Лилипьютеры: компьютерная микрофауна в вашей розетке

Автор: Евгений Лебеденко, Mobi.ru

Опубликовано 16 мая 2011 года

На прошлогодней конференции D8 глава компании Apple Стив Джобс провёл границу двух исторических эпох компьютерных технологий. Цифровой мир настоящего он назвал Post-PC era, а традиционные персоналки сравнил с грузовиками, в которых нынче нуждается один из тысяч. «Когда мы были аграрной нацией, все машины вокруг были грузовиками, поскольку только грузовики фермерам были и нужны, - объявил Джобс. - С развитием городов популярными стали авто с усилителем рулевого управления и автоматической трансмиссией».

Говоря о переходе от тяжеловесных универсальных ПК к новой парадигме работы с компьютерами, он имел в виду планшеты - устройства, рынок которых Apple сама и создала. Спустя год после этого выступления сомневаться в том, что планшеты стали основным трендом компьютерной индустрии, не приходится. Обозначенная яблочником номер один эпоха Post-PC и правда набирает обороты. Только вот вопрос: одни ли планшеты являются её авангардом? Может, стоит оглянуться вокруг и присмотреться попристальнее? Глядишь, и заметим тогда целую армию неприметных с виду компьютеров, примостившихся возле наших электрических розеток и бесшумно творящих своё полезное дело.

Речь идёт о компьютерах форм-фактора Plug PC - лилипутах компьютерного мира, в сравнении с которыми даже планшеты смотрятся гулливерами. Наряду с популярными ныне «таблетками» эти крохи берут на себя немалую долю традиционных для персоналок задач, а значит, их существование в "постписишную" эпоху вполне оправданно.

Что же это за вычислительное племя? Давайте разберёмся.

Как и в живой природе, мутации в компьютерном мире - не редкость. Зачастую их результатом становятся странные гаджеты, быстро врывающиеся на рынок и столь же быстро исчезающие с него. Однако порой они приводят к появлению совершенно нового форм-фактора. И форм-фактор этот - не поденка, а новый долгоживущий подвид, знамя которого подхватывают и развивают все, кому не лень.

Так было с форм-фактором iPad. То же случилось и с платформой Plug Computer.

Первое устройство формата Plug PC было представлено на выставке CES в 2009 году. Именно тогда разработанная компанией Marvell система на чипе известной серии ARMADA, базирующаяся на процессорном ядре Sheeva, стала наряду с OLED-телевизорами, пикопроекторами и смартфоном Palm Pre одним из фаворитов выставки. Точнее, не сама платформа, а миниатюрный компьютер SheevaPlug, собранный Marvell для демонстрации её возможностей.

Внутри корпуса размером с зарядное устройство скрывался полноценный компьютер, работающий под управлением Linux. SheevaPlug основан на ARM-процессоре Marvell Kirkwood 88F66281 с ядром Sheeva, работающем с тактовой частотой от 800 МГц до 1,2 ГГц. На борту устройства стояло 512 мегабайт оперативной памяти и накопитель Flash той же ёмкости. Ввод-вывод в малютке был представлен гигабитным Ethernet-адаптером и одним разъёмом USB 2.0. На плате был также смонтирован преобразователь напряжения, что позволяло подключать SheevaPlug непосредственно к розетке. В качестве операционной системы Marvell использовала Ubuntu версии 9.04.

Структура SheevaPlug благодаря поддержке интерфейса JTAG является открытой для совершенствования

SheevaPlug легко включался в сетевую инфраструктуру благодаря сетевому адаптеру, а порт USB позволял подключить к нему разнообразные устройства внешней памяти, тем самым превращая этот миниатюрный компьютер в полноценный: медиасервер, хранилище NAS, клиент пиринговых сетей и целый набор практически полнофункциональных серверов (web, ftp и т.д.) При этом SheevaPlug потреблял всего 2,3 ватта без подключённой периферии и до 7 ватт с присоединёнными накопителями. Он не шумел, не грелся, был практически незаметен и готов сутками выполнять рутинные задачи, которые до него выполняли персоналки.

Наличие базовых интерфейсов позволяет включить Plug PC в стандартную вычислительную инфраструктуру дома или офиса

Это было потрясающе. Но по-настоящему важным было то, что SheevaPlug оборудовали интерфейсом JTAG формата mini-USB. Интерфейс JTAG, названный так в честь поддерживающей его IEEE-группы Joint Test Action Group ( http://grouper.ieee.org/groups/1149/1/), широко используется для отладки и программирования на низком уровне микропроцессорных систем различного класса. Именно его наличие в SheevaPlug и сделало платформу Plug Computer открытой. Вскоре новый форм-фактор зажил собственной жизнью в десятках проектов.

Шаг компании Marvell в сторону увеличения открытости своей платформы был сродни сделанному некогда шагу IBM к открытию платформы IBM PC. Наличие отладочного интерфейса и активная поддержка любых инновационных начинаний самой Marwell привели к появлению проекта plugcomputer.org, объединяющего под своим крылом энтузиастов нового форм-фактора - стартапы, старательно расширяющие зарождающийся рынок Plug PC. Идея проекта чётко обозначена на заглавной странице его сайта. Она амбициозна: заменить прожорливые и дорогие дата-центры мириадом энергоэффективных и дешёвых компьютеров формата Plug PC.

Открытая платформа Marvell SheevaPlug в скором времени породила целый выводок розеточных компьютеров

Стандартный набор SheevaPlug с виду неказист, зато стоит меньше сотни долларов. Базовый вариант с европейской или американской питающей вилкой обойдётся всего в 99 долларов. Ещё за 35 долларов можно приобрести фреймворк OSGi от компании ProSyst, позволяющий адаптировать совместимые с форм-фактором Plug PC операционные системы для работы на микрокомпьютере и разрабатывать собственные приложения.

На базе этого базового набора компании Globalscale Technologies и Ionics Plug разработали собственные мутации первенца Sheeva Plug. Их компьютеры DreamPlug и Nimbus, Cumulus, Stratus и Cirrus не являются клонами SheevaPlug, а существенно превосходят его благодаря интерфейсу JTAG. Имея в основе ту же самую платформу с процессором Kirkwood, они расширили количество USB-портов и добавили модули Wi-Fi и Bluetooth, поддержку интерфейса eSATA. Эти новые возможности вкупе с разными версиями Linux и набором программного обеспечения превращают их в самые разнообразные вычислительные системы: сетевые маршрутизаторы, прикладные серверы для дома и офиса, основу систем видеонаблюдения.

Набор GuruPlug на базе восьмисотмегагерцевого процессора Marvell 88AP168, дополнительно включающий расширенную поддержку USB (четыре порта в режиме Host и один в режиме OTG), контроллеры для работы с картами Micro SD, подключение COM-порта через интерфейс USB и поддержку выхода HDMI. Благодаря поддержке карточек Micro SD в GuruPlug появилась возможность работы не только со встроенной операционной системой, но и с загружаемой извне.

Набор OpenRD-Ultimate - монстр в мире Plug PC. Судите сами. Open-RD, базируясь на стандартном процессорном ядре Sheeva с частотой 1,2 ГГц, дополнительно включает: два гигабитных Ethernet-порта, семь (!) портов USB, порты eSATA и UART (интерфейсы RS232/RS485), VGA-разъём, аудиоинтерфейс с поддержкой S/PDIF и даже интерфейс PCI Express. В Open-RD на аппаратном уровне реализованы набор аудио/видео декодеров, криптоалгоритмов (AES, DES и 3DES) и алгоритмов аутентификации (SHA1 и MD5). Правда, уместить всё это добро в стандартный для Plug PC корпус не удалось. Больше всего Open-RD напоминает нынешние неттопы. Тем не менее архитектурно это всё тот же Plug-лилипут, но с возможностями компьютерного Гулливера.

Активное развитие форм-фактора Plug PC стимулировало рост интереса производителей к рынку «розеточных» вычислителей. Наряду со стандартными plug моделями появился подвид Jack PC - компьютеров, не вставляемых в розетку, а являющихся розетками.

Jack PC разработала компания Chip PC, и они позиционируются в качестве отличной замены персоналкам в офисных помещениях, не в последнюю очередь благодаря поддержке таких программных систем централизованного управления, как Xcalibur Global Management System. Расширился в них и ассортимент поддерживаемых операционных систем. Наряду с Linux в них трудятся встраиваемые windows-системы: Windows CE, Window Embedded 2009 и Windows Embedded 7. Вот только проект Jack PC является коммерческим, а стоимость самих компьютеров соизмерима с современными неттопами на базе процессоров Intel Atom.

В этом смысле не коммерческие Jack PC, а открытые для совершенствования компьютеры-лилипуты проекта plugcomputer.org стоят на передовой развития рынка Plug PC - розеточных компьютеров, которые всё активнее осваивают пространство квартир и офисов.