Le père de Raspberry Pi parle: Eben Upton sur l'avenir de la technologie et plus

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Il encourage les gens à s'intéresser aux sciences, à la technologie, à l'ingénierie et aux mathématiques. C'est un truc d'éducation, je défie quelqu'un de ne pas être excité par ça, je défie juste un gamin de ne pas être excité en prenant des photos de l'espace.

L'enthousiasme émane d'Eben Upton. De jour, il est le directeur technique et l'architecte ASIC de Broadcom. Le soir et le week-end, il est le moteur du Raspberry Pi, ce petit ordinateur qui révolutionne l'informatique amateur et l'avenir de la technologie depuis son lancement en 2012.

Grand, habillé avec désinvolture et avec un indice de la façon dont il a voyagé au travail ce matin - lunettes de cyclisme attachées à son t-shirt - le fondateur et l'un des administrateurs de la Fondation Raspberry Pi m'explique le contexte de l'étonnant mini-ordinateur, le centre de médias de trois par deux pouces, serveur web, hub de jeu rétro, outil éducatif et même, comme nous l'avons discuté, la machine à claquer de l'espace-lié.

Mais Upton n'est pas votre concepteur d'ordinateur habituel. Lui et son équipe n'ont pas construit le Raspberry Pi pour prendre sa retraite. Ce qu'ils ont planifié était quelque chose d'audacieux, quelque chose de fantastique.

Ils ont réalisé qu'avec le bon matériel, le Raspberry Pi pouvait changer le monde.

Les origines du Raspberry Pi

À l'origine, nous ne nous voyions pas en mesure de construire un ordinateur à usage général.

Conçu en 2006 et inspiré par BBC Micro d'Acorn (un ordinateur des années 1980 qui a été construit pour le BBC Computer Literacy Project et vendu principalement aux écoles au Royaume-Uni), le Raspberry Pi a commencé la vie comme un appareil beaucoup plus grand dont les objectifs ont été établis quand Upton a collaboré avec des enseignants, des universitaires et des enthousiastes dans le but de concevoir un ordinateur qui inspirerait les enfants.

"À l'origine, nous ne nous voyions pas capables de construire un ordinateur à usage général. Nous ne nous sommes pas vu construire un PC. Nous nous sommes vus construire un appareil programmable. Nous avons commencé avec des microcontrôleurs, je suis sûr que vous les avez vus sur un grand tableau orange [comme sur le site Web de Raspberry Pi], c'était une plate-forme à microcontrôleur qui pourrait conduire une télé, le brancher dans le composant d'un la télévision et oui, c'était un dispositif vraiment intéressant. Il s'agissait de la performance, je dirais d'un micro-ordinateur des années 1980.

"Vous pouvez le construire vous-même, vous pouvez le souder ensemble à la main."

Instantanément, je me souviens des planches à pain des années 1970 et des ordinateurs de base construits à la main, des planches d'assemblage de Steve Wozniak dans le garage des parents de Steve Jobs au milieu des années 1970. Bien sûr, l'informatique a beaucoup évolué depuis, mais Eben est clair que cette idée d'un ordinateur qui peut être reconfiguré à la main est importante.

"Cela a été la clé du succès du projet. Les gens veulent quelque chose qu'ils comprennent.

"Ce n'était vraiment qu'une sorte d'après 2009 que nous pouvions commencer à construire quelque chose comme un ordinateur à usage général, quand la bonne puce est arrivée, une puce Broadcom avec exactement les fonctionnalités adéquates pour Raspberry Pi est devenue disponible."

Le Raspberry Pi qui a vu le jour au début de 2012 n'a pas de pièces amovibles, bien sûr, mais il peut être reconfiguré en fonction de l'objectif que vous avez en tête. C'est pourquoi le Raspberry Pi est livré sans clavier ni souris. Comme Eben le dit: "nous avions une vision particulière que la chose serait utile et nous l'avons construite et c'était, et c'est à peu près aussi simple."

L'ordinateur britannique, fabriqué en Grande-Bretagne

Je ne veux pas dire d'une manière chauvine, mais en utilisant une puce qui a été fabriquée en Grande-Bretagne, en utilisant une adresse IP qui a été fabriquée en Grande-Bretagne ... c'est britannique.

La fabrication d'ordinateurs en Grande-Bretagne depuis la fin des années 1980 est largement inexistante, avec des merveilles internationales de 16 bits comme l'Amiga et l'Atari ST, les PC, les Macs d'Apple et les consoles de jeux remplaçant les 8 bits du pays. À l'exception d'une gamme d'ordinateurs Acorn dans les années 1990 destinés aux établissements d'enseignement, ceux-ci ont tous été largement basés sur des conceptions des États-Unis et du Japon.

Les jours des classiques 8 bits comme les Sinclair Spectrum ZX80 et Amstrad CPC 464 sont révolus depuis longtemps - mais dans le Raspberry Pi, l'informatique britannique a encore une fois de quoi être fière.

Je l'ai mentionné à Eben.

"Je ne veux pas dire d'une manière chauvine, mais en utilisant une puce qui a été fabriquée en Grande-Bretagne, en utilisant une IP qui a été faite en Grande-Bretagne, y compris l'ARM évidemment [les processeurs ARM sont originaires de Cambridge] ... c'est britannique. L'une des choses qui a changé pour nous est que nous avons une dimension globale que nous n'avions probablement pas vue lorsque nous pensions à une application éducative qui était notre pensée originale. "

Mais qu'en est-il de ces grands noms, Sinclair, Amstrad et Acorn? Eben pourrait un jour être comparé aux géants de l'informatique 8 bits britannique, tels que l'idéaliste Sir Clive Sinclair (concepteur du Sinclair ZX80 et ZX Spectrum) ou l'homme d'affaires avisé Baron Sugar (le fondateur d'Amstrad, responsable des ordinateurs personnels, word processeurs et PC compatibles IBM à travers l'Europe dans les années 1980 et 1990), ou même Christopher Curry, fondateur d'Acorn Computers (dont l'héritage se perpétue dans ARM)?

"Vous devez vous souvenir de ces gars, vendu des millions d'ordinateurs et ils ont créé une révolution, ils ont créé une industrie, ils ont créé mon travail, ils ont créé Acorn qui a créé ARM, ils ont créé la technologie Cambridge qui a créé le noyau que nous utilisons. dans notre puce. Il y a cette lignée continue qui commence avec ces gars-là.

"Je pense que si dans 10 ans nous transformons le pipeline de compétences de l'industrie technologique britannique, je pense que nous mériterons un peu de crédit. En ce moment, nous ne le méritons pas. "

Vous serez intrigué d'apprendre à quel point Eben a l'intention de transformer les compétences technologiques au Royaume-Uni et ailleurs. Mais d'abord, comment est exactement construit un Raspberry Pi?

La ligne de construction Raspberry Pi

Afin de mieux comprendre le Raspberry Pi - y compris comment les coûts sont si bas - j'ai visité la ligne de production, où Gareth Jones, directeur principal de la division New Business de Sony, m'a montré comment faire. Le contexte de l'usine et le processus impliqué dans la construction d'un Raspberry Pi sont tous deux très intéressants.

La construction du Raspberry Pi a commencé en Chine en 2011, mais les résultats n'ont pas été jugés satisfaisants. En conséquence, la Fondation Raspberry Pi a déplacé la production au Royaume-Uni.

Situé dans une ancienne usine de fabrication de téléviseurs couleur au sud du Pays de Galles (une péninsule au Royaume-Uni), quatre lignes de production (bientôt six pour répondre à la demande remarquable du Raspberry Pi) produisent quotidiennement 12 000 petits ordinateurs. Ceci est l'un des nombreux partenariats collaboratifs pour Sony, et le produit final - un appareil Raspberry Pi fonctionnel - est construit ici pour Premier Farnell, sous licence de la Raspberry Pi Foundation (ils sont l'un des deux fabricants sous licence, l'autre est RS Components. Les deux sont des entreprises britanniques).

Détenue par Sony Corporation et avec une grande partie de l'usine de production de caméras de télévision, l'usine, qui fait partie d'un plus grand complexe de bureaux, est une véritable ruche d'activités.

Le processus de construction d'un Raspberry Pi est assez remarquable. Utilisant des fournisseurs de composants dans toute l'Europe et l'Extrême-Orient, le processus commence par la pâte à braser sérigraphiée sur une plaque. La majeure partie de la fabrication est automatisée, contrôlée par des caméras et des commandes de positionnement pour aligner correctement la carte et les ouvertures afin d'obtenir le dépôt de pâte nécessaire de 100 microns d'épaisseur.

Suite à cela, des composants aussi petits que 0, 5 mm sont montés sur la carte, chargés dans une machine sur une bobine et ramassés en utilisant un bras de robot avec une buse d'aspiration (une méthode connue sous le nom SMT double-face, dans laquelle les composants sont montés les deux côtés de la carte de circuit imprimé). Comme vous pouvez le voir sur la photo ci-dessus, cette étape du processus ressemble à un premier ordinateur qui crache des données sur tickertape - la vérité est bien différente, bien sûr! Les composants arrivent des fournisseurs sur ces bobines de bande, chacune contenant 10 000 transistors, diodes et autres composants discrets. Un système appelé TIMMS gère le processus, surveille les composants et agit comme contrôleur de stock, alertant les opérateurs lorsqu'une bobine de composants est sur le point de s'épuiser. Encore une fois, une caméra est utilisée pour vérifier l'orientation des pièces sur la buse, et lorsqu'elles sont placées, elles sont maintenues en place par la pâte à braser.

En raison du volume de production, environ 400 000 composants sont montés chaque jour. Au fur et à mesure que le processus se poursuit, des composants plus gros sont ajoutés, à nouveau avec des caméras vérifiant le bon positionnement rotationnel et XY. S'il y a des problèmes, l'orientation de la carte est ajustée en conséquence.

Le secret du succès du Raspberry Pi est inconnu, mais il a probablement quelque chose à voir avec la puce principale et son arrangement compact sur le paquet, dans lequel la logique et les puces de mémoire sont empilés - la même approche que celle utilisée dans le la fabrication de smartphones. Cela commence avec le composant de l'UC ramassé et placé sur la carte, une fois de plus maintenu en place par la viscosité de la pâte à braser. Une fois en place, la puce RAM est ramassée, plongée dans la soudure et placée sur le CPU, avec une précision contrôlée pour obtenir la bonne profondeur - trop ou pas assez de soudure serait désastreuse.

Suite à cela, les panneaux sont passés à travers un four à 238 degrés Celsius, la température à laquelle la soudure va s'évaporer. Les cartes Raspberry Pi sont presque prêtes, sauf pour les tests, qui se font en plusieurs étapes.

D'abord vient l'inspection visuelle, à nouveau effectuée par la caméra et l'ordinateur. Suite à cela, la partie insertion manuelle du processus ajoute l'Ethernet, la prise audio et d'autres composants qui sont trop grands pour la ligne automatisée. Ces composants sont passés à travers une machine à souder le flux (une manière rapide de souder des composants en vrac), avec les joints ensuite contrôlés visuellement. Les tests se poursuivent dans huit stations d'essai, avec quatre personnes réparties sur deux stations chacune.

Ici, l'adresse MAC sera téléchargée sur le Pi, et la sortie DC, audio et vidéo sera vérifiée, en 60 à 90 secondes. Après cela, les panneaux sont placés dans des sacs ESD et préparés pour l'expédition. Le processus de test n'est cependant pas terminé. Une équipe d'assurance qualité indépendante essaie les cartes, les exécutant comme les clients, afin de tester le Raspberry Pi comme il serait utilisé dans les écoles ou à la maison. Les défauts d'assurance qualité sont apparemment rares, avec seulement 115 retours sur les 450 000 produits dans cette usine (on m'a dit que sur ce chiffre, seulement 18 étaient des défauts réels - les autres étaient probablement des défauts dus à de mauvaises cartes SD).

Gareth Jones me dit que le Raspberry Pi est considéré comme un processeur pour le contrôle des processus industriels, avec une division de Sony à San Jose intéressé à utiliser l'ordinateur pour un projet qu'ils développent.

Le plus crucial, cependant, est la nouvelle que la plante a eu de nombreuses visites à l'école. Dans un monde où la fabrication est généralement largement sous-traitée en Chine, il est essentiel de montrer aux enfants que non seulement un ordinateur domestique britannique populaire est construit, mais qu'il existe des emplois dans le secteur manufacturier et qu'ils ne sont pas couverts de graisse. et la saleté.

Le Raspberry Pi Ethos

Nous ne faisons pas cela seulement parce que nous pensons que Raspberry Pi est génial, mais parce que nous pensons qu'un très petit nombre de choses facilement réparables sont cassées.

Les chiffres indiquent que le Raspberry Pi a vendu environ 1 million d'appareils, avec des commandes encore à remplir au moment de la rédaction. De ce montant, la Fondation estime que 2 à 300 000 d'entre eux ont fini entre les mains d'enfants, dépassant de loin les 10 000 appareils qu'ils s'attendaient à vendre chaque année aux écoles. «D'une manière ou d'une autre, c'est entre les mains des enfants que ce soit par l'intermédiaire des parents, des écoles, des enseignants, des grands-parents ou des enfants eux-mêmes», explique Eben, «en particulier avec Minecraft.

"La chose à ce sujet est que cela a vraiment de la signification pour les enfants, vous pouvez faire un programme pour construire une maison plutôt que d'avoir à construire une maison brique par brique. Une fois que vous avez construit un programme qui peut construire une maison, vous pouvez construire deux maisons et ce type d'automatisation est vraiment précieux. "

Mais mettre cet ordinateur entre les mains des enfants n'est que la première étape du plan d'Eben Upton pour combattre la pénurie de compétences technologiques.

"Nous avons un pays où nous avons un grand nombre de personnes qui ont besoin d'emplois, nous avons un grand nombre d'entreprises qui pleurent désespérément pour les gens ... pas même des mathématiciens, juste des gens qui peuvent programmer. Nous pourrions compter sur l'immigration un petit peu, cela fonctionnerait. Le problème est que cela transforme le pays en un parasite sur l'Inde, nous et l'Amérique va aspirer l'Inde sèche de tous les meilleurs programmeurs. C'est un comportement effroyable.

"Nous ne pouvons pas continuer à faire cela, c'est une solution à court terme."

Il est inhabituel de rencontrer quelqu'un qui semble avoir une réponse à un problème aussi important. Eben continue, les bras animés d'enthousiasme pour ce qu'il considère comme une solution simple et à long terme, car j'observe que ce n'est pas le genre de réponse que nous entendons du gouvernement.

"Je ne sais pas pourquoi. Nous le savons tous et c'est juste une prise de conscience de passer des heures à lire des CV. Trouver juste assez de personnes pour former une équipe d'ingénieurs. Nous ne faisons pas cela seulement parce que nous pensons que Raspberry Pi est génial, mais parce que nous pensons qu'un très petit nombre de choses facilement réparables sont cassées.

Pour lutter contre ces problèmes, la Fondation Raspberry Pi a été créée avec six administrateurs (dont David Braben qui est mieux connu pour de nombreux joueurs comme le co-auteur du jeu classique de négociation spatiale Elite) pour gérer le fonctionnement de l'organisation. Pour aider les fiduciaires, Eben et co ont embauché six employés. «Nous n'avions pas d'employés pour les 700 000 premiers Raspberry Pis vendus, alors nous avons vraiment recruté six employés. Nous avons une communauté de bénévoles beaucoup plus grande que nous passons leurs soirées et week-ends à travailler sur Raspberry Pi, certains à l'Université qui passent leurs journées, soirées et week-ends à travailler sur Raspberry Pi. "

"Nous sommes un petit groupe de gars, nous pensons que nous pouvons faire une différence et le fait que nous pensons que nous pouvons faire une différence signifie que nous pensons que les problèmes sont assez simples. Comme pour les enfants, si nous pensions que nous obligions les enfants à apprendre à programmer, nous n'irions nulle part. Ce que je pense que nous avons réalisé avec Raspberry Pi, c'est que si vous donnez les outils aux gens, ils le feront. Nous n'avons pas besoin de pousser le programme, de donner aux outils une chance de construire une maison dans Minecraft, de leur donner une chance de faire tourner le chat dans Scratch. Donner aux gens la possibilité de faire de l'informatique physique, ça a été une vraie surprise pour moi. "

Où Suivant pour Raspberry Pi?

Avec une constellation particulière de maths et de compétences scientifiques, ce qui se passe là-bas, c'est que nous nous battons pour ce groupe de gens qu'ils ont tendance à être des garçons blancs de la classe moyenne et nous nous battons pour cette piscine, nous et les physiciens, mathématiciens et banquiers d'investissement sur ce groupe de personnes et c'est un jeu à somme nulle.

Avec 1 million d'unités vendues et une réputation croissante parmi les amateurs, les amateurs de home cinéma et son but d'être un ordinateur inspirant pour les enfants, est-ce que le travail d'Eben est fait? Est-ce que le Raspberry Pi a fait ce qu'il voulait?

"Je pense que nous avons été assez francs qu'il y a beaucoup de travail sur les logiciels à faire. En mettant l'accent sur le logiciel plutôt que de courir après le prochain processeur plus rapide - il n'y a pas de meilleure puce que nous pourrions utiliser en ce moment certainement dans la fourchette de prix. La bonne chose à propos des logiciels est que vous dépensez de l'argent sur le logiciel une fois et vous le récupérez sur chaque appareil. C'est assez cher, en optimisant le logiciel pour le Raspberry Pi mais tout le monde en profite. Tous ces millions de personnes qui ont acheté un Pi l'année dernière, ils en retirent des bénéfices sur leur Pi, ce n'est pas comme s'ils devaient en acheter un autre. Obtenir le kilométrage du logiciel, est vraiment ce que nous faisons ici. Je suis sûr qu'à un certain moment dans le futur nous ferons un autre Pi, je ne peux pas voir clairement ce que nous changerions aujourd'hui mais si une meilleure puce nous arrivait, nous pourrions l'envisager. "

Pourrait-il envisager un appareil plus grand, monté sur une plus grande planche?

"Je pense que la taille est importante - la taille est importante pour le coût. Je pense que l'une des choses qui vous permet de faire cela, pour atteindre ce point de prix, est la configuration de la mémoire empilée [package-on-package décrit ci-dessus]. Si vous voulez vous éloigner de ça, je pense que beaucoup plus grand que ce n'est pas le cas pour le moment.

Eben n'est pas trop préoccupé par la concurrence, du moins, pas la concurrence actuelle.

"Il n'y a rien d'autre dans la tranche de prix. Je pense que les gens réussissent maintenant à obtenir des appareils à 50 $, mais ceux qui prétendent être à 50 $ n'ont pas tendance à être disponibles, alors que les gens qui réussissent dans les 70 $ ont des niveaux de performance comparables.

"Certains d'entre eux sont basés sur une variété de dispositifs chinois souvent avec des processeurs Cortex très bas de gamme et très faibles en multimédia. Donc, les gens réussissent à obtenir un appareil avec beaucoup plus de CPU et beaucoup moins de GPU dans cette fourchette de prix. Oui, c'est intéressant de voir ceux qui émergent. Je n'ai pas encore vu un qui soit particulièrement menaçant pour nous. "Serait-ce même une menace à tous?

"La question des menaces est intéressante, je ne reconnais vraiment rien comme étant menaçant mais notre objectif est qu'il y ait beaucoup de petits ordinateurs programmables. Si quelqu'un construit beaucoup de petits ordinateurs programmables, c'est bien. "

Petits ordinateurs programmables, entre les mains des passionnés et des enfants. Pas une solution instantanée à la crise des compétences technologiques et d'ingénierie, mais un pas en avant positif.

«Parfois, vous entendez quelqu'un dire« il n'y a pas de pénurie de compétences, il n'y a pas de pénurie de compétences en ingénierie »- mon cul! Le point où je suis assiégé par des candidats qualifiés pour les emplois que nous avons ici dans ce bâtiment, je crois qu'il n'y a pas de pénurie de compétences en ingénierie. "

Mais ne sont-ce pas des matières mathématiques, scientifiques et technologiques que seuls les élèves doués peuvent exceller?

«Il y a des compétences que quelqu'un peut apporter à sa programmation informatique, il y a des tâches qui sont essentiellement accomplies par des mathématiciens, mais je pense qu'il y a une énorme base de compétences potentielles de gens qui les atteignent au bon âge. accès aux bons outils, ils apprendront à être de grands programmeurs informatiques. Vous voyez des gars se faire interviewer dans l'industrie des jeux, en particulier par le biais de la voie non traditionnelle. Je suis venu par le biais de plusieurs cours à Cambridge, mais j'ai aussi eu un arrière-terrain de piratage alors je programmais quand j'avais 10 ans.

"Je pense qu'il y a un potentiel illimité. La chose avec la programmation c'est que ce n'est pas très dur, pas académiquement difficile. Je connais beaucoup de gens qui sont des programmeurs informatiques très doués, mais qui n'ont pas les capacités académiques traditionnelles. Il semble être complètement découplé de la même manière qu'un bon menuisier est découplé.

«Je connais des gens qui ont commencé à travailler à l'âge de 16 ans et qui sont de formidables programmeurs informatiques. Je pense donc que l'impact est potentiellement énorme. Le risque est que nous puissions le positionner chez les enfants les plus scolarisés, ceux qui ont déjà des maths. Avec une constellation particulière de maths et de compétences scientifiques, ce qui se passe là-bas, c'est que nous nous battons pour ce groupe de gens qu'ils ont tendance à être des garçons blancs de la classe moyenne et nous nous battons pour cette piscine, nous et les physiciens, mathématiciens et banquiers d'investissement sur ce groupe de personnes et c'est un jeu à somme nulle. "

Donc quelle est la réponse? Comment Eben propose-t-il de lutter contre cette constellation de compétences, une crise de compétences auto-entretenue qui ignore le potentiel?

"Ce que vous voulez faire, c'est broyer les trois choses que j'ai dites, blanc, classe moyenne, mâle. Doublez votre piscine, faites participer les filles, impliquez les minorités ethniques. "

Conclusion

Le point où je suis assiégé par des candidats qualifiés pour les emplois que nous avons ici dans ce bâtiment, je crois qu'il n'y a pas de pénurie de compétences en ingénierie.

Eben Upton n'est apparemment pas un homme dont le but est de construire une entreprise à partir de rien et se retirer sur son yacht. Au contraire, il est presque certainement un homme qui a remarqué un problème du monde réel et a réalisé quelle est la solution. La plupart des gens pourraient essayer d'entrer dans la politique ou l'activisme afin de changer le monde - Eben Upton a choisi de construire un ordinateur comme une solution à long terme.

Cet ordinateur est britannique est une source de fierté pour ceux d'entre nous qui savent. Nous considérons généralement les ordinateurs comme des dispositifs dépourvus de contraintes géographiques et de préoccupations. Des flux sans fin d'ordinateurs, de tablettes et de smartphones construits en Extrême-Orient tombent entre nos mains quotidiennement, leur lieu de naissance est compris mais sa pertinence est ignorée. Il est devenu largement insignifiant, une réalité de la vie, de la mondialisation.

Est-ce que le Raspberry Pi représente un changement radical, un mouvement vers des ordinateurs de plus en plus paroissiaux? J'en doute. Au lieu de cela, le Pi est un ordinateur puissant, un matériel puissant et puissant qui peut véritablement révolutionner l'enseignement et l'apprentissage des sciences informatiques non seulement au Royaume-Uni, mais dans le monde entier.