برای دهه‌ها، نوآوری در نیمه‌هادی‌ها مسیر آشنایی را دنبال کرد. هر نسل جدید از تراشه‌ها سریع‌تر، کوچک‌تر و کم‌مصرف‌تر شد. با تبدیل شدن Wi-Fi، بلوتوث (Bluetooth)، Zigbee، Thread و Matter به ویژگی‌های استاندارد در پلتفرم‌های توبیه‌شده، اتصال نیز به‌طور پیوسته بهبود یافت. اخیراً شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی و واحدهای پردازش عصبی (NPU) توجه صنعت را به سمت اجرای مدل‌های یادگیری ماشین به‌طور مستقیم روی دستگاه‌های لبه (Edge devices) معطوف کرده‌اند.
اکنون قابلیت دیگری در حال نزدیک شدن به سیلیکون است؛ مکالمه. یکی از آشکارترین نشانه‌ها، ظهور اخیر پشتیبانی توبیه‌شده از WebRTC توسط تولیدکنندگان نیمه‌هادی از جمله ابتکار ESP-WebRTC شرکت اسپراسیف (Espressif) برای خانواده ESP32 است.
در نگاه اول، این ممکن است مانند یک چارچوب نرم‌افزاری یا کیت توسعه‌دهنده نرم‌افزار (SDK) دیگر به نظر برسد. اما به نظرم این موضوع نمایانگر پدیده‌ای بسیار معنادارتر است. این امر نشان می‌دهد که ارائه‌دهندگان تراشه شروع کرده‌اند به ارتباطات بلادرنگ به عنوان یک قابلیت اصلی پلتفرم نگاه کنند تا صرفاً یک ویژگی کاربردی.
سال‌ها بود که فناوری‌های ارتباطی تا حد زیادی مسئولیت توسعه‌دهندگان نرم‌افزار به شمار می‌رفتند. سخت‌افزار اتصال را فراهم می‌کرد، در حالی که برنامه‌ها تعیین می‌کردند افراد چگونه با دستگاه‌ها تعامل داشته باشند. هوش مصنوعی در حال محو کردن این مرز است. از آنجا که صدا به رابط اصلی برای بسیاری از محصولات هوشمند تبدیل می‌شود، ارتباطات در حال تبدیل شدن به بخشی جدایی‌ناپذیر از خود پلتفرم سخت‌افزاری است.
به عبارت دیگر، تراشه‌ها دیگر صرفاً برای اتصال دستگاه‌ها طراحی نمی‌شوند. آن‌ها به طور فزاینده‌ای طوری طراحی می‌شوند که به دستگاه‌ها کمک کنند در مکالمات مشارکت کنند.
تغییرات دوران محاسبات
با نگاهی به گذشته، هر تغییر عمده در محاسبات، نحوه طراحی پلتفرم‌های نیمه‌هادی را تغییر داده است. دوران کامپیوترهای شخصی فروشندگان سخت‌افزار را وادار کرد تا از گرافیک، چندرسانه‌ای و پردازش محلی هرچه پیشرفته‌تر پشتیبانی کنند.
دوران گوشی‌های هوشمند اتصال بی‌سیم، دوربین‌ها، حسگرها و بهره‌وری انرژی را به قابلیت‌های ضروری تبدیل کرد، نه ویژگی‌های لوکس. دوران هوش مصنوعی لبه (Edge AI) سخت‌افزارهای اختصاصی را برای اجرای کارآمد مدل‌های یادگیری ماشین روی دستگاه معرفی کرد.
امروز، هوش مصنوعی مکالمه‌محور تغییر دیگری را رقم می‌زند. کاربران دیگر انتظار ندارند دستگاه‌های هوشمند صرفاً اشیاء را تشخیص دهند، تصاویر را دسته‌بندی کنند یا دستورات را اجرا کنند. آن‌ها به‌طور فزاینده‌ای انتظار دارند دستگاه‌ها به پرسش‌ها پاسخ دهند، تصمیمات را توضیح دهند، راهنمایی ارائه دهند و گفتگوی طبیعی را حفظ کنند. چه محصول یک ربات، یک دستگاه آموزشی، یک دستیار صنعتی یا یک کاربرد مراقبت‌های بهداشتی باشد، خود تعامل در حال تبدیل شدن به یک ویژگی اصلی است.
این موضوع آنچه را که پلتفرم‌های سخت‌افزاری باید فراهم کنند تغییر می‌دهد. شرکت‌های نیمه‌هادی به جای اینکه با صدا به عنوان یک تجهیز جانبی دیگر رفتار کنند، در حال ساخت پلتفرم‌هایی هستند که فرض می‌کنند تعامل پیوسته و بلادرنگ از همان ابتدا بخشی از محصول خواهد بود. WebRTC توبیه‌شده یکی از زودهنگام‌ترین شاخص‌های این گذار است.
چرا WebRTC اهمیت دارد؟
برای بیشتر تاریخچه آن، WebRTC با مرورگرها گره خورده بود. این فناوری با آسان‌تر کردن استقرار ارتباطات صوتی، ویدیویی و داده‌ای بلادرنگ در سراسر وب، جلسات ویدیویی، پشتیبانی مشتری، آموزش آنلاین و نرم‌افزارهای همکاری را امکان‌پذیر کرد.
این تاریخچه، ورود آن را به سیستم‌های توبیه‌شده به ویژه جذاب می‌کند. تولیدکنندگان تراشه WebRTC را به این دلیل اتخاذ نمی‌کنند که می‌خواهند میکروکنترلرها میزبان کنفرانس‌های ویدیویی باشند. آن‌ها در حال پاسخ دادن به تغییر گسترده‌تری در نحوه انتظار برای رفتار دستگاه‌های متصل هستند.
طی دو سال گذشته، پیشرفت‌ها در هوش مصنوعی چندوجهی (Multimodal AI)، مکالمه صوتی را از یک رابط خاص به روشی کاربردی برای تعامل با فناوری تبدیل کرده‌اند. نسل‌های جدید مدل‌های پایه می‌توانند صوتی را که به صورت جریان داده می‌رسد پردازش کنند، به صورت مکالمه‌ای پاسخ دهند و وقفه‌ها را با سطحی از روانی مدیریت کنند که دستیابی به آن تا همین چند سال پیش دشوار بود.
با در دسترس‌تر شدن این مدل‌ها، توسعه‌دهندگان سخت‌افزار به طور طبیعی می‌خواهند آن‌ها را وارد محصولات فیزیکی کنند. انجام این کار مستلزم چیزی است که بسیاری از پلتفرم‌های توبیه‌شده هرگز برای ارائه آن طراحی نشده بودند: ارتباطات قابل‌اعتماد، با تأخیر کم و دوطرفه بین دستگاه‌ها، خدمات ابری و مدل‌های هوش مصنوعی.
WebRTC توبیه‌شده نقطه شروع عملی را ارائه می‌دهد. تولیدکنندگان نیمه‌هادی به جای اینکه از هر تیم توسعه‌ای بخواهند قابلیت‌های ارتباطی بلادرنگ را از صفر بسازند، می‌توانند پایه و اساس مشترکی را فراهم کنند که توسعه‌دهندگان بتوانند روی آن بنا کنند. درستهمان‌طور که Wi-Fi و بلوتوث در نهایت به قابلیت‌های مورد انتظار پلتفرم‌های سخت‌افزاری مدرن تبدیل شدند، ارتباطات بلادرنگ توبیه‌شده نیز مسیر مشابهی را دنبال می‌کند. خود فناوری مهم است. اما داستان بزرگ‌تر چیزی است که آن را ممکن می‌سازد.
کاهش موانع برای نوآوری سخت‌افزاری
یکی از مهم‌ترین تأثیرات WebRTC توبیه‌شده ممکن است ارتباط کمی با خود پروتکل داشته باشد. در عوض، این فناوری کسانی را که می‌توانند سخت‌افزار هوش مصنوعی بسازند تغییر می‌دهد. از نظر تاریخی، توسعه محصولات با قابلیت‌های صوتی بلادرنگ مستلزم تخصص فراتر از مهندسی توبیه‌شده بود. تیم‌ها اغلب پیش از اینکه بتوانند تجربه کاربری را بهبود ببخشند، به متخصصانی در زمینه انتقال رسانه، سیگنال‌دهی، شبکه‌سازی، زیرساخت ابری و ارتباطات نیاز داشتند.
این امر به طور طبیعی نوآوری را به سازمان‌هایی با منابع مهندسی قابل‌توجه محدود می‌کرد. اکوسیستم سخت‌افزاری امروز بسیار متفاوت به نظر می‌رسد. یک استارتاپ کوچک می‌تواند یک برد توسعه مجهز به هوش مصنوعی بخرد، آن را به یک مدل پایه متصل کند و در عرض چند هفته به جای چند ماه، نمونه اولیه‌ای از یک محصول مکالمه‌محور بسازد. بیشتر زیرساخت‌های ارتباطی پایه به طور فزاینده‌ای در حال تبدیل شدن به بخشی از پلتفرم هستند تا چیزی که هر تیم باید به طور مستقل از نو اختراع کند.
این کار هم هزینه توسعه و هم ریسک فنی را کاهش می‌دهد. مهم‌تر از آن، به مهندسان اجازه می‌دهد زمان کمتری را صرف بازآفرینی زیرساخت‌های موجود کنند و زمان بیشتری را صرف حل مشکلات خاص حوزه خود نمایند.
یک شرکت آموزشی می‌تواند به جای پروتکل‌های ارتباطی بر تجربیات یادگیری تمرکز کند. یک شرکت رباتیک می‌تواند به جای ساخت انتقال رسانه از اصول اولیه، رفتار خودمتأثر (خودمختار) را بهبود بخشد. توسعه‌دهندگان مراقبت‌های بهداشتی می‌توانند به جای شبکه‌سازی سطح پایین بر جریان‌های کاری بیمار تمرکز کنند. با استاندارد شدن قابلیت‌های پایه، نوآوری به طور طبیعی به سمت بالا حرکت می‌کند. این اغلب همان راهی است که اکوسیستم‌های فناوری بالغ می‌شوند.
وقتی فناوری‌های پایه استاندارد می‌شوند
بازارهای فناوری معمولاً به روش‌های قابل‌پیش‌بینی تکامل می‌یابند. فاز اول اختراع است. قابلیت جدیدی ظاهر می‌شود و تنها تعداد انگشت‌شماری از شرکت‌ها می‌دانند چگونه آن را بسازند. فاز دوم پذیرش است. فروشندگان بیشتری شروع به ارائه قابلیت‌های مشابه می‌کنند و فناوری را برای جامعه توسعه‌دهندگان بسیار وسیع‌تری قابل دسترس می‌سازند.
در نهایت، این قابلیت به ویژگی مورد انتظار تبدیل می‌شود. اترنت (Ethernet) این مسیر را دنبال کرد. Wi-Fi، بلوتوث، USB و شتاب‌دهی سخت‌افزاری هوش مصنوعی نیز همین‌طور بودند. هرکدام زمانی مزیت رقابتی قابل‌توجهی محسوب می‌شدند پیش از اینکه به ویژگی استانداردی از پلتفرم‌های مدرن تبدیل شوند.
من معتقدم ارتباطات بلادرنگ توبیه‌شده وارد همین گذار می‌شود. با ادغام WebRTC و فناوری‌های مشابه توسط فروشندگان بیشتری از نیمه‌هادی‌ها در پلتفرم‌های توسعه خود، خود ارتباطات بلادرنگ کمتر به یک عامل تمایز تبدیل خواهد شد. توسعه‌دهندگان به سادگی فرض خواهند کرد که اتصال مکالمه‌محور در دسترس است، درستهمان‌طور که قبلاً فرض می‌کنند از شبکه‌سازی بی‌سیم یا استنتاج هوش مصنوعی لبه پشتیبانی می‌شود. وقتی این اتفاق می‌افتد، رقابت به طور طبیعی به جای دیگری منتقل می‌شود.
تجربه توسعه‌دهنده
تاریخ نشان می‌دهد که استانداردسازی به ندرت نوآوری را کاهش می‌دهد. در عوض، نوآوری را به لایه بالاتری منتقل می‌کند. هنگامی که توسعه‌دهندگان دیگر نیازی به صرف ماه‌ها زمان برای ساخت پایه‌های ارتباطات بلادرنگ ندارند، شروع به پرسیدن سوالات دیگری می‌کنند.
- این تراشه با چه سرعتی می‌تواند به مدل‌های مختلف هوش مصنوعی متصل شود؟
- آیا می‌توانم بدون طراحی مجدد اپلیکیشن خود، از یک ارائه‌دهنده تشخیص گفتار به دیگری تغییر وضعیت دهم؟
- آیا طرح‌های مرجع آماده تولید وجود دارند که زمان توسعه را کاهش دهند؟
- ابزارهای نرم‌افزاری چقدر بالغ هستند؟
- آیا این پلتفرم می‌تواند از یک اثبات مفهومی (Proof of concept) به استقرار تجاری مقیاس‌پذیر باشد؟
این پرسش‌ها به طور فزاینده‌ای تعیین می‌کنند که توسعه‌دهندگان کدام پلتفرم‌های نیمه‌هادی را انتخاب کنند. این تمایز ممکن است ظریف به نظر برسد، اما اساساً نحوه ایجاد ارزش را تغییر می‌دهد. قابلیت‌های سخت‌افزاری همچنان مهم باقی می‌مانند، اما اکوسیستم توسعه‌دهنده پیرامون آن به همان اندازه تأثیرگذار می‌شود.
پلتفرم‌های سخت‌افزاری به عنوان اکوسیستم‌ها
این یکی از جالب‌ترین تغییراتی است که در سراسر صنعت مشاهده می‌کنم. شرکت‌های نیمه‌هادی دیگر صرفاً بر روی سیلیکون رقابت نمی‌کنند. آن‌ها در حال ساخت پلتفرم‌های توسعه کامل هستند.
یک پلتفرم سخت‌افزاری مدرن شامل کیت‌های توسعه نرم‌افزار (SDK)، یکپارچه‌سازی‌های ابری، سازگاری با مدل‌های هوش مصنوعی، مستندات، جوامع توسعه‌دهندگان، برنامه‌های صدور گواهینامه و برنامه‌های مرجع است. به طور فزاینده‌ای، این پلتفرم شامل مشارکت‌هایی نیز می‌شود که به مشتریان کمک می‌کند تا کارآمدتر از بردهای ارزیابی به دستگاه‌های تولیدی منتقل شوند.
ما قبلاً این الگو را دیده‌ایم. سیستم‌عامل‌های گوشی‌های هوشمند نه صرفاً به خاطر عملکرد پردازنده، بلکه به این دلیل موفق شدند که اکوسیستم‌های پر رونق توسعه‌دهندگان را جذب کردند. پلتفرم‌های ابری به این دلیل غیرقابل جایگزین شدند که ساخت و بهره‌برداری از برنامه‌ها را برای سازمان‌ها آسان‌تر کردند.
تکامل مشابهی در حال شکل‌گیری در سخت‌افزار هوش مصنوعی است. توسعه‌دهندگانی که پلتفرم‌های توبیه‌شده را ارزیابی می‌کنند، فزاینده فراتر از مشخصات پردازنده را نگاه می‌کنند. آن‌ها همچنین بررسی می‌کنند که با چه سرعتی می‌توانند خدمات هوش مصنوعی را یکپارچه کنند، مدل‌های تعامل جدید را آزمایش کنند، دستگاه‌ها را در طول زمان به‌روزرسانی کنند و از محصولات در طول چرخه عمرشان پشتیبانی کنند. پلتفرم در حال مهم‌تر شدن از خود تراشه است.
اکوسیستم باز برای هوش مصنوعی فیزیکی
این تغییر همچنین نحوه همکاری شرکت‌ها را تغییر می‌دهد. بعید است که هیچ سازمان واحدی همه اجزای مورد نیاز برای دستگاه‌های بومی هوش مصنوعی را فراهم کند.
شرکت‌های نیمه‌هادی به پیشبرد بهره‌وری محاسباتی و هوش مصنوعی لبه ادامه می‌دهند. ارائه‌دهندگان مدل‌های پایه به بهبود استدلال، قابلیت‌های چندزبانه و درک چندوجهی ادامه می‌دهند. ارائه‌دهندگان ابر زیرساخت مقیاس‌پذیر ارائه می‌دهند. تولیدکنندگان دستگاه، محصولاتی متناسب با صنایع و کاربران خاص ایجاد می‌کنند. ارائه‌دهندگان زیرساخت بر توانمندسازی ارتباطات قابل‌اعتماد بین این لایه‌های مختلف تمرکز می‌کنند.
این شرکت‌کنندگان به جای رقابت مستقیم، به طور فزاینده‌ای به یکدیگر وابسته هستند. به همین دلیل است که استانداردهای باز اهمیت دارند. WebRTC توبیه‌شده نه صرفاً به این دلیل باارزش است که ارتباطات بلادرنگ را فراهم می‌کند، بلکه به این دلیل است که یک پایه مشترک ایجاد می‌کند که فناوری‌های مختلف می‌توانند بر اساس آن ساخته شوند.
این امر تکه‌تکه شدن را کاهش می‌دهد، چرخه‌های توسعه را کوتاه‌تر می‌کند و به نوآوری اجازه می‌دهد در جایی اتفاق بیفتد که بیشترین ارزش را ایجاد می‌کند: در خود محصولات. برای توسعه‌دهندگان سخت‌افزار، این قابلیت همکاری ممکن است مهم‌تر از هر پروتکل فردی یا چارچوب نرم‌افزاری ثابت شود.
منبع: Why AI Chips Are Becoming Communication Platforms — IoT For All؛ نویسنده: Xiao Dong Feng
منبع: iotforall