilkan daya tarik pengembang yang signifikan, sementara sebagian besar adalah proyek komunitas gratis.

Penting juga untuk memahami mengapa ada orang yang mau membayar untuk kode yang sudah open source? Jawabannya terletak pada dukungan khusus, perbaikan keamanan, dan pemeliharaan selama suatu periode. Ini mengarah pada tingkat keterbukaan yang berbeda untuk melayani berbagai tingkat permintaan industri.

Kemunculan Linux

Saat ini, perangkat lunak sumber terbuka telah berkembang secara signifikan dalam hal masterclass kode dan model bisnis. Setiap kali sebuah perusahaan terkemuka terlibat dalam pengembangan sumber terbuka, itu menjadi katalis untuk menciptakan tumpukan yang besar dan tahan lama.

Google telah memelopori berbagai kisah sukses seperti OS seluler Android, pembelajaran mesin TensorFlow, dan Kubernetes untuk penerapan, penskalaan, dan pengelolaan aplikasi dalam container. Ada beberapa contoh startup muda oleh pengusaha yang berusaha memecahkan masalah. Saat massa mengenali masalahnya dengan jelas, solusi tersebut tumbuh dalam ukuran dan volume, yang mengarah ke kisah sukses bisnis.

Dalam perjalanan pertumbuhan ini, komponen kuncinya adalah munculnya Linux. Ini berfungsi sebagai tulang punggung terukur yang dapat mengasimilasi begitu banyak komponen dan perangkat keras yang beragam dan memberikan kinerja tinggi dengan mulus. Baik menyediakan tulang punggung yang kuat untuk menangani persyaratan waktu yang ketat atau menciptakan ruang untuk mengakomodasi berbagai cara menangani elemen khusus arsitektur, Linux telah memenuhi kasus penggunaan yang menuntut sambil memberikan hasil dengan sukses.

Membuat lem seperti Linux

Dengan konteks tentang evolusi perangkat lunak sumber terbuka ini, mari kita alihkan eksplorasi kita ke dunia perangkat keras sumber terbuka. Bukannya perangkat keras open-source belum terlihat sukses; di mana pun perangkat kerasnya menjadi open source, itu menjadi kisah sukses yang luar biasa. Arduino, papan mikrokontroler open-source, adalah contoh bagaimana perangkat keras open-source telah merevolusi cara orang menggunakan perangkat keras untuk penelitian dan aktivitas terkait proyek.

Gambar 2:Papan mikrokontroler Arduino adalah bukti janji perangkat keras sumber terbuka. (Sumber:Arduino)

Ide perangkat keras open-source berkembang pesat seiring dengan meningkatnya kebutuhan di dunia komputasi. Beberapa pemain kecil bereksperimen dengan perangkat keras modular untuk memberi pelanggan pilihan untuk mengkonfigurasi dengan modul perangkat keras pilihan. Idenya menarik, memungkinkan pengguna untuk menggunakan perangkat keras terbaik di kelasnya untuk speaker, kamera, dan modul jaringan dari penyedia yang berbeda dan membuat perangkat apa pun yang mereka inginkan.

Namun pendekatan ini gagal diterjemahkan ke dalam penawaran yang terukur dan adopsi massal oleh konsumen. Alasannya dapat ditelusuri kembali ke tidak adanya kode perangkat keras penggerak yang dapat membuat modularitas perangkat keras benar-benar dapat digunakan. Pengembangan yang tertutup dan sangat terikat membuatnya hampir mustahil untuk mencapai modularitas dalam produk akhir. Dengan prosesor yang mencapai titik melanggar Hukum Moore, ada kebutuhan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk inovasi terobosan untuk menyatukan kebijaksanaan yang berlaku di industri ini.

Seperti yang kita lihat permintaan untuk open source di ruang perangkat keras, perintis dapat meminjam beberapa pelajaran dari saudara-saudara perangkat lunak open-source. Perangkat lunak sumber terbuka dipertimbangkan untuk menjembatani kesenjangan kinerja dalam perangkat lunak yang disediakan oleh pemasok terkemuka. Akibatnya, fokusnya tidak pernah pada keramahan pengguna tetapi pada keandalan dan kinerja kode yang lebih tinggi di lingkungan yang menantang.

Linux menjadi OS yang populer untuk server. MySQL menantang Oracle di ruang itu semata-mata berdasarkan keunggulan kekokohan arsitektur dan pendekatan modular dan mengatasi kekurangan arsitektur monolitik. Saat ini, kami melihat Amazon menjual hampir semua modul perangkat lunak sebagai layanan terpisah, yang tidak mungkin dilakukan dalam filosofi perangkat lunak monolitik sebelumnya.

Pertanyaan kuncinya adalah, apa yang setara dengan Linux untuk perangkat keras sumber terbuka? Tantangannya terletak pada kompleksitas perangkat keras, sehingga hampir tidak mungkin untuk membangun lem seperti Linux untuk mengikat semua perangkat keras menjadi satu. Akibatnya, hambatan fisik, hukum, dan ekonomi tidak pernah benar-benar ditantang untuk membangun ekosistem perangkat keras yang demokratis. Pada bagian pertama, batas fisiknya cukup rumit dan membatasi evolusi Linux yang sebenarnya setara untuk pelarian perangkat keras sumber terbuka. Namun munculnya cabang 5G dari perangkat keras terbuka seperti jaringan akses radio (RAN) telah menunjukkan bahwa hal itu mungkin untuk dibayangkan dan dibuat.

Pertanyaan penting berikutnya adalah apakah arsitektur set instruksi (ISA) seperti RISC-V dapat memicu proliferasi perangkat keras sumber terbuka seperti yang dilakukan Linux untuk asimilasi yang mulus dari berbagai komponen yang heterogen. Jika demikian, apa yang menghentikan pemain sebelumnya untuk membangun ekosistem seperti itu penting untuk dipahami.

Gambar 3:Microsemi telah mengimplementasikan inti RISC-V dalam desain FPGA-nya. (Sumber:Microchip)

Untuk waktu yang lama, Arm bertindak sebagai pusat pengetahuan dan membawa set instruksi terbaik untuk digunakan oleh pemain yang tidak mau terikat pada opsi yang umum. RISC-V menawarkan peluang unik di ruang perangkat keras sumber terbuka dan berpotensi menjadi standar emas setelah Arm berpotensi dilipat menjadi pakaian semikonduktor besar.

Pemicu adopsi massal

Tantangan berikutnya terletak pada kurva pembelajaran untuk alat-alat baru. Selama periode yang sulit dipercaya, industri perangkat keras belum melihat perubahan drastis dalam cara memverifikasi kode RTL. SV-UVM adalah pilihan de-facto yang telah berkembang secara bertahap dan telah menciptakan zona nyaman yang signifikan. Sangatlah sulit untuk menciptakan solusi baru dan mengharapkan orang untuk mengadopsinya dengan senang hati. Nilainya harus jauh lebih besar untuk memicu adopsi massal desain baru dan perangkat verifikasi untuk membuat desain perangkat keras yang elegan.

Ada kisah sukses dalam spesifikasi perangkat keras sumber terbuka seperti PCIe, USB, dan OpenCL dan OpenCV, namun, jalan menuju perangkat keras sumber terbuka yang sebenarnya melewati teka-teki produksi. Ini akan melibatkan munculnya TSMC berikutnya yang dapat mendukung pengiriman fleksibel dan membuat pipa end-to-end untuk RTL-verifikasi-tapeout selaras dengan dunia baru perangkat keras open-source. Lebih mudah diucapkan daripada dilakukan karena, tidak seperti perangkat lunak yang investasinya tidak besar, dalam perangkat keras, setiap lapisan dibangun selama beberapa dekade dengan cara yang sangat erat dan mahal untuk dibongkar guna memberi jalan bagi perangkat keras sumber terbuka.

Evolusi inkremental dari alat yang ada mungkin membutuhkan waktu satu abad untuk mencapai tahap perangkat keras sumber terbuka yang mengubah bisnis. Solusinya adalah memulai era baru pemikiran yang berbeda dan memisahkan diri dengan peta jalan yang pasti. Kecuali jika perintis perangkat keras sumber terbuka menemukan jawaban atas masalah ujung ke ujung, adopsi dan pembentukan de-facto setara Linux akan menemukan peminat yang terbatas. Investasi dalam alat desain dan produksi perlu berhasil dengan keterampilan ulang besar-besaran untuk membuat rantai alat baru yang diadopsi secara massal oleh komunitas desain untuk menciptakan pengembangan perangkat keras yang gesit.

>> Artikel ini awalnya diterbitkan pada situs saudara kami, EDN.

---

Agarwal Prasant telah bekerja dengan STMicroelectronics, Samsung, dan Solarflare Communications dalam berbagai peran strategi, pemasaran, dan manajemen produk.

---

Konten Terkait:

• Memperluas arsitektur RISC-V dengan akselerator khusus domain
• Menghilangkan misteri dari ekstensi khusus dalam desain SoC RISC-V
• Panduan untuk mempercepat aplikasi dengan petunjuk khusus RISC-V yang tepat
• RISC-V siap menjadi dewasa
• IP ISA RISC-V berkembang biak
• Inisiatif RISC-V memanfaatkan platform standar untuk desain khusus

Untuk lebih banyak Tertanam, berlangganan buletin email mingguan Tertanam.