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

Anthropicin uudet mallit tuovat tehokkaamman koodaamisen AWS:lle

Anthropic on julkaissut uudet Claude 4 -sukupolven mallit ja ne ovat nyt saatavilla Amazon Bedrockissa. Claude Opus 4 ja Claude Sonnet 4 -mallien painopiste on erityisesti ohjelmoinnissa, pitkäjänteisessä päättelyssä ja tekoälyagenttien tukemisessa – ja niiden suorituskyky koodauksen tehtävissä on tällä hetkellä markkinoiden kärkeä.

Samsungin Edge näyttää tietä tulevaan

Samsungin uusi Galaxy S25 Edge rikkoo muotoilun rajoja, mutta ohuus tuo mukanaan myös merkittäviä kompromisseja. S-sarjan ohuin laite on vain 5,8 mm paksu ja painaa vain 163 grammaa, kaikkea ei voi saada samaan pakettiin.

Tamperelainen VLSI Solution yhdisti Linuxin ja RISC-V:n audioprosessorissa

Tampereella toimiva VLSI Solution on julkistanut uuden piirisarjan, joka yhdistää Linux-käyttöjärjestelmän, avoimen RISC-V-suorittimen ja reaaliaikaisen DSP-prosessorin samaan siruun. Uusi VSRVES01-piiri on suunniteltu erityisesti verkkoäänisovelluksiin ja IoT-laitteisiin, joissa tarvitaan sekä tehokasta signaalinkäsittelyä että joustavaa ohjelmistoalustaa.

Nokia kiihdyttää kotien Wi-Fi-verkot 9,4 gigabittiin

Nokia tuo markkinoille kaksi uutta Wi-Fi 7 -reititintä, jotka lupaavat ennennäkemätöntä nopeutta ja kattavuutta kotiverkkoihin. Malliston lippulaiva, Beacon 9, yltää jopa 9,4 gigabitin sekuntinopeuksiin.

Infineon vie galliumnitridin avaruuteen

Infineon Technologies on julkaissut uuden sukupolven säteilyä kestävät GaN- eli galliumnitridi-transistorit, jotka on valmistettu yhtiön omalla tehtaalla CoolGan-teknologiaan pohjautuen. Uutuustuotteet on suunniteltu kestämään avaruuden vaativia olosuhteita, ja yksi niistä on ensimmäinen täysin sisäisesti valmistettu GaN-laite, joka on saavuttanut Yhdysvaltain puolustuslogistiikkaviraston (DLA) myöntämän JANS.

Modeemeissa on eroja

Apple on ottanut ison askeleen irtautuessaan Qualcommin modeemeista ja julkaissut ensimmäisen oman 5G-modeeminsa, C1:n, iPhone 16e -mallin yhteydessä. Vaikka siirtymä tuo Applen laite- ja ohjelmistosuunnittelun entistä tiiviimmin yhteen, tuoreiden testien valossa Qualcommin modeemit tarjoavat edelleen parempaa suorituskykyä erityisesti nopeuden osalta.

Yokogawa istutti datankeruunsa PC:n kylkeen

Mittaus- ja testausyritys Yokogawa Test & Measurement on julkaissut uuden SL2000 High-Speed Data Acquisition Unit -laitteen, joka tuo perinteisen ScopeCorderin tehon suoraan PC:n ohjaukseen. Käytännössä kyse on siitä, että aiemman DL950:n ydin on siirretty PC-pohjaiseen järjestelmään, ilman omaa näyttöä, mutta varustettuna tehokkaalla datansiirrolla ja kehittyneillä ohjelmistoilla.

Oikein tehtynä jokainen NFC-liitos on erittäin turvallinen

NFC-teknologia (Near Field Communication) on jo pitkään mahdollistanut langattoman, nopean ja helppokäyttöisen yhteyden esimerkiksi maksutilanteissa, älylaitteiden yhdistämisessä ja tuotteiden tunnistamisessa. Viime vuosina turvallisuusnäkökulma on noussut keskiöön, ja oikein toteutettuna NFC-yhteydestä voi tulla paitsi vaivaton myös erittäin turvallinen.

Läpimurto akkuteknologiassa – litiumionien liike paranee 30 prosenttia

Tutkijat Münchenin teknillisestä yliopistosta (TUM) ovat kehittäneet uuden materiaalin, joka mahdollistaa litiumionien liikkeen yli 30 prosenttia aiempaa nopeammin. Kyseessä on maailmanennätys ionien johtavuudessa ja samalla merkittävä askel kohti tehokkaampia ja turvallisempia kiinteäakkuja.

OnePlus ottaa tietoisen riskin: tilakytkin vaihtuu monitoiminappiin

OnePlus on päättänyt luopua yhdestä tunnistettavimmista ominaisuuksistaan eli fyysisestä Alert Slider -tilakytkimestä ja korvata sen uudella ohjelmoitavalla Plus Key -painikkeella. Muutos on osa yhtiön uutta tekoälystrategiaa, jonka keskiössä on ”käyttäjäkohtaisesti mukautuva älykkyys”.

Nokia tappaa kuparin kuluttajien yhteyksistä

Nokian eilen julkistaman uuden 25G PON -linjakortin voi sanoa merkitsevän kuparikaapelointiin perustuvien kuluttajalaajakaistojen lopun alkua. Yhtiön mukaan uutuus tuo todelliset 10 gigabitin yhteydet koteihin kustannustehokkaasti. Tämä tekee kupariyhteyksistä teknisesti ja taloudellisesti vanhentuneita.

Xiphera palkittiin laitepohjaisesta salauksestaan

Suomalainen Xiphera on voittanut arvostetun ECSO STARtup Award 2025 -palkinnon Euroopan kyberturvallisuusjärjestön järjestämässä kilpailussa Haagissa. Palkinto myönnettiin yrityksen huippuluokan laitteistopohjaisista kryptografiaratkaisuista, jotka tarjoavat korkean turvallisuustason kriittisille toimialoille, kuten energia-, puolustus- ja tietoliikennesektorille.

Jokainen pörssiasiakas on 65,1 metrin kuituyhteyden päässä

Pörssikauppa Pohjoismaissa toimii yhä tarkasti säädellyissä olosuhteissa, vaikka teknologia loikkaa pilveen. Nasdaqin ja AWS:n huhtikuussa julkistama yhteistyö vie markkinainfrastruktuurin uudelle aikakaudelle, mutta yksi asia pysyy: jokaisella kaupankäyntiosapuolella on edelleen yhtä pitkä matka pörssijärjestelmään – kirjaimellisesti.

Siirtyminen 22 nanometriin on Silicon Labsille iso askel

Silicon Labs on julkistanut uuden sukupolven järjestelmäpiirit (SoC), jotka merkitsevät merkittävää teknologista harppausta yhtiön historiassa. Uudet Series 3 -piirit, SiXG301 ja SiXG302, valmistetaan edistyksellisellä 22 nanometrin valmistustekniikalla, mikä parantaa huomattavasti suorituskykyä, energiatehokkuutta ja integroitavuutta aiempiin sukupolviin verrattuna.

Arm-pohjainen prosessori pidentää selvästi läppärin käyttöikää

Uuden sukupolven kannettavat tietokoneet hyötyvät nyt merkittävästi Arm-pohjaisten prosessoreiden energiatehokkuudesta. HP:n uusimmat OmniBook 5 -sarjan mallit osoittavat, että kannettavan akunkesto voi yltää jopa 34 tuntiin. Tämä tarkoittaa useita päiviä tavallisessa käytössä ilman lataustarvetta.

Tekoäly tekee kyberhyökkäyksistä automatisoituja

Kyberhyökkäysten tahti kiihtyy globaalisti tekoälyn ja automaation myötä. Fortinetin kyberturvatutkimusyksikkö FortiGuard Labsin tuoreen Global Threat Landscape 2025 -raportin mukaan rikolliset hyödyntävät yhä enemmän automatisoituja työkaluja haavoittuvuuksien etsimiseen ja hyödyntämiseen, mikä lyhentää merkittävästi aikaa ensimmäisestä skannauksesta varsinaiseen hyökkäykseen.

Rustin rooli Linuxissa kasvaa

Uusimman Linux-ytimen version 6.15 myötä Rust-ohjelmointikielen tuki ottaa seuraavan askeleen ytimeen integroinnissa. Vaikka Rustin osuus on edelleen pieni, sen laajentaminen esimerkiksi ajastinjärjestelmään (hrtimer) ja ARMv7-arkkitehtuurin tuonti mukaan kertoo, että Rustille on löytymässä todellista käyttöä maailman tärkeimmässä avoimen lähdekoodin ohjelmistoprojektissa.

Mobiilinetti on kaupungeissa selvästi parempi

Liikenne- ja viestintävirasto Traficomin mukaan mobiiliverkon laatu vaihtelee Suomessa huomattavasti alueittain. Bittimittari.fi-palvelun mittausten perusteella suurimmat erot näkyvät yhteysnopeuksissa kaupunkien ja maaseudun välillä.

Telian datakeskus lämmittää 14 000 kerrostalokaksiota

Telian Helsinki Data Center pystyy nyt lämmittämään jopa 14 000 kerrostalokaksiota. Tämä on mahdollista, kun datakeskuksen hukkalämmön talteenoton kapasiteetti nostettiin keväällä 2025 peräti 90 prosenttiin aiemmasta 60 prosentista.

Tekoäly pysäyttää junan vaaratilanteissa

VTT ja teknologiayhtiö ToolTech ovat kehittäneet tekoälypohjaisen sensorijärjestelmän, joka parantaa turvallisuutta ja tuottavuutta haastavissa ympäristöissä – aina sumuisista rautateistä pölyisiin kaivoksiin. Uusi järjestelmä kykenee havaitsemaan esteet, kuten ihmiset ja eläimet, jopa 200 metrin etäisyydeltä ja ilmoittamaan niistä ajoneuvon kuljettajalle reaaliajassa.

3D-tulostus on tie kestävään elektroniikkavalmistukseen

ETN - Technical articlePerinteinen elektroniikan valmistus perustuu prosesseihin, jotka johtavat usein materiaalihävikkiin, korkeisiin työkalukustannuksiin ja merkittäviin varastointikuluihin. Viime vuosina lisäävä valmistus (additive), erityisesti 3D-tulostus, on kuitenkin alkanut nousta varteenotettavaksi vaihtoehdoksi elektroniikan valmistuksessa, sillä se tarjoaa lisää suunnittelun joustavuutta sekä mahdollisia ympäristö- ja taloudellisia etuja.

Lue lisää...

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article