Project Blade Runner: De personal computer van 2019

Een kunstenaar teruggeven van een modulaire ARM-gebaseerde Apple “Pi”, circa 2019. (conceptuele kunst beleefdheid Spidermonkey, Inc.)

Met de website die net viert haar 20e verjaardag in april 2011 en het publiceren van een aantal retrospectieven over hoe de technologie is in de loop van de afgelopen twintig jaar, zowel Scott Raymond en ik besloten dat het zou kunnen maken voor een interessant gedachte-experiment om te proberen om wat te projecteren personal computing eigenlijk zou kunnen uitgroeien tot in het volgende decennium.

De business van het proberen om kristallen bol of lees de theeblaadjes van de computer-industrie is altijd moeilijk geweest, in het bijzonder wanneer het proberen om het voor meer dan twee of drie jaar te projecteren als je niet een insider bij bedrijven die direct werken aan daadwerkelijke technology roadmaps voor halfgeleiders, systeemcomponenten, software en besturingssystemen.

Echter, zelfs als je een insider, de kloof tussen de onderzoeker en de werkelijke productization kan vaak leiden tot zeer verschillende uitkomsten op basis van acceptatie door de markt, echte productiekosten en een aantal andere verzachtende omstandigheden.

Toch zijn er een aantal recente vooruitgang die we in personal computing hebben opgemerkt, de moderne datacenter als in de consumentenelektronica is zo goed en ingebedde systemen die ons in staat stellen een aantal opgeleide maken over hoe deze trends zich eigenlijk zou kunnen manifesteren als echte producten in de toekomst zo veel als acht of tien jaar vanaf nu.

Zeker, verwacht ik dat we bijna zeker hebben de markering op een aantal gegevens gemist en zal jammerlijk falen van een aantal nieuwe technologieën en trends te anticiperen, of misschien zelfs te optimistisch in termen van hoe snel een aantal van deze ideeën kunnen worden vastgesteld zijn.

Maar of we dit zien in 2019, 2021 of zelfs 2025, ik denk dat deze referentie architectuur – waarvan we de naam ‘Blade Runner’ in ere hebben genomen om Ridley Scott’s 1982 visie van 2019 is een goede pinhole of een opgeleide servet tekening voor een blik op de pc van de toekomst.

De Blade Runner stichting: “The Hub”

De stichting of elementaire bouwsteen voor onze Personal Computer van 2019 is wat wij noemen “The Hub”. We zien dit als een vlakke, half-inch dik vierkante plaat met ongeveer dezelfde afmetingen gebied van de huidige Apple Mac Mini – ongeveer zeven en een half (7,5 “) inches of 20 cm.

The Hub zal alle elektronische componenten van wat we denken aan op de huidige pc-moederborden, maar veel meer geïntegreerd en geminiaturiseerde bevatten. De communicatie en geheugenbus, de CPU dwarsbalk, de geïntegreerde regelelektronica voor de I / O componenten alsmede de netwerken en interfaces worden allemaal ondergebracht in dit apparaat.

De desktop PC “case” die we kennen van vandaag dat is gevuld met draden en uitbreidingskaarten zal niet meer bestaan. In plaats daarvan zal er snap-in modules die meer analoog aan Bricks, die in de Hub dat de functies van de pc-componenten die we herkennen vandaag zullen uitvoeren klikt Lego zijn – CPU, geheugen, grafische verwerking en opslag.

Aangezien vrijwel al onze componenten in de PC van 2019 volledig solid-state relatief laag vermogen en leveren alleen een minimale hoeveelheid warmte, kan de hub zitten plat op het bureau pancake-stijl, of in een verticale positie.

Project Blade Runner: De gebruikerservaring van 2019; Project Blade Runner: Putting het allemaal samen in 2019

Het kan ook wonen in een woonkamer als een geavanceerde set-top box, verbonden met een grote high-definition display. De werkelijke fysieke ontwerp esthetiek zou grotendeels afhangen van de leverancier van verkoop en marketing van het systeem.

The Hub zelf is de fundamentele bouwsteen van de Blade Runner architectuur.

Terwijl de gemiddelde PC kan bestaan ​​uit een “hub”, met een CPU, geheugen en opslagmodule, zou het mogelijk zijn op basis van onze rijden architecturale beslissingen die meerdere hubs kunnen worden verbonden of elkaar gestapeld veel krachtigere desktop computersystemen vormen , zoals creatieve inhoud professionals, ingenieurs, of high-end gamers.

We erkennen ook dat vele consumenten zouden kopen sterk geïntegreerde systemen waarbij de hub en modules zijn in één afgesloten, niet-uitbreidbaar eenheid bevestigd aan een soort beeldscherm, of geïntegreerd in het scherm zelf, zoals bij een tablet of laptop computer of zelfs een volledig geïntegreerde desktop-apparaat, zoals “The Screen”.

iPhone; Hier is wat Android-eigenaren doen als Apple brengt een nieuwe iPhone, iPhone, Hoe veilig veeg je iPhone voor wederverkoop, hardware, Enterprise Software;; Sweet SUSE Nu kunt u een USB-stick die alles vernietigt op zijn pad te kopen! HPE haken en ogen zelf een Linux distro

Bijvoorbeeld, kunnen sommige bedrijven zoals Apple besluiten om deze architectuur aan te passen aan hun eigen unieke gewenste vormfactoren – zelfs exotische schotelvormige, stapelbare systemen zoals de “Pi” getoond in onze titel kunstwerk gemaakt door onze conceptuele kunstenaar.

Maar de elektronica zelf en elementaire bouwstenen in de hub, ongeacht de werkelijke eindgebruiker productconfiguratie nog steeds hetzelfde.

Het belangrijkste om te onthouden over de Hub is dat de systemen architectuur voor desktops, laptops, smartphones en tablets identiek zou zijn. Er zou geen belangrijk onderscheid tussen desktop en embedded systemen programmering van een projectontwikkelaar perspectief. We krijgen in dit toen we de eigenlijke besturingssysteem dat draait op Blade Runner te bespreken.

de Modules

Met de trend in de consumentenelektronica-industrie in de richting van volledig geïntegreerde systemen on a Chip (SoC) voorzie we dat er binnen acht tot tien jaar, zal personal computing een soortgelijke systemen architectuur die we zien in smartphones en tablets van vandaag vast te stellen. Het zal echter nog veel meer worden geschaald uit dan wat we vandaag zien in het gebruik.

CPU en geheugen

De typische centrale verwerkingseenheid van 2019 zal een ARM-gebaseerde architectuur zijn, draait op een 32-way of 64-way SoC, geklokt op ongeveer 1GHz. Elk van deze zal een module die wordt aangesloten op onze Hub, die is geschikt voor meerdere van dergelijke modules, misschien wel vier zijn.

We verwachten dat tegen 2019, fabricageprocessen met behulp van methoden vergelijkbaar met Intel’s “Tri-Gate” op 14 nanometer of minder volgroeid zijn.

Terwijl de SoC en geheugen (RAM) kan in theorie worden gescheiden van elkaar als duidelijk afzonderlijke modules, en de vorming van een meer monolithische systeemarchitectuur vergelijkbaar met wat we vandaag de dag gebruiken, dachten we dat het interessant zou zijn als elk SoC was een self-contained CPU en Memory “Node”, veel op dezelfde manier dat nodes te berekenen op een cluster gedragen op de huidige scale-out supercomputers en als blades in een typische datacenter blade chassis.

Het enige verschil is natuurlijk dat in plaats van blade servers worden ondergebracht in een groot gemeenschappelijk chassis op rekken, we hebben het over 1,5 “vierkant” blokken “die zijn aangesloten op onze Hub.

Met de huidige vooruitgang in geheugendichtheid meegenomen, zijn wij van mening dat al deze SoC / geheugenmodules kon geschikt zoveel 64GB RAM kunnen.

Hoewel dit lijkt een vrij grote hoeveelheid geheugen, evenals een zeer grote hoeveelheid van de kernen van PC de normen van vandaag, we verwachten zal er een behoefte aan hoog exploitive geparalleliseerd toepassingen zoals gepersonaliseerde diep analytics zijn (aka “Watson op de Desk”) om te profiteren van het.

We erkennen ook dat er in 2019 en later, terwijl de industrie zal blijven ijveren voor een ARM-gebaseerde systemen architectuur, zal er vrijwel zeker zijn eisen voor de voortzetting van legacy-x86-gebaseerde applicaties te draaien.

Om die reden hebben we een speciale CPU / RAM module die we noemen een “LAP” of legacy-applicaties Processor gemaakt.

De LAP zou zitten op de cluster lat / unified bus en klik in de Hub als de rest van de andere CPU / RAM-modules, maar in plaats van met een multi-core ARM-processor, zou het een multi-core x86-compatibele laag vermogen bevatten CPU met onboard RAM, misschien wel zo veel als 16 GB.

Afhankelijk van hoe kritiek x86 binaire compatibiliteit blijft kunnen sommige leveranciers zelfs kiezen om de LAP geïntegreerd in de naaf zelf.

We voorzie dat de LAP ongeveer gelijk in de verwerking van macht om een ​​mid-range Intel i5 of AMD Phenom die beschikbaar zijn voor de consument op de business-class desktops zouden in de komende twee jaar zou zijn. Het zou zeker meer dan geschikt voor het uitvoeren van zakelijke applicaties die geschreven zijn voor de huidige Windows 7 of de laatste x86-only versie van Windows 8 of 9.

opslagruimte

Terwijl de opslag zeker kon worden ingesloten in dezelfde module als CPU en RAM, hebben we besloten dat voor de eenvoud van het ontwerp en hoe onze voorgestelde Blade Runner functies dat het waarschijnlijk zinvol is voor opslag te worden gescheiden van de CPU en het hoofdgeheugen.

Net zoals de SoC modules zal aansluiten op de Hub, zo zal opslag.

In 2019 verwachten wij dat een typische PC ruim 2-8 terabytes (TB) van NAND flash-opslag (SSD) zal in één opslag module configuratie vervaardigd met behulp van 19nm of 12nm processen.

Met de mogelijkheid om meerdere (misschien maar liefst vier) dergelijke modules aangesloten op één Blade Runner Hub, zo veel als 32 TB aan online opslagruimte per PC misschien niet een ongebruikelijke configuratie voor een creatieve inhoud professional of iemand die een stuk houdt te hebben van gecomprimeerde MPEG-4 720p of 1080p video rond.

Opslag op de Hub zal worden geclusterd en / of gerepliceerde op basis van end-user veerkracht en business continuity eisen. We verwachten ook dat gebruikers een combinatie van gelokaliseerde opslag op de PC zelf alsook op het Cloud hebben.

Echter, wanneer zeg Cloud, bedoelen we zowel opslag die op de startpagina van gebouwen wordt gehost als een soort Internet-enabled NAS-apparaat (iets als een Pogoplug op steroïden) geleverd als Software of Storage as a Service van de hedendaagse gebruikelijke verdachten zeggen (Google , Amazon, Microsoft, Apple, Rackspace, IBM, etc) of in een gehuurde ruimte die we aanduiden als de ‘Capsule Datacenter ”

Wat is een Capsule Datacenter? We denken Mailboxes Etc of FedEx-Kinkos soort bedrijven in uw plaats die in plaats van het verhuren van mailboxen zoals ze nu doen, zullen verhuren schoenendoos-sized rackspace aan particulieren en kleine bedrijven, waar u kunt kopen of leasen 32/64 / 128TB van gecentraliseerde SSD in combinatie met een ARM-gebaseerde low-power virtuele of fysieke server op basis van Blade Runner systeemarchitectuur voor een minimale maandelijkse of jaarlijkse vergoeding.

Deze server zal VPN worden aangesloten op uw thuis-pc via high-speed, vezels breedbandconnectiviteit coming out van de Capsule Datacenter, en zal communiceren en synchroniseren met web services en gegevens uit uw traditionele SAAS cloud providers.

Waarom Capsule Datacenters in tegenstelling tot het kopen van SAAS en de opslag van de gebruikelijke verdachten geheel? Zoals we hebben gezien met de Amazon opslag en Elastic Compute cloud storingen in de afgelopen maand, verwachten wij dat particulieren en kleine bedrijven zullen willen gelokaliseerde data replicatie in plaats hebben in aanvulling op de SAAS zoals Amazon Storage Cloud of Google Apps.

Dit zou niet alleen voor pure gemoedsrust en voor zakelijke en persoonlijke gegevens continuïteit te zorgen, maar ook omdat we denken dat lokaal gedreven middelgrote franchise bedrijven zoals “Capsule Datacenters R Us” verbonden aan dark fiber efficiënter staat zal zijn en gemakkelijk te bedienen thuis breedband klanten en lokale bedrijven en zorgen voor betere prestaties en een superieure klantenservice dan regionale Amazon of Google datacenters.

Graphics en Video

Terwijl we weten dat de vooruitgang in de miniaturisatie met SoCs zeer dichte, zeer snel, low-power, low-warmte multicore-ARM-gebaseerde systemen zal produceren, een van de dingen die we moeite met was hoe om dingen aan te pakken, zoals GPU’s.

Zoals we allemaal weten, de Graphics Processing Units (GPU’s) in de huidige high-end workstations en gaming pc’s produceren grote hoeveelheden warmte en trek aanzienlijke macht.

Terwijl we voor ogen dat de fundamentele business graphics behoeften door het GPU geïntegreerd in ofwel elke CPU / Memory knooppunt of in de basistekst Hub zelf kunnen worden aangepakt, we begrijpen dat er zullen een aantal gebruikers dat er meer krachtige multi-core GPU’s die speciale eisen zal vergen.

Om die reden zijn wij van mening dat de discrete GPU’s nodig zullen zijn als optionele componenten in onze conceptueel ontwerp, hebben wij voor dat opgevangen door waardoor de GPU module te stapelen op de top van de CPU / geheugen modules via een high-speed universele bus connector en trek stroom van een aparte externe voeding.

Afhankelijk van de eisen van eindgebruikers en prestatiekenmerken, kunnen discrete GPU modules via fan samenstellingen of zelfs vloeibare koelsystemen worden gekoeld.

Display Technologies zal zeker aanzienlijk vooruit in de komende 8 tot 10 jaar. Zelfs nu, zijn typische pc scheepvaart met 1080p displays en sommige systemen, zoals high-end Macs zijn de scheepvaart met een hoger dan 1080p-resolutie schermen, zoals de Apple Cinema Display of de NEC PA301W, die een 2560×1440 resolutie en 2560×1600 resoluties respectievelijk hebben.

Hoewel deze high-end displays zijn erg duur, verwachten wij dat in 2019, met schaalvoordelen in LED-display productie, zullen we commodity-25 “full-diafragma 4K-resolutie monitoren (4096×2304) op een $ 150 $ 200 prijs punt schip zien in typische end-user desktop-pc’s, met een groter dan 1080p HD resolutie schermen op laptops en full-size tabletten.

Blade Runner: het besturingssysteem en de Gebruiker Milieu

Wij zijn van mening dat in het jaar 2019, of ten minste twee generaties voor het berekenen van deze architectuur op zijn plaats is, zal dat virtualisatie de de rigeur methode voor het implementeren van pc-besturingssystemen op de eindgebruiker desktops geworden.

Enige tijd voor de ARM desktop overgang, verwachten wij dat Windows, Linux, Macintosh evenals smartphone en tablet op basis van ARM-systemen zullen de middelen van de fysieke hardware te gebruiken onboard-firmware gebaseerde hypervisors te abstraheren van de OS, net zoals ze worden ingezet in ondernemingen in datacenteromgevingen vandaag.

Als zodanig envision we Blade Runner als een volledig gevirtualiseerde systeem.

Elke compute / geheugen knooppunt aangesloten op de hub is eigenlijk een volledig autonoom knooppunt dat laarzen off van printversie van een firmware gebaseerde hypervisor die zijn opgeslagen op de Hub, die communiceert via een interne high-speed mesh-netwerk / interne stof die zowel IPv6 controleert netwerken alsmede I / O-verkeer naar de gegevensarchieven die zich op de opslag modules, die wij voor ogen als het gebruik van een native geclusterd bestandssysteem vergelijkbaar VMFS-3, Oracle’s ZFS, of IBM’s GPFS.

Dit is ongeveer analoog aan hoe VMWare vSphere clusters werken in een datacentrum vandaag, maar dit is verkleind tot de grootte van een kleine computer.

We zien de Blade Runner cluster type 1 hypervisor als volledig heterogeen, in die zin dat een aantal van ARM-gebaseerde besturingssystemen, net zoals VMWare ESXi, XenServer of Oracle xVM VirtualBox kan draaien een mix van omgevingen vandaag lopen.

Bovendien Legacy Applicatie Processor indien aanwezig wordt gebruikt om oudere generaties gevirtualiseerde Windows en Linux applicaties zoals vereist.

In 2019 verwachten we dat een aantal end-user platforms, waaronder Windows, Mac en de verschillende smaken van Linux (met inbegrip van Android of een andere next-generation Google OS) beschikbaar zal zijn voor gebruik als de “Primary” of “Shell” OS.

We zullen niet proberen te voorspellen welke van deze de dominante speler zal zijn, als die een volkomen zinloze oefening zou zijn.

Echter, wij geloven dat het zal redelijk zijn om te verwachten dat de Shell zal opstarten als een virtuele instantie op het primaire knooppunt compute, die zal samenwerken met de hypervisor in paai Apps op de primaire en andere compute nodes aangesloten op de Hub.

Apps, zoals webbrowsers, productiviteit applicaties en games zullen allemaal wonen in clustered storage in virtuele datastores als volledig zelfstandige JeOS (Net genoeg OS).

Met andere woorden, de apps zelf uitgevoerd in volledig self-contained besturingssystemen op afzonderlijke virtuele disk images, gescheiden van de Shell en beheerd door de firmware hypervisor.

In tegenstelling tot vandaag de dag, waarop Windows of Linux-applicaties libraries kan verspreid over de host-OS en kunnen creëren wat vandaag als “DLL hell” genoemd, waardoor tal van problemen met applicatie-upgrades en patches, een app zoals Microsoft Word of Excel kunnen worden verdeeld via een Microsoft App Store een beeld virtuele schijf zo, die op zijn eigen uitgeklede OS kernel zoals “Midori”.

Een web browser zoals Chrome eigenlijk zou kunnen worden ingezet als een VM exemplaar van Chrome OS, compleet met Linux kernel.

Zelfs als de Shell OS Macintosh of zelfs Android of Ubuntu was, zou het niet bijzonder belangrijk voor de eindgebruiker.

Het voordeel voor modulariseren de OS in afzonderlijke VM’s voor Shell en apps is aanzienlijk. Enerzijds de applicaties Shell niet “installed” per se – ze eenvoudig gekopieerd naar geclusterde opslag, wanneer ze geregistreerd in een VM manifest, een database die de configuratiegegevens voor elke VM bevat en aangepast gebruikersinstellingen.

ACL en hardwarematige Unified Thread Management (UTM) met Deep Packet Inspection (DPI) geïntegreerd stevig met de firmware hypervisor bepaalt welke toepassingen mogen elkaar en regio opslagruimte te spreken op het cluster en via het netwerk, en zal altijd op je hoede om te zien of malware wordt gedownload of wordt een poging om een ​​virtuele machine in gevaar brengen.

Moet een toepassing VM of andere manier raken geïnfecteerd door malware, zal het worden geïsoleerd om de applicatie zelf, en de hypervisor in staat om een ​​’maagd’ kopie van de aanvraag te herstellen van een opgeslagen VM template of via de App Store het oorspronkelijk was gedownload van zal zijn .

Deze “kader” voor onze 2019 personal computer moet dienen als basis inleiding. Voor meer informatie, neem nadere berichten van mijn collega Scott Raymond, waar hij zal ingaan op netwerken, draadloze, randapparatuur en de consument end-user experience of the Blade Runner architectuur.

En vergeet niet te luisteren naar onze podcast ook.

Hoe ver denk je dat we zijn van ons 2019 visie op de personal computer? Praat terug en laat me weten.

Hier is wat Android-eigenaren doen als Apple brengt een nieuwe iPhone

Hoe veilig veeg je iPhone voor wederverkoop

Nu kunt u een USB-stick die alles vernietigt op zijn pad te kopen

Sweet SUSE! HPE haken en ogen zelf een Linux distro