logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

IoT ymmärretään yleensä miljardeina nettiin kytkettyinä antureina ja laitteina. Esineiden internet voidaan kuitenkin nähdä myös toisella tapaa.

Esineiden internet eli IoT on sementoinut itsensä vuoden 2015 isona juttuna, joten järjestelmäarkkitehdit tutkiskelevat tarkkaan sen peruskäsitteitä. Samalla he kysyvät vaikeita kysymyksiä IoT-rakenteen liian yksinkertaistetusta kuvasta: anturien ja aktuaattorien pilvet liitettyinä yksinkertaisiin, vähän tehoa kuluttaviin langattomiin yksiköihin ja netin kautta massiivinen pilvidatakeskuksiin.

Lähes jokainen askel tässä kuviossa on kyseenalainen. Jotkut asiantuntijat kyseenalaistavat näkemyksen, jonka mukaan parvi yksinkertaisia antureita on ylipäätään oikea tapa mitata järjestelmän tilaa.

Älykäs aistiminen

Ilmeinen tapa mitata järjestelmän tilaa on yksilöidä tilan muuttujat, löytää pisteet, joissa ne paljastuvat antureiden mitattaviksi ja asentaa anturit näihin paikkoihin. Sen jälkeen anturidata imetään solmukohtaan. Mutta ilmeisin tapa ei välttämättä ole paras. Kaikki nuo anturit ja linkit tekevät järjestelmästä kalliisti asennettavan ja jo luontaisesti epäluotettavan.

Toinen tapa on valita muutama kriittinen muuttuja, joita voidaan aistia etäältä ja sen jälkeen käyttää niitä arvioimaan koko järjestelmän tilaa. Tämä prosessi voi olla intuitiivisen ilmeinen, tai se voi pitää sisällään vaativaa matematiikkaa ja jonkinlaisen tilan arvioinnin esimerkiksi Kalman-suotimen avulla. Yksi esimerkki intuitiivisemmasta ratkaisusta pitää sisällään turvakamerat, liikenteen, pysäköinnin ja idean älykkäästä kaupungista.

Tyypillinen ajatus älykkäästä kaupungista pitää sisällään valaistuksen ja pysäköinnin hallinnan, liikenteenohjauksen ja turvallisuuden. Perinteinen IoT-ratkaisu tarkoittaisi valoanturin asentamista jokaiseen katulamppuun, läheisyysanturien upottamisen jokaiseen kaistaan risteyksen lähellä ja jokaiseen pysäköintiruutuun, ja turvakameroiden asentamisen strategisiin paikkoihin selvästi maanpinnan tason yläpuolelle. Jokaisessa näistä antureista olisi langallinen yhteys paikalliseen solmuun (hubiin), joista puolestaan olisi langaton linkki nettiyhdyspisteeseen – paitsi valoanturit, jotka liittyvät solmuihinsa langattomasti valopylväiden yläpäästä.

On olemassa toinen tapa. Älykäs havainnoitsija, joka katsoo muutaman turvakameran videokuvaa, voisi helposti nähdä mitkä katulamput palavat, mitkä pysäköintiruudut ovat vapaana ja milloin liikennevalojen pitäisi vaihtua. Tuloksena on paitsi huimia säästöjä kokonaiskustannuksissa, myös parantunut luotettavuus ja uusia turvatoimintoja, jotka eivät olisi mahdollisia anturiparvien välityksellä (kuva 1).

Kuva 1. Yksi ainoa kamera voi kyetä keräämään enemmän dataa.

Samanlaiset ideat voivat toimia toisenlaisissa järjestelmissä. Laskettavia järjestelmien matemaattisia malleja käyttävät tilanarvioijat voivat laskea moottorin akselin sijainnin moottorin pyörimisen virroista ja jännitteistä, tai kemiallisen reaktion tilan ulkoisista havainnoista. Yleisesti ottaen näyttää olevan trendi suosio pientä määrää etäantureita – usein kameroita – joita laskentaresurssit tukevat, sen sijaan että parvi yksinkertaisia antureita ja niihin aina liittyvät tehonkulutuksen, liitettävyyden, luotettavuuden ja tietoturvan kysymykset.

Se muuttaa kaiken

Raskaiden laskenta-algoritmien – kuten neuraaliverkkojen tai Kalman-suotimien- korvaaminen yksinkertaisten anturien pilvillä on ilmeisiä etuja. Mutta se tuo mukanaan myös ongelmia. Suunnittelijat näyttävät kohtaavan ongelman. Säilyttävätkö he virtualisoinnin idean liikuttamalla raakadataa – mahdollisesti useita 4K-videostriimejä – pilveen analyysiä varten? Vai suunnittelevatko he merkittävää laskentatehoa anturien lähelle? Molemmissa lähestymistavoissa on omat haasteensa ja kannattajansa.

Laskennan sijoittamisella pilveen on ilmeisiä argumentteja puolellaan. Näin voi hyödyntää niin paljon laskentatehoa kuin haluaa. Jos haluaa kokeilla big data -algoritmeilla, käytössä on lähes rajattomasti tallennustilaa. Ja kuitenkin maksaa karkeasti ottaen vain siitä, mitä käyttää. On kuitenkin olemassa kolmenlaisia ongelmia: turvallisuus, latenssi ja kaistanleveys.

Mikäli algoritmisi ei kestä yhtään latenssi, ei ole muuta mahdollisuutta kuin nojata paikalliseen laskentaan. Mikäli ratkaisu sietää latenssia anturisyötteen ja järjestelmän vasteen välillä, kysymys kuuluu kuinka paljon se sitä sietää ja millaisella vaihtelulla. Esimerkiksi jotkut ohjausalgoritmit sietävät merkittävääkin viivettä silmukassa, mutta vain mikäli latenssi on lähes vakio. Näitä ongelmia ei tietenkään esiinny, kun pilveen siirretään vain pieni määrä dataa eikä aika ole kriittinen tekijä. Mutta mikäli järjestelmäsuunnittelu edellyttää reaaliaikaisen 4K-videon siirtämistä useista kameroista pilveen, internetin rajoituksista tulee ongelma.

Virtualisointi

Pilvikeskeinen järjestelmämme vaatimukset laajenevat yli verkon ja datakeskukseen, jossa perustavaa laatua olema muutos on jo käynnissä. Kun laskentaintensiivinen, tapahtumalähtöinen sovellus asettuu datakeskukseen, palvelimen ja tallennuksen virtualisoinnin täytyy tulla lähes pakolliseksi. Datakeskuksen täytyy pystyä ajamaan sovellusta kaikilla käytettävissä olevilla resursseilla ja silti vastata ulkoisen järjestelmän palveluntason vaatimuksiin.

On toinenkin hankala kysymys. Joitakin algoritmeja ei voi jakaa useille ytimille useilla palvelimilla. Ne nojaavat yksisäikeiseen suorituskykyyn ja ainoa tapa ajaa niitä nopeammin on ajaa niitä nopeammalla raudalla.

Tämän ajattelukuvion päätepisteessä on datakeskus, joka on käyttäjän näkökulmasta täysin sovelluskohtainen ja operaattorin kannalta täysin virtualisoitu. Käyttäjälle se tarjoaa pääsyn laskentaresursseihin, kiihdyttimiin ja tallennusresursseihin, jotka on konfiguroitu palvelemaan algoritmia. Operaattorille datakeskus on identtisten, ohjelmistollisesti määriteltyjen resurssien meri.

Sumu

Olemme puhuneet siitä, miten IoT-sovellusten kaikki laskenta voitaisiin tehdä pilvessä. Katsotaanpa nyt sovelluksia, jotka turvallisuuden, kaistanleveyden, latenssin tai determinismin takia eivät siihen pysty. Nämä sovellukset vaativat merkittäviä määriä paikallista laskentaa ja tallennusresursseja: joko itse antureissa kuten kuvaa prosessoivissa turvakameroissa tai solmuss/hubissa tai internet-kytkimissä.

Tällä hetkellä nämä resurssit suunnitellaan asiakaskohtaisiin antureihin ja solmuihin puhtaasti sovelluskohtaisina laitteina, yleensä käyttämällä kevyitä mikroprosessoreja, joita laitetason kiihdytinpiirit tukevat.

Kuvittele nyt datakeskuksen seinät lävistävä virtualisointi, joka nielaisee sisäänsä kaiken laskennan, tallennuksen ja IoT:n liitäntäresurssit. Sovellusobjektin voisi sijoittaa minne tahansa: pilveen, älykkääseen solmuun tai älyanturiin, ja lopulta jopa verkkomatriisin sisälle (kuva 2). Voisit liikuttaa sitä haluamallasi tavalla, suorituskykymittareiden käytettävissä olevien resurssien perusteella. Järjestelmä olisi robusti, joustava ja jatkuvasti lähestymässä resurssien optimaalista käyttöä.

Kuva 2. Internetin sumu.

Tämän vision toteutuminen edellyttää monien askelten ottamista. Sovellusten täytyy olla liikutettavassa yksikössä tai säiliössä, kuten esimerkiksi java-virtuaalikoneessa tai OpenCL-alustalla (Open Computing Language), jotta niitä voidaan ajaa ilman muutoksia millä tahansa käytettävissä olevalla laajalla laitteistoalustalla. Sovelluslähtöisen verkottumisen idean täytyy laajentua datakeskuksen ulkopuolelle sellaiseksi internetin versioksi, joka tukee palvelunlaadun QoS-takeita yksittäisissä yhteyksissä, ja lopulta laskentatehtävissä solmujen sisällä. Ja jollakin tavalla tämä kaikki täytyy tehdä turvalliseksi.

Ai niin, tietoturva

Raudanlujan tietoturvan tarve on jo tunnistetta pilvidatakeskuksissa. Kukaan ei anna sinun tallentaa dataansa, jos he luulevat että voisit antaa jonkin muun modifioida, lukea tai varastaa sen. Mutta näiden asioiden esräminen dynaamisessa virtualisoidussa ympäristössä, jossa kukaan ei oikeastaan tiedä kokonaisjärjestelmä tilaa, on pelottava haaste.

Kun pilvilaskennasta tulee sumulaskentaa, nämä turvallisuusvaatimukset laajenevat solmuihin ja loulta julkiseen verkkoon, mikä lisää laskentakuormaa sekä solmujen järjestelmäpiireissä että verkon dataprosessoreissa. Kun netin yli liikutetaan kaikkea biometrisestä tunnistedatasta itseään ajavien ajoneuvojen hallintaviesteihin, tämän päivän asenne tietoturvaan olisi katastrofaalinen.

Olemme nähneet, miten IoT:n lähempi tutkimus hajottaa sitä yksinkertaista kuvaa, jossa yksinkertaisten esineiden valtaisa joukko on liitetty internetiin. Tämän näkemyksen yli pääseminen vaatii muutoksia niin asioihin (Things), näiden solmuihin, datakeskusten rakenteeseen ja internetiin itseensä. Tämän päivän järjestelmän ja täysin suojattuun verkkoon ja sen datakeskuksiin nojaavan sumulaskennan välillä ei ehkä ole vakaita, selviä pisteitä, mikä tekee reitistä haastavan.

Artikkelin kirjoittaja Ron Wilson toimii FPGA-yritys Alteran päätoimittajana. Hänellä on takanaan pitkä ura elektroniikan ammattilehdistössä. Hän toimi tammikuusta 1991 tammikuuhun 2006 EETimes-lehden puolijohdetoimittajana ja sen jälkeen EDN Magazinen varapäätoimittajana lähes neljän vuoden ajan. EDN:n päätoimittajana Wilson ehti työskennellä 7 kuukauden ajan, ennen kuin hänet palkattiin Alteran päätoimittajaksi lokakuussa 2011.

MORE NEWS

Trumpin tullit iskevät rankasti suuriin amerikkalaisiin autonvalmistajiin

Yhdysvallat asetti viime viikolla 25 prosentin tuontitullit useista maista tuotaville autoille ja varaosille. Presidentti Trumpin hallinnon ilmoittamat laajat tuontitullit ovat tuomassa autoalalle uudenlaisia haasteita. Vaikka toimenpiteet on nimellisesti suunnattu vahvistamaan kotimaista teollisuutta, tuoreen analyysin mukaan myös Yhdysvaltain omat jättivalmistajat – General Motors, Ford ja Stellantis – ovat merkittävästi alttiita tullien vaikutuksille.

Nokian ja Telian 5G-viipale kattoi kolme maata

Nokia, Telia ja Puolustusvoimat ovat saavuttaneet maailmanlaajuisesti merkittävän teknologisen virstanpylvään toteuttamalla ensimmäisen saumattoman 5G Standalone -verkkoviipaleen (slice) siirron kolmen eri maan välillä toimivassa verkossa. Kokeilu osoittaa, kuinka 5G-teknologiaa voidaan hyödyntää viranomaisviestinnässä myös kansainvälisesti.

Optinen liitäntä tuotiin ensimmäistä kertaa SSD-levylle

Tallennustekniikan kehityksessä saavutettiin merkittävä virstanpylväs, kun KIOXIA, AIO Core ja Kyocera julkistivat ensimmäisen toimivan SSD-levyn, jossa käytetään optista liitäntää. Uusi prototyyppi yhdistää PCIe 5.0 -väylän ja valoon perstuvan optisen tiedonsiirron, mikä tekee siitä maailman ensimmäisen laatuaan.

Joskus yksittäinen komponentti voi olla vaarallinen takaovi

Yritykset investoivat valtavasti kyberturvallisuuteen suojatakseen verkkojaan ja sovelluksiaan. Silti, kaikista suojaustoimista huolimatta, verkkorikolliset onnistuvat vuosi vuodelta entistä paremmin. Miten tämä on mahdollista, kysyy Lenovon tietoturva-asiantuntija Steven Antoniou?

Trump haluaa nopeuttaa miljardi-investointeja Yhdysvaltain puolijohdeteollisuuteen

Yhdysvaltain presidentti Donald Trump on antanut uuden presidentin asetuksen, jolla perustetaan United States Investment Accelerator -niminen virasto vauhdittamaan miljardiluokan investointeja maahan. Tavoitteena on houkutella sekä kotimaisia että ulkomaisia yrityksiä sijoittamaan erityisesti strategisesti tärkeisiin aloihin, kuten puolijohdeteollisuuteen.

Ethernet aikoo vallata autot

CAN-väylä on hallinnut autoja pitkään, mutta moni uskoo kaistatarpeen vaativan jatkossa Ethernetiä. Tätä silmällä pitäen Infineon on ostanut Marvellin aujoneuvojen Ethernet-liiketoiminnan 2,5 miljardilla dollarilla. Kauppa kattaa Marvellin Brightlane-tuotesarjan ja siihen liittyvät varat, ja sen odotetaan toteutuvan vuoden 2025 aikana.

STMicroelectronics julkisti kevyemmän version MP25-prosessorista

STMicroelectronics on tuonut markkinoille uuden STM32MP23-mikroprosessorisarjan, joka täydentää viime vuonna julkaistua MP25-sarjaa. Uutuusprosessori tarjoaa tehokkaan ja taloudellisen vaihtoehdon teollisuuden ja esineiden internetin (IoT) älykkäisiin reunalaitteisiin, koneoppimiseen ja kehittyneisiin käyttöliittymäratkaisuihin.

Androidin avustin voi muuttua vaaralliseksi takaoveksi

Androidin esteettömyyspalvelu – jonka tarkoitus on auttaa käyttäjiä käyttämään puhelinta paremmin esimerkiksi näkö- tai liikuntarajoitteiden kanssa – voi muuttua tietoturvariskiksi. Tuore Georgia Techin tutkimus esittelee uuden analyysityökalun, DVa:n, joka paljastaa, kuinka haittaohjelmat hyödyntävät tätä avustinta päästäkseen käsiksi käyttäjän tietoihin ja sovelluksiin.

Ruotsalaisinnovaatio mahdollistaa kiinteät litiumakut

Ruotsissa on otettu merkittävä askel kohti turvallisempia ja kestävämpiä akkuja. Luleån teknillisen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen materiaalin, joka voi mahdollistaa kiinteiden litiumakkujen eli ns. solid-state-akkujen laajemman käytön esimerkiksi sähköautoissa ja energian varastoinnissa.

Suomalaiset startupit keräsivät 1,4 miljardia euroa

Suomen startup-yritykset keräsivät vuonna 2024 yhteensä 1,4 miljardia euroa sijoituksia, mikä on 56 prosenttia enemmän kuin edellisvuonna, selviää Pääomasijoittajat ry:n tuoreista tilastoista. Kasvua vauhdittivat erityisesti loppuvuoden muutamat suuremmat rahoituskierrokset.

Murtamaton kvanttisalaus ja 33 terabitin linkki samaan kuituun

KDDI Research ja Toshiba Digital Solutions ovat tehneet merkittävän edistysaskeleen kvanttitietoturvan ja korkean kapasiteetin tiedonsiirron yhdistämisessä. Yritykset onnistuivat siirtämään 33,4 terabittiä dataa sekunnissa ja kvanttisalausavaimia yhtä aikaa yhdessä optisessa kuituyhteydessä.

GPS:lle korvaaja: Bosch haluaa kaupallistaa kvanttianturit

Bosch syventää panostustaan kvanttiteknologiaan ja tähtää nyt kvanttianturien kaupalliseen läpimurtoon. Yhtiö perustaa yhdessä synteettisiä timantteja valmistavan Element Sixin kanssa yhteisyrityksen, jonka tavoitteena on tuoda kvanttianturit teolliseen tuotantoon ja käytännön sovelluksiin.

Tuxera tähtää 100 miljoonan euron liikevaihtoon

Suuri yleisö ei tunne suomalaista Tuxeraa, jonka asiakaskunta on varsin nimekäs: joukossa ovat esimerkiksi ABB, LG, NASA, Rockwell, Siemens ja Weka. Uuden toimitusjohta Stefan Schumacherin johdolla viime vuonna 24 miljoonan euron liikevaihdon tehnyt yritys pyrkii kasvamaan sadan miljoonan euron taloksi viiden vuoden kuluessa.

Generatiiviseen tekoälyyn investoidaan 644 miljardia dollaria tänä vuonna

Gartnerin tuoreen ennusteen mukaan maailmanlaajuiset generatiivisen tekoälyn (GenAI) investoinnit nousevat 644 miljardiin Yhdysvaltain dollariin vuonna 2025. Tämä merkitsee 76,4 prosentin kasvua vuoteen 2024 verrattuna.

Vanhoista Windows-koneista tulee romurautaa? Iso mahdollisuus Linuxille

Microsoft muistuttaa käyttäjiä Windows 10 -käyttöjärjestelmän tuen päättymisestä 14. lokakuuta 2025. Tämän jälkeen yli 240 miljoonaa tietokonetta jää ilman tietoturvapäivityksiä, mikä tekee niistä yhtiön mukaan vakavan kyberturvariskin. Microsoftin blogin mukaan jatkaminen vanhentuneella käyttöjärjestelmällä on kuin "jättäisi ulko-oven auki tuntemattomille". Käytännössä koneista tulee lokakuussa romurautaa, jos niille ei tee mitään, Microsoft katsoo.

Kiinassa kehitettiin HDMI:n tappaja

Kiinassa on esitelty uusi monikäyttöinen kaapelistandardi, joka saattaa horjuttaa HDMI:n, DisplayPortin ja Thunderboltin asemaa. Yli 50 kiinalaisen teknologiajätin muodostama Shenzhen 8K UHD Video Industry Cooperation Alliance on kehittänyt General Purpose Media Interface -standardin (GPMI), jonka tekniset ominaisuudet tekevät siitä varteenotettavan kilpailijan nykypäivän yleisimmille liitännöille.

Xiaomin uusin on erinomainen kuvaajan laite

Xiaomi hehkuttaa uutta 15 Ultra -lippulaivaansa kuvaajien älypuhelimena, joten väite piti laittaa testiin. Leican optiikkaan perustuva neljän kennon yhdistelmä onnistuukin vakuuttamaan. Myös Xiaomin kameraohjelmisto ansaitsee kiitokset.

Galvaaninen erotus on yhä tärkeämmässä roolissa

Teollisuus- ja ajoneuvosovelluksissa siirtyminen kohti kestävämpiä energiaratkaisuja ja tehokkaampia moottoreita tuo mukanaan uudenlaisia vaatimuksia elektroniikkasuunnittelulle. Järjestelmät yhdistävät yhä useammin laajan kaistaeron komponentteihin perustuvat suurjännitealijärjestelmät ja herkät pienjännitepiirit, kuten mikro-ohjaimet. Näiden yhdistäminen samassa kokonaisuudessa lisää sekä suorituskykyä että riskejä – galvaaninen erotus ja häiriösuojaus ovatkin nyt tärkeämpiä kuin koskaan, sanoo Toshiba Electronics Europe.

PDF:stä tuli suosittu tapa hyökätä sähköpostiin

Kyberrikolliset ovat löytäneet uuden, tehokkaan keinon kiertää tietoturvasuojaukset: PDF-tiedostot. Check Point Researchin tuoreen tutkimuksen mukaan jo 22 % haitallisista sähköpostiliitteistä on PDF-muodossa. Samalla 68 % kyberhyökkäyksistä alkaa edelleen sähköpostista, mikä tekee PDF:stä entistä houkuttelevamman hyökkäysvälineen.

Uuden sirun avulla kännykkä voi tietää sijaintinsa sentin tarkkuudella

Nykyisten GPS-järjestelmien tarkkuus on vain muutamia metrejä, mutta uusi teknologia voi viedä paikannuksen tarkkuuden senttimetriluokkaan. Purdue Universityn ja Chalmersin teknillisen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet sirupohjaisen aaltokampatekniikan, joka voi mullistaa navigoinnin, autonomiset ajoneuvot ja tarkat mittausjärjestelmät.

Galvaaninen erotus on yhä tärkeämmässä roolissa

Teollisuus- ja ajoneuvosovelluksissa siirtyminen kohti kestävämpiä energiaratkaisuja ja tehokkaampia moottoreita tuo mukanaan uudenlaisia vaatimuksia elektroniikkasuunnittelulle. Järjestelmät yhdistävät yhä useammin laajan kaistaeron komponentteihin perustuvat suurjännitealijärjestelmät ja herkät pienjännitepiirit, kuten mikro-ohjaimet. Näiden yhdistäminen samassa kokonaisuudessa lisää sekä suorituskykyä että riskejä – galvaaninen erotus ja häiriösuojaus ovatkin nyt tärkeämpiä kuin koskaan, sanoo Toshiba Electronics Europe.

Lue lisää...

Joskus yksittäinen komponentti voi olla vaarallinen takaovi

Yritykset investoivat valtavasti kyberturvallisuuteen suojatakseen verkkojaan ja sovelluksiaan. Silti, kaikista suojaustoimista huolimatta, verkkorikolliset onnistuvat vuosi vuodelta entistä paremmin. Miten tämä on mahdollista, kysyy Lenovon tietoturva-asiantuntija Steven Antoniou?

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
 R&S -seminaari: 5G Advanced & Beyond
Oulussa 13.5.2025
Espoossa 14.5.2025
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025

Seminaareihin ilmoittautuminen ja tiedustelut:
asiakaspalvelu@rohde&schwarz
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 

ETNinsta

THIS SPACE TEMPORARILY LEFT BLANK
 
article