O pai de Raspberry Pi fala: Eben Upton sobre o futuro da tecnologia e muito mais

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Incentiva as pessoas a se interessarem por ciência, tecnologia, engenharia e matemática. É uma coisa de educação de passo, eu desafio alguém a não ficar excitado com isso, eu apenas desafio uma criança a não ficar excitada tirando fotos do espaço.

Entusiasmo irradia de Eben Upton. De dia ele é o diretor técnico e arquiteto ASIC da Broadcom. De noite, e nos finais de semana, ele é a força motriz por trás do Raspberry Pi, aquele pequeno computador que vem revolucionando a computação amadora e o futuro da própria tecnologia desde o seu lançamento em 2012.

Alto, vestido casualmente e com uma pista de como ele viajou para o trabalho naquela manhã - óculos de ciclismo presos à sua camiseta - o fundador e um dos curadores da Raspberry Pi Foundation estão me explicando o pano de fundo do minicomputador incrível., o media center de três por duas polegadas, o servidor web, o hub de jogos retrô, a ferramenta educacional e até, como vimos, a máquina de tirar fotos com espaço.

Mas Upton não é o seu designer de computador habitual. Ele e sua equipe não construíram o Raspberry Pi para se aposentar. O que eles planejaram foi algo audacioso, algo fantástico.

Eles perceberam que com o hardware certo, o Raspberry Pi poderia mudar o mundo.

As origens do Pi framboesa

Nós originalmente não nos vimos construindo um computador de propósito geral.

Criado em 2006 e inspirado pela BBC Micro da Acorn (um computador dos anos 1980 que foi construído para o BBC Computer Literacy Project e vendido em grande parte para escolas no Reino Unido), o Raspberry Pi começou como um dispositivo muito maior, cujos objetivos foram estabelecidos quando Upton colaborou com professores, acadêmicos e entusiastas com o objetivo de criar um computador que inspirasse as crianças.

“Nós originalmente não nos vimos construindo um computador de uso geral. Nós não nos vimos construindo um PC. Nós vimos a nós mesmos edifícios um dispositivo programável. Começamos com microcontroladores, tenho certeza que você os viu em uma grande placa laranja [como pode ser visto no site do Raspberry Pi], essa era uma plataforma baseada em microcontroladores que podia dirigir uma televisão, conectá-la ao componente de uma televisão e sim, foi um dispositivo muito interessante. Tinha sobre o desempenho, eu diria de um microcomputador dos anos 80.

"Você poderia construir você mesmo, você poderia soldar junto à mão."

Imediatamente me lembro de tábuas de pão dos anos 1970 e computadores muito básicos construídos à mão, de Steve Wozniak montando placas na garagem dos pais de Steve Jobs em meados da década de 1970. É claro que a computação evoluiu consideravelmente desde então, mas Eben está claro que essa ideia de um computador que pode ser reconfigurado à mão é importante.

“Essa tem sido uma chave para o sucesso do projeto. As pessoas querem algo que elas entendam.

“Foi realmente apenas no final de 2009 que poderíamos começar a construir algo nos moldes de um computador de uso geral, [quando] surgiu o chip correto, um chip Broadcom com exatamente o conjunto de recursos certo para Raspberry Pi se tornou disponível.”

O Raspberry Pi que foi lançado no início de 2012 não tem partes removíveis, é claro, mas pode ser reconfigurado com base no propósito específico que você tem em mente para ele. É por isso que o Raspberry Pi é enviado sem teclado e mouse. Como Eben coloca: “nós tínhamos uma visão particular de que a coisa seria útil e nós a construímos e foi, e é muito simples assim”.

O computador britânico, fabricado na Grã-Bretanha

Eu não quero dizer de uma forma gigantesca, mas usando um chip que foi feito na Grã-Bretanha, usando um IP que foi feito na Grã-Bretanha… é britânico.

A fabricação de computadores na Grã-Bretanha desde o final da década de 1980 foi praticamente inexistente, com maravilhas internacionais de 16 bits como Amiga e Atari ST, PCs, Apple Macs e consoles de jogos substituindo os bem sucedidos 8-bits caseiros. Além de uma variedade de computadores da Acorn nos anos 90 voltados para estabelecimentos de ensino, todos eles foram amplamente baseados em projetos dos EUA e do Japão.

Os dias dos clássicos de 8 bits, como o Sinclair Spectrum ZX80 e o Amstrad CPC 464, já se foram há muito - mas no Raspberry Pi, a computação britânica tem algo de que se orgulhar mais uma vez.

Eu mencionei isso para Eben.

“Eu não falo de forma jingoísta, mas usando um chip que foi feito na Grã-Bretanha, usando um IP que foi feito na Grã-Bretanha, incluindo o ARM, obviamente [os processadores ARM se originam em Cambridge]… é britânico. Uma das coisas que mudaram para nós é que temos uma dimensão global que provavelmente não vimos quando pensamos sobre a aplicação educacional, que foi o nosso pensamento original ”.

Mas e os grandes que foram antes, Sinclair, Amstrad e Acorn? Poderia Eben um dia ser comparado a gigantes da computação britânica de 8 bits, como o idealista Sir Clive Sinclair (designer do Sinclair ZX80 e ZX Spectrum) ou o astuto empresário Baron Sugar (o fundador da Amstrad, responsável pelos computadores domésticos, palavra processadores e PCs compatíveis com IBM em toda a Europa nas décadas de 1980 e 1990), ou até mesmo Christopher Curry, fundador da Acorn Computers (cujo legado vive no ARM)?

“Você tem que se lembrar desses caras, vender milhões de computadores e eles criaram uma revolução, eles criaram uma indústria, criaram meu trabalho, criaram a Acorn que criou a ARM, criaram a cena tecnológica de Cambridge que criou o núcleo que usamos em nosso chip. Há essa linhagem contínua começando com esses caras.

“Eu acho que se daqui a 10 anos nós transformarmos o canal de habilidades da indústria de tecnologia do Reino Unido, então acho que mereceremos algum crédito. Agora nós não merecemos isso.

Você ficará intrigado ao saber como Eben pretende transformar as habilidades técnicas no Reino Unido e em outros lugares. Mas primeiro, como exatamente um Raspberry Pi é construído?

A linha de construção Raspberry Pi

Para entender mais sobre o Raspberry Pi - incluindo como os custos são mantidos tão baixos - visitei a linha de produção, onde fui mostrado por Gareth Jones, gerente sênior da Divisão de Novos Negócios da Sony. O pano de fundo da fábrica e o processo envolvido na construção de um Raspberry Pi são muito interessantes.

A construção do Raspberry Pi começou na China em 2011, mas os resultados não foram considerados satisfatórios. Como resultado, a Fundação Raspberry Pi transferiu a produção para o Reino Unido.

Situada em uma antiga fábrica de TV colorida no sul do País de Gales (uma península no Reino Unido), quatro linhas de produção (que em breve serão seis para acompanhar a notável demanda do Raspberry Pi) produzem 12 mil computadores pequenos todos os dias. Essa é uma das várias parcerias colaborativas da Sony, e o produto final - um dispositivo Raspberry Pi funcionando - é construído aqui para a Premier Farnell, sob licença da Raspberry Pi Foundation (eles são um dos dois fabricantes licenciados, o outro é a RS Components). Ambas são empresas britânicas).

De propriedade da Sony Corporation e com uma grande parte da fábrica de câmeras de televisão, a fábrica - parte de um complexo maior de escritórios - é um ramo de atividade focada.

O processo de construção de um Raspberry Pi é bastante notável. Utilizando fornecedores de componentes em toda a Europa e no Extremo Oriente, o processo começa com pasta de solda impressa em tela em uma placa. A maior parte da fabricação é automatizada, controlada por câmeras e controles de posicionamento para alinhar corretamente a placa e as aberturas, a fim de obter a deposição espessa necessária de 100 mícrons de pasta.

Depois disso, componentes de até 0, 5 mm são montados na placa, carregados em uma máquina em um carretel e recolhidos usando um braço robótico com um bico de vácuo (um método conhecido como SMT de dupla face, no qual os componentes são montados sobre ambos os lados da placa de circuito impresso). Como você pode ver na foto acima, este estágio do processo se assemelha a um dos primeiros dados de computação em tickertape - a verdade é bem diferente, é claro! Os componentes chegam dos fornecedores nesses rolos de fita, cada um contendo 10.000 transistores, diodos e outros componentes discretos. Um sistema chamado TIMMS gerencia o processo, monitorando componentes e atuando como controlador de estoque, alertando os operadores quando um rolo de componentes está prestes a acabar. Novamente, uma câmera é usada para verificar as peças no bocal para orientação, e quando colocadas, elas são mantidas no lugar pela pasta de solda.

Devido ao volume de produção, cerca de 400.000 componentes são montados a cada dia. Conforme o processo continua, componentes maiores são adicionados, novamente com câmeras verificando posicionamento rotacional e XY correto. Se houver algum problema, a orientação da placa é ajustada para se adequar.

O segredo do sucesso do Raspberry Pi é desconhecido, mas provavelmente tem algo a ver com o chip principal e seu arranjo de pacote-em-pacote com economia de espaço, no qual chips de lógica e memória são empilhados - a mesma abordagem usada no fabricação de smartphones. Isso começa com o componente da CPU captado e colocado na placa, mais uma vez mantido no lugar pela viscosidade da pasta de solda. Uma vez no lugar, o chip de RAM é captado, mergulhado na solda e colocado na CPU, com precisão rigorosamente controlada para obter a profundidade certa - muita ou pouca solda seria desastrosa.

Depois disso, as tábuas são passadas por um forno a 238 graus Celsius, a temperatura na qual a solda irá evaporar. As placas Raspberry Pi estão quase prontas, exceto pelo teste, que é feito em várias etapas.

Primeiro vem a inspeção visual, novamente realizada pela câmera e pelo computador. Depois disso, a parte de inserção de mão do processo adiciona a Ethernet, o conector de áudio e outros componentes que são muito grandes para a linha automatizada. Esses componentes são passados ​​por uma máquina de solda de fluxo (uma maneira rápida de soldar componentes a granel), com juntas então verificadas visualmente. Os testes continuam em oito estações de teste, com quatro pessoas ocupando duas estações cada.

Aqui o endereço MAC será baixado para o Pi, e a saída de energia DC, áudio e vídeo será verificada, levando de 60 a 90 segundos. Depois disso, as placas são colocadas em sacos ESD e preparadas para envio. O processo de teste não terminou, no entanto. Uma equipe independente de controle de qualidade testa as placas, executando-as como os clientes, para testar o Raspberry Pi como seria usado nas escolas ou em casa. Os defeitos de QA são aparentemente raros, com apenas 115 retornados dos 450.000 produzidos nesta planta (me disseram que, desse número, apenas 18 eram defeitos reais - os outros eram provavelmente defeitos devido a cartões SD ruins).

Gareth Jones me disse que o Raspberry Pi está sendo considerado como um processador para controlar processos industriais, com uma divisão da Sony em San Jose interessada em usar o computador para um projeto que estão desenvolvendo.

Mais importante, no entanto, é a notícia de que a fábrica teve muitas visitas escolares. Em um mundo onde geralmente se acredita que a produção tenha sido terceirizada para a China, isso é vital, pois mostra às crianças que não apenas um computador doméstico britânico está sendo construído, mas que existem empregos de manufatura e não são cobertos de graxa. e sujeira.

O Raspberry Pi Ethos

Não estamos apenas fazendo isso porque achamos que o Raspberry Pi é ótimo, mas porque achamos que um número muito pequeno de coisas facilmente consertáveis ​​está quebrado.

As figuras indicam que o Raspberry Pi vendeu cerca de 1 milhão de dispositivos, com pedidos ainda a serem cumpridos no momento da escrita. Deste montante, a Fundação estima que 2 a 300.000 tenham chegado às mãos das crianças, excedendo em muito os 10.000 dispositivos por ano que esperavam ser vendidos às escolas. “De um jeito ou de outro, está nas mãos de crianças, seja [via] pais, escolas, professores, avós ou [comprados] pelas próprias crianças”, diz Eben, “particularmente com coisas como Minecraft por lá.

“A coisa sobre isso é que é realmente significativo para as crianças, você pode fazer um programa para construir uma casa em vez de ter que construir uma casa tijolo por tijolo. Depois de construir um programa que possa construir uma casa, você pode construir 2 casas e esse tipo de automação é algo realmente valioso ”.

Mas colocar esse computador nas mãos das crianças é apenas o primeiro passo no plano de Eben Upton para combater a escassez de habilidades tecnológicas.

“Temos um país onde temos um grande número de pessoas que precisam de emprego, temos um grande número de empresas que choram desesperadamente por pessoas… nem mesmo matemáticos PhD, apenas pessoas que podem programar. Poderíamos confiar um pouco na imigração, isso funcionaria. O problema é que transforma o país em um parasita na Índia, nós e a América vamos sugar a Índia de todos os melhores programadores. Esse é um pedaço de comportamento terrível.

"Não podemos continuar fazendo isso, isso é uma correção de curto prazo."

É incomum encontrar alguém que parece ter uma resposta para um problema tão importante. Eben continua, com os braços animados de entusiasmo pelo que ele vê como uma solução simples e de longo prazo, quando observo que esse não é o tipo de resposta que ouvimos do governo.

“Eu não sei porque. Todos nós sabemos e é apenas uma percepção de apenas passar horas lendo currículos. Basta encontrar pessoas suficientes para formar uma equipe de engenharia. Não estamos apenas fazendo isso porque achamos que o Raspberry Pi é ótimo, mas porque achamos que um número muito pequeno de coisas facilmente consertáveis ​​está quebrado.

Para combater esses problemas, a Fundação Raspberry Pi foi criada com seis curadores (entre eles David Braben, que é mais conhecido por muitos jogadores como o co-escritor do clássico jogo de comércio espacial Elite) para gerenciar o funcionamento da organização. Para ajudar os curadores, Eben e co contrataram seis funcionários. “Não tínhamos funcionários para os primeiros 700.000 Raspberry Pis vendidos, por isso temos funcionários com seis funcionários. Temos uma comunidade muito maior de voluntários que passamos suas noites e fins de semana trabalhando em coisas de Raspberry Pi, alguns na uni que passam seus dias, noites e fins de semana trabalhando em Raspberry Pi. ”

“Somos um pequeno grupo de pessoas, achamos que podemos fazer a diferença e o fato de pensarmos que podemos fazer a diferença significa que achamos que os problemas são bem diretos. Como a coisa com as crianças, se pensássemos que forçávamos as crianças a aprender a programar, não chegaríamos a lugar nenhum. O que eu acho que percebemos com o Raspberry Pi é que se você der às pessoas as ferramentas, elas farão isso. Nós não precisamos empurrar o programa, dar a eles uma chance de construir uma casa no Minecraft, dar a eles uma chance de fazer o gato correr no Scratch. Dar às pessoas a chance de fazer computação física, foi uma grande surpresa para mim ”.

Onde próximo para Raspberry Pi?

Com uma constelação particular de matemática e habilidades científicas, o que acontece é que nós brigamos por aquele grupo de pessoas o que eles tendem a ser é garotos brancos de classe média e nós brigamos por essa piscina, nós, físicos, matemáticos e banqueiros de investimento apenas brigamos sobre este pool de pessoas e é um jogo de soma zero.

Com 1 milhão de unidades vendidas e uma reputação crescente entre entusiastas, entusiastas do home theater e seu objetivo de ser um computador inspirador para crianças, o trabalho de Eben é feito? O Raspberry Pi fez o que se propôs a fazer?

“Acho que temos sido bastante francos que há muito trabalho de software para fazer. Focando no software em vez de executar o próximo processador mais rápido - não há melhor chip que poderíamos estar usando no momento, certamente na faixa de preço. A coisa boa sobre o software é que você gasta dinheiro em software uma vez e você o recupera em todos os dispositivos. É muito caro, otimizando o software para o Raspberry Pi, mas todos se beneficiam. Todos aqueles milhões de pessoas que compraram um Pi no ano passado, eles obtêm o benefício em seu Pi, não é como se tivessem que comprar outro. Tirar a milhagem do software, é realmente o que estamos fazendo aqui. Eu tenho certeza que algum ponto no futuro nós faremos outro Pi, eu obviamente não posso ver o que nós mudaríamos hoje, mas se um chip melhor surgisse nós poderíamos considerar isso. ”

Ele poderia considerar um dispositivo maior, montado em uma placa maior?

“Eu acho que o tamanho é importante - o tamanho é importante para o custo. Acho que uma das coisas que permite que você faça isso, para atingir esse ponto de preço, é a configuração de memória empilhada [o pacote no pacote descrito acima]. Se você quiser se afastar disso, acho que muito maior do que é no momento não seria mais legal ”.

Eben também não está muito preocupado com a competição - pelo menos, não com a competição atual.

“Não há mais nada na faixa de preço. Eu acho que as pessoas estão gerenciando agora para obter aparelhos de US $ 50 de alcance, embora aqueles que afirmam ser de US $ 50 não tendem a estar disponíveis assim na prática pessoas que estão conseguindo entrar na faixa de US $ 70 com coisas que têm níveis comparáveis ​​de desempenho.

“Alguns deles são baseados em uma variedade de dispositivos chineses, muitas vezes com processadores Cortex de baixo custo e muito pouco em multimídia. Então, as pessoas estão conseguindo um dispositivo com muito mais CPU e muito menos GPU nessa faixa de preço. Sim, é interessante ver esses emergirem. Ainda estou para ver uma que é particularmente ameaçadora para nós ”. Seria mesmo uma ameaça?

“A questão das ameaças é interessante, eu realmente não reconheço nada como sendo ameaçador, mas nosso objetivo é que haja muitos pequenos computadores programáveis. Se alguém constrói muitos pequenos computadores programáveis, isso é bom ”.

Pequenos computadores programáveis, nas mãos de entusiastas e crianças. Não é uma solução instantânea para a crise de tecnologia e engenharia, mas um passo positivo em frente.

“Ocasionalmente você ouve alguém dizer 'não há falta de habilidades, não há escassez de habilidades em engenharia' - minha bunda! O ponto em que sou assediada por candidatos a entrevistas qualificadas para os empregos que temos aqui neste prédio, acredito que não há escassez de habilidades em engenharia. ”

Mas as disciplinas de matemática, ciências e tecnologia não são superadas apenas por acadêmicos talentosos?

“Há habilidades que alguém pode trazer para a programação de computadores, há tarefas que são basicamente melhor feitas por pessoas que são matemáticas, mas eu acho que há uma enorme base de habilidades potenciais de pessoas que se você as pegar na idade certa e você as der acesso às ferramentas certas, eles aprenderão a ser ótimos programadores de computador. Você vê caras indo para a entrevista na indústria de jogos em particular, através da rota não-tradicional. Eu vim através de vários cursos em Cambridge, mas eu também tinha um histórico de hackers quando criança, então eu estava programando quando tinha 10 anos.

“Eu acho que há um potencial ilimitado. A coisa com a programação é que não é muito difícil, não é academicamente difícil. Eu conheço muitas pessoas que são programadores de computador extremamente talentosos, mas que não têm habilidade acadêmica tradicional. Parece estar completamente desacoplado da mesma forma que um bom carpinteiro é dissociado.

“Eu conheço pessoas que começaram a trabalhar aos 16 anos e são grandes programadores de computador, então acho que o impacto é potencialmente enorme. O risco é que possamos posicioná-lo nas crianças mais academicamente capazes, as pessoas que já têm matemática. Com uma constelação particular de matemática e habilidades científicas, o que acontece é que nós brigamos por aquele grupo de pessoas o que eles tendem a ser é garotos brancos de classe média e nós brigamos por essa piscina, nós, físicos, matemáticos e banqueiros de investimento apenas brigamos sobre este grupo de pessoas e é um jogo de soma zero. ”

Então, qual é a resposta? Como o Eben se propõe a lutar contra essa constelação de habilidades, uma crise de autoperpetuação de habilidades que ignora o potencial?

“O que você quer fazer é dividir as três coisas que eu disse, branca, classe média, masculina. Dobre sua piscina, envolva meninas, minorias étnicas se envolvam ”.

Conclusão

O ponto em que estou cercado por candidatos a entrevistas qualificadas para os trabalhos que temos aqui neste prédio, acredito que não há escassez de habilidades em engenharia.

Eben Upton aparentemente não é um homem cujo objetivo é construir um negócio a partir do nada e se aposentar em seu iate. Em vez disso, ele é quase certamente um homem que percebeu um problema do mundo real e percebeu qual é a solução. A maioria das pessoas pode tentar entrar na política ou ativismo para mudar o mundo - Eben Upton escolheu construir um computador como uma solução de longo prazo.

Esse computador é britânico é uma fonte de orgulho para aqueles de nós que sabem. Geralmente, vemos os computadores como dispositivos desprovidos de restrições e preocupações geográficas. Fluxos intermináveis ​​de computadores, tablets e smartphones embutidos no Extremo Oriente caem em nossas mãos diariamente, seu local de nascimento é compreendido, mas sua relevância é ignorada. Tornou-se em grande parte sem importância, um fato da vida, da gloablização.

O Raspberry Pi representa uma mudança radical, uma mudança para computadores se tornando mais paroquiais? Eu duvido. Em vez disso, o Pi é um computador capacitador, um poderoso e potente hardware que pode revolucionar genuinamente o ensino e o aprendizado das ciências da computação não apenas no Reino Unido, mas em todo o mundo.