オープンソースハードウェアの成功のきっかけを見つける
過去10年間は、さまざまな技術分野におけるオープンソースの革新によって定義されました。ソフトウェアスタックの公的にアクセス可能な性質により、開発者コミュニティはコードを交換し、組織の境界を越えてコラボレーションの傑作を構築するためのアイデアを実現することができました。より広いコミュニティは、非常に長い間この傾向を認識していませんでした。最終的に、その膨大な量と品質が多くの支持者を獲得し、オープンソースはソフトウェアの事実上のゴールドスタンダードになりましたが、オープンソースハードウェアはどうでしょうか？
ソフトウェアが成長している間、ハードウェア開発はサイロ化されたままであり、競争上の優位性を生み出すために企業に焦点を合わせていました。ハードウェアの歴史は、異なる仕様の出現につながる非協調的な動きに満ちています。サイロ化されたイノベーションが最終的に市場の断片化につながった例はたくさんあります。持続可能なビジネス上の利点になる代わりに、独占的な性質がボトルネックになり、最終的にはその標準の終わりにつながりました。ソニーのブルーレイはそのような例の1つでした。
考えられる理由の1つは、ハードウェアがIP保護によるビジネス競争力の源泉であるため、企業はハードウェアを社内に保持したいと考えていたためです。明らかに、このアプローチは拡張されておらず、ハードウェアプラットフォームの成長がはるかに遅いのを目撃しました。たとえば、業界は無駄のない状態では準備ができていませんでしたが、人工知能（AI）の厳しいユースケースが出現しました。既存のプレーヤーは、従来のFPGA、GPU、およびCPUソリューションをプッシュしようとしましたが、これらは進化する推論業界で要求される計算には理想的ではありませんでした。長い間、Armは革新を続け、非常に進化した命令セットを提供しましたが、最終的にはペースを維持できませんでした。
このシナリオは、カスタマイズされたコンピューティングソリューションの可能性を認識したアマゾンとグーグルで最高潮に達したため、推論にカスタマイズされた処理ソリューションに取り組むために半導体への投資を開始しました。これにより、データサイエンスとビッグデータを活用したインテリジェンスの間の隔たりを狭めるのに役立つ、オープンソースのハードウェア主導の車両の銀色の裏打ちが実現しました。この記事では、オープンソースソフトウェアの旅をたどり、ベストプラクティスを採用することで、オープンソースハードウェアが追いつくのに役立つ教訓を引き出します。
図1：Armとその命令セットアーキテクチャ（ISA）は、何年にもわたって知識のハブでした。 （出典：アーム）
オープンソースのシークレットソース
20年以上前にオープンソースの概念が最初に登場したとき、現金化に関して多くの質問があり、時間の経過とともにさまざまなモデルが進化しました。今日、3500万人以上の開発者がコードに貢献し、何十億ものデバイスに電力を供給し、結果として大きな価値を生み出しています。マイクロソフトによるGitHub（70億ドル）、IBMによるRedHat（340億ドル）、SalesforceによるMuleSoftの公開後の高額な買収に加えて、MongoDB（79億ドル）とElastic（73億ドル）の公開リストから明らかです。 65億ドルのリスト。
今日、すべての大企業は、目前の問題を解決するための最適化されたソフトウェアの作成に役立つため、何らかの形でオープンソースを使用しています。コンピューターおよびテレコム業界はオープンソースソフトウェアの主要な消費者であり、ソフトウェアのニーズの約60％をカバーしていますが、産業およびヘルスケア企業は急速に採用しています。ほとんどのモジュールは十分にテストされ最適化された形式で利用可能であり、特定の問題を解決するためにソフトウェアスタックに統合する準備ができているため、オープンソースによって開発時間が大幅に短縮されました。
オープンソースは、古典的なマーケティングの教訓を提供します。ユーザーは、気付く前からすでに顧客です。彼らが気付くまでに、彼らはスタックで非常に多くのオープンソースを使用しているので、ライセンスを購入したほうがよいでしょう。業界は、Apacheのインキュベーションライセンスから、MongoDB、Elastic、Cockroachが提供するよりビジネスに適したライセンスへと長い道のりを歩んできました。これが、オープンソースが最初の数日間にマーケティングを明確に必要とせずにフリーミアムを開拓した方法です。
オープンソースソフトウェアの成功の秘訣は、新しい旅の中心にある問題を見つけ、ビジネスモデルを時間とともに出現させることです。より重要な問題を解決すると、ソースコードの需要が高まり、プロジェクトの規模が拡大し、より多くの資本が集まります。そのため、オープンソースプロジェクトの上位四分位数は、開発者の大きな牽引力を生み出しますが、それらのほとんどは無料のコミュニティプロジェクトです。
すでにオープンソースになっているコードに誰かがお金を払う理由を理解することも不可欠ですか？その答えは、専用のサポート、セキュリティの修正、および一定期間にわたるメンテナンスにあります。さまざまな業界の需要レベルに対応するためのさまざまなオープン性レベルにつながります。
Linuxの登場
今日、オープンソースソフトウェアは、コードマスタークラスとビジネスモデルの観点から大幅に進化しています。大手企業がオープンソース開発に関与するたびに、それは大きくて長持ちするスタックを作成するきっかけになりました。
Googleは、AndroidモバイルOS、TensorFlow機械学習、Kubernetesなど、デプロイ、スケーリング、コンテナ化されたアプリケーション管理に関するさまざまなサクセスストーリーを開拓してきました。問題を解決しようと努力している起業家による若いスタートアップの例がいくつかあります。大衆が問題を目立つように認識するにつれて、ソリューションのサイズと量が増大し、ビジネスのサクセスストーリーにつながりました。
この成長の旅において、重要な要素はLinuxの出現でした。これは、非常に多くの多様なコンポーネントとハードウェアを吸収し、シームレスに高性能を提供できるスケーラブルなバックボーンとして機能します。厳しいタイミング要件を処理するための堅牢なバックボーンを提供する場合でも、アーキテクチャ固有の要素を処理するさまざまな方法に対応するためのスペースを作成する場合でも、Linuxは、結果を正常に提供しながら、要求の厳しいユースケースに対応してきました。
Linuxのような接着剤の構築
オープンソースソフトウェアの進化についてのこの文脈で、私たちの探求をオープンソースハードウェアの世界に切り替えましょう。オープンソースハードウェアが成功していないわけではありません。ハードウェアがオープンソースになったところはどこでも、それは素晴らしいサクセスストーリーになります。オープンソースのマイクロコントローラーボードであるArduinoは、オープンソースハードウェアが研究やプロジェクト関連の活動にハードウェアを使用する方法に革命をもたらした方法のポスターチャイルドです。
図2：Arduinoマイクロコントローラーボードは、オープンソースハードウェアの可能性を証明しています。 （出典：Arduino）
オープンソースハードウェアのアイデアは、コンピューティングの世界でのニーズの高まりとともに急速に勢いを増しています。いくつかの小さなプレーヤーは、モジュラーハードウェアを実験して、顧客に優先ハードウェアモジュールで構成する選択肢を提供しました。このアイデアはエキサイティングであり、ユーザーはさまざまなプロバイダーのスピーカー、カメラ、ネットワークモジュールにクラス最高のハードウェアを使用して、必要なデバイスを作成できます。
しかし、このアプローチは、スケーラブルな製品と消費者による大量採用に変換できませんでした。その理由は、ハードウェアのモジュール性を真に使用可能にする可能性のある駆動ハードウェアコードがないことにさかのぼることができます。サイロ化され、非常に緊密な開発により、最終製品でモジュール性を実現することはほぼ不可能です。プロセッサがムーアの法則に違反するようになったことで、この業界で普及している知恵をプールするための画期的なイノベーションが前例のないほど必要になっています。
ハードウェア分野でのオープンソースの需要が見られるように、パイオニアはオープンソースソフトウェアの同業者からいくつかの教訓を借りることができます。オープンソースソフトウェアは、主要なサプライヤによって提供されるソフトウェアのパフォーマンスギャップを埋めるために構想されました。その結果、ユーザーフレンドリーではなく、困難な環境での信頼性とコードパフォーマンスの向上に重点が置かれました。
Linuxはサーバーで人気のあるOSになりました。 MySQLは、純粋にアーキテクチャの堅牢性とモジュラーアプローチのメリットについて、その分野でOracleに挑戦し、モノリシックアーキテクチャの欠点に対処しました。今日、Amazonはほとんどすべてのソフトウェアモジュールを個別のサービスとして販売していますが、これは以前のモノリシックソフトウェア哲学では不可能でした。
重要な質問は、オープンソースハードウェアに相当するLinuxは何ですか？課題はハードウェアの複雑さにあり、すべてのハードウェアを結び付けるLinuxのような接着剤を構築することはほぼ不可能です。その結果、民主的なハードウェアエコシステムを構築するために、物理的、法的、および経済的な障壁に真に挑戦することは決してありません。最初の部分では、物理的な制限は非常に複雑であり、オープンソースハードウェアのブレイクアウトに相当する実際のLinuxの進化を制約しています。しかし、無線アクセスネットワーク（RAN）などのオープンハードウェアからの5Gオフシュートの出現は、それを想像して作成することが可能であることを示しています。
次の重要な問題は、RISC-Vなどの命令セットアーキテクチャ（ISA）が、Linuxがさまざまな異種コンポーネントのスムーズな同化に道を譲った方法でオープンソースハードウェアの急増を引き起こすことができるかどうかです。もしそうなら、以前のプレイヤーがそのようなエコシステムを構築するのを止めた理由を理解することが重要です。
図3：MicrosemiはFPGAデザインにRISC-Vコアを実装しています。 （出典：マイクロチップ）
長い間、Armは知識のハブとして機能し、一般的なオプションに縛られることを望まないプレーヤーが使用するための最良の命令セットをもたらしました。 RISC-Vは、オープンソースハードウェアの分野でユニークな機会を提供し、Armが大きな半導体の衣装に折りたたまれた後、ゴールドスタンダードになる可能性があります。
大量採用のきっかけ
その後の課題は、新しいツールの学習曲線にあります。信じられないほどの期間、ハードウェア業界はRTLコードの検証方法に劇的な変化は見られませんでした。 SV-UVMは事実上の選択肢であり、段階的に進化し、重要な快適ゾーンを生み出しています。新しいソリューションを作成し、人々がそれを元気に採用することを期待することは困難です。エレガントなハードウェア設計を作成するための新しい設計および検証ツールセットの大量採用をトリガーするには、値を大幅に大きくする必要があります。
PCIe、USB、OpenCLおよびOpenCVなどのオープンソースハードウェア仕様には成功事例がありますが、真のオープンソースハードウェアへの道は生産のパズルを通り抜けます。これには、柔軟な出荷をサポートし、オープンソースハードウェアの新しい世界に合わせたRTL検証テープアウトのエンドツーエンドパイプラインを作成できる次のTSMCの出現が含まれます。投資がそれほど大きくないソフトウェアとは異なり、ハードウェアでは、すべてのレイヤーが数十年にわたって緊密に結合された方法で構築されており、オープンソースハードウェアに道を譲るために解体するのにコストがかかるため、言うのは簡単です。
既存のツールの段階的な進化は、ビジネスを変えるオープンソースハードウェアの段階に到達するまでに1世紀かかる可能性があります。解決策は、定義されたロードマップを使用して、さまざまな考え方と離脱の新時代を開始することです。オープンソースハードウェアのパイオニアがエンドツーエンドの問題に対する答えを見つけない限り、事実上のLinuxに相当するものの採用と確立は、限られた人を見つけるでしょう。設計ツールと生産への投資は、アジャイルハードウェア開発を作成するために設計コミュニティによって大量に採用される新しいツールチェーンを作成するための大規模な再スキル化で成功する必要があります。
>>この記事はもともと姉妹サイトのEDN。
Prasant Agarwal STMicroelectronics、Samsung、Solarflare Communicationsと協力して、さまざまな戦略、マーケティング、製品管理の役割を果たしてきました。
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