За последние десять лет мы могли наблюдать трансформацию идей Open Source Software (понятие, которое у нас принято называть «свободное ПО» — СПО) в более широкую концепцию Open IT, которая охватывает все аспекты применения информационных технологий — программное обеспечение, аппаратные ресурсы, отраслевые стандарты, методы разработки, внедрения и эксплуатации вычислительных и коммуникационных средств. Развитие спектра проблематики Open IT можно, в том числе, наглядно увидеть на примере изменения тематики ежегодных конференций Russian Open Source Summit (ROSS), проводимых с 2011 года. На нынешней ROSS’2015 круг обсуждаемых вопросов вышел далеко за первоначальные софтверные рамки: там, в частности, была широко представлена в серии докладов по инициативе IBM OpenPower, а более общий обзор этой проблематики сделал главный конструктор НИЦ БВТ Владимир Смирнов в своей презентации «Открытое аппаратное обеспечение как часть открытой информационной культуры».

Идея свободного аппаратного обеспечения (САО) возникла примерно на десять лет позже СПО, но только в последние годы она стала находить достаточно широкое применение на практике, и в результате традиционного объединения «железа» и софта на Западе сформировалось новое понятие «открытая информационная культура» (ОИК). В целом же концепция САО имеет общие с СПО базовые принципы (основной способ мотивации участников — нефинансовый, возможность самостоятельного воспроизведения с использованием открытого доступа к информационным ресурсам, свобода копирования и внесения изменений), но при этом обладает рядом принципиальных отличий. Главное из них — то, что в данном случае мы имеем дело с материальными объектами, воспроизведение которые стоит серьезных затрат. Важно и то, что практически все существующие интегральные микросхемы (ИМС) являются проприетарными продуктами.

Владимир Смирнов отметил, что на сегодняшние день общепризнанных определений для САО нет, но со своей стороны предложил свою формулировку, которая включает список обязательных открытых компонентов САО: принципиальные схемы, чертежи, перечень используемых компонентов, описание топологии печатных плат, технологическая документация, а также, желательно, язык проектирования аппаратных средств.

В качестве примера сочетания идей СПО и САО «в одном флаконе» он привел программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), логика работы которых определяется не при изготовлении физического устройства, а задается посредством «заливки» в них программного кода. На основе ПЛИС можно создавать, в том числе, и так называемые «софтверные процессоры», примером которого (правда, с определенными замечаниями) является Intel Atom.

В настоящее время в мире есть уже несколько открытых аппаратных ресурсов и проектов. Среди информационных ресурсов был особо выделен Open Hardware Repository, работающий под эгидой Европейского Центра ядерных исследований (CERN), причем было отмечено, что существенная часть аппаратного обеспечения Большого адронного коллайдера реализовано на открытых принципах. На ресурсе Open Cores хранятся открытые коды прошивок ПЛИС. Кроме того, уже давно существует Open Source Hardware Association, но в последние годы ее активность заметно снизилась.

Из открытых аппаратных проектов наиболее значимыми, по мнению Владимира Смирнова, являются Arduino, Olimex, VIA OpenBook, Sun UltraSPARC, OpenRISC, AMBER, ERC32, LEON. Arduino нацелен на сферу робототехники начального уровня, эти средства очень популярны в школьной и студенческой среде, но могут с успехом применяться для профессиональных разработок. В этом проекте имеется аппаратная платформа и среда разработки, используется Си-подобный язык программирования, накоплена огромная библиотека подпрограмм для работы с периферией. Интересным и уже довольно давним проектом, родом из Болгарии, является Olimex, он предлагает аппаратные платформы, совместимые с Linux и Arduino IDE. VIA OpenBook — это проект прикладного уровня для создания ультрапортативных ноутбуков. Кроме того, есть целый ряд проектов в области микропроцессоров, одним из старейших и известнейших является UltraSPARC.

Переходя к проблематике импортозамещения, Владимир Смирнов предложил такую последовательность создания российских процессоров, которая широко используется в ARM-процессорах: создание и отладка прототипа на основе универсальных ПЛИС (стоимость таких микросхем от 8 до 18 тыс. долл.). Затем делается заказ на производство микросхем с уже зашитой на электронном уровне логикой, такие устройства будут работать в десять раз быстрее программируемого варианта, потреблять в пять раз меньше электроэнергии, будет существенно меньше стоить, но подготовка производства потребует до 1 млн. долл. Преобразование аппаратной логики в логику, представленную уже на уровне полупроводниковых вентилей, позволить еще в разу улучшить показатели по производительности, энергопотреблению и себестоимости, но для этого нужно будет вложить еще порядка 10 млн. долл. на подготовку их выпуска. Разумеется, такие процессоры не будут дотягивать по характеристикам до продукции Intel и IBM, но получить в результате отечественные схемы для изготовления широкого спектра клиентских устройств — вполне реально.

Версия для печати (без изображений)