USD 66.5 ЕВРО 75.62

«Мы думали, что продадим не больше тысячи устройств»: история Raspberry Pi изнутри

Аналитика

22.01.13

 «Мы думали, что продадим не больше тысячи устройств»: история Raspberry Pi изнутри

Raspberry Pi – 35-долларовый компьютер под управлением Linux произвел настоящую революцию в своем сегменте. Мы представляем его историю – от идеи и разработки до планов на будущее.

Для Эбена Аптона продажи сотен тысяч Raspberry Pi за последний год стали
настоящим сюрпризом.

Тридцатичетырехлетний разработчик чипов поистине поражен спросом на
Raspberry Pi. Огромное количество заказов подтверждает, что устройство
привлекло внимание не только небольшого пула британских IT-инженеров.

«Мы действительно считали, что продадим что-то около тысячи устройств,
десять тысяч было нашей самой смелой мечтой. Мы думали, что сделаем небольшую
партию и передадим ее кому-нибудь, кто читал бы курс информатики в Кембридже»,
— заявил он.

Первые мысли о компьютере размером с кредитную карту возникли в мае 2011
года, когда было опубликовано видео BBC о Raspberry Pi, впоследствии собравшее
 600 000 просмотров на YouTube. Аптон и его коллеги рассматривали
максимальный размер первоначальной партии в районе 10 000 экземпляров,
что, по их мнению, должно было с лихвой перекрыть спрос. Но все вышло немного
иначе. В феврале прошедшего года 10 000 устройств разошлись в первые часы
с начала продаж. И в тот же день было размещено еще 100 000
предварительных заказов. На данный момент распродано уже более 700 000
устройств, которые пользователи используют в качестве основы для роботов,
средств автоматизации, а также для обучения программированию.

Скромный Pi

Итак, что же такое Raspberry Pi?

Pi – это один из самых дешевых компьютеров в мире, при этом размером он
всего с кредитную карту. С первого взгляда даже не поймешь, что это компьютер,
просто какая-то плата с портами и разъемами, но способен он на многое.
Например, с его помощью можно просматривать видео с разрешением 1080p,
редактировать документы, пользоваться вебом. Он достаточно прочен, чтобы
выдерживать частые перемещения с места на место. Pi совместим со многими
дистрибутивами Linux, например, ArchLinux, Debian “wheezy” и Raspbian –
специально оптимизированная под него версия Debian.

Образы операционных систем под Raspberry Pi можно скачать
здесь. Во многие из них уже
встроены IDE и другие инструменты для помощи в разработке. Это призвано вызвать
ту же жажду экспериментов, что и мигающий курсор командной строки Basic
компьютера Acorn BBC Micro в 1980-х.

Существует две версии платы: Model A и Model B. При внешней схожести у них
есть значительные отличия в аппаратной части. В Model A отсутствует
Ethernet-порт, на один USB-разъем меньше, более слабый процессор и вдове меньше
оперативной памяти. Но и потребляет он вдвое меньше энергии, а стоит на 10
долларов дешевле.

Начало истории

Изначально Эбен Аптон и его коллеги даже не собирались создавать компьютер.
Raspberry Pi Foundation было создано
с целью вдохновить и воспитать новое поколение программистов. Просто в
определенный момент стало ясно, что для достижения этой цели нужно предоставить
компьютер, который по цене был бы доступен даже детям, и при этом был
достаточно прост для них в освоении.

«В наших учредительных документах нет ни слова о том, что мы собираемся
создавать компьютер. Там в основном о том, что мы хотели бы привлечь детей к
программированию», — отметил он.

Страсть Аптона к воспитанию нового поколения программистов произрастает из
его разочарования, испытанного им при подготовке абитуриентов к изучению
информатики в Кембридже. Десятилетие назад, когда он сам изучал в университете
информатику, студенты приходили на первый курс уже со знанием нескольких языков
нижнего и верхнего уровня, навыками работы с HTML, Javascript и немного
PHP.

«У детей [решивших изучать информатику] было не так-то много шансов
попрограммировать за время обучения», — заявил он. «Нужно каким-то образом
вложить в свою голову 10 000 часов обучения. А сделать это гораздо проще,
если начать в 18 лет».

Несмотря на безоговорочную уверенность Аптона в том, что программирование
по-прежнему может заинтересовать молодое поколение, он все же нервничал перед
первым показом Raspberry Pi молодежи. Страх этот произрастал из полученного
опыта, подсказывающего, что молодежь больше любит играть со смартфонами и
социальными сетями, чем разбираться в том, какие технологии лежат у них в
основе.

«За неделю до официального запуска мы принесли их в одну из школ. Дети
просто с ума сходили по ним. Было очень приятно увидеть, что наша теория о том,
что детям все еще интересно программирование, подтвердилась. Если бы дети не
проявили интерес, мое сердце было бы буквально разбито».

Аптон уверен, что ощущение возможности управлять машиной, техникой,
привлекает детей к программированию в первую очередь.

Создание платы

Создание достаточного количества плат, чтобы удовлетворить спрос – вот что
стало основной проблемой Raspberry Pi Foundation. Когда Pi уже был готов к
запуску, все работы по созданию и транспортировке плат – от резервирования
времени на фабрике до закупки чипов – легли на плечи фонда, который был
благотворительной организацией с относительной скромными возможностями,
изначально финансируемый на деньги самого Апона и пяти членов правления.

«Когда требовалось 10 000 плат, все было относительно нормально, но мы
даже не рассчитывали что может когда-нибудь понадобиться создать 100 000»,
— пояснил он. «У нас появились трудности сразу с двух сторон. Во-первых,
финансовые: у нас просто не было достаточно денег, чтобы создать такую большую
партию к нужному сроку. А во-вторых, мы не справлялись с логистикой».

Для выхода из этой ситуации были заключены договора с крупнейшими
дистрибьюторами электроники: Premier Farnell и RS Components. Им была передана
лицензия на производство и распространение плат. Партнерство с дистрибьюторами
электроники позволило достичь достаточной покупательной способности, чтобы
сохранить цены на низком уровне и расширить сеть распространения.

Изначально платы печатались в Китае, но с сентября прошлого года
производство было перенесено в Уэльс. Сейчас фабрика компании Sony в городе
Пенкойд в Южной Уэльсе производит 4000 плат ежедневно.

Raspberry Pi продается по цене чуть выше себестоимости, но даже с учетом
того, что прибыль приходится делить с двумя дистрибьюторами, по утверждению
Аптона, денег на изначальные благотворительные цели остается достаточно.

«Мы не купаемся в золоте, но денег хватает», заявил он. Цели колеблются от
лоббирования проведения реформы образовательной системы до посещения различных
конференций и подготовки обучающих материалов, а также проведения конкурсов по
программированию.

Кризис навыков

Причнины создания Raspberry Pi заключаются не в боязни наступления кризиса
навыков в области IT, по мнению Аптона этот кризис уже наступил.

Основная работа Аптона – разработка архитектур систем на кристалле в
компании Broadcom. И по его словам уже заметны первые признаки недостатка
толковых молодых специалистов по вычислительной технике, инженеров и
программистов среди выпускников британских вузов.

«Это индустрия с множеством сегментов и ниш, но в Broadcom наблюдается явный
недостаток сотрудников младше 30 лет. В идеале соотношения количества
сотрудников младше и старше тридцати лет должно быть равным, но тех, кому за 30
заметно больше. У нас не умирающая индустрия, но если так и будет продолжаться,
в определенный момент наберется критическая масса, и ее больше нечем будет
поддерживать», — отметил он.

Вопрос о том, есть ли в Великобритании недостаток программистов и
компьютерных инженеров, стоит уже достаточно давно. Некоторые цифры указывают
на то, что данный эффект несколько переоценен.

Продажи

Продажи Raspberry Pi распределяются следующим образом: треть расходится по
Великобритании, треть по Северной Америке и еще одна треть – на весь остальной
мир. Вне Великобритании и США по продажам лидирует Европа. В Китае, Индии и
Южной Америке уровень продаж по-прежнему относительно низок.

«В Великобритании наши позиции наиболее сильны», — отметил Аптон. «И причин
для этого несколько. Во-первых, здесь мы пользуемся огромной поддержкой прессы
и энтузиастов. Кроме того, я считаю, что в Британии с 1980-х сложилась
мощнейшая самобытная компьютерная культура, и первыми владельцами Raspberry Pi
стали те, кто экспериментировал еще с BBC Micro».

В большинстве своем первые владельцы Raspberry Pi – это, конечно не дети,
интересующиеся программированием, а скорее компьютерные энтузиасты, которые
рассмотрели в нем занятную игрушку, в которой было бы интересно разобраться.
Они составили четыре пятых продаж, начиная с их начала, однако теперь маятник
все же поворачивается в сторону детей. Платы покупают учителя, родители, да и
сами дети. По расчетам Аптона уже сотни школ выбрали Raspberry Pi для
применения на уроках.

Сообщество энтузиастов нашло Raspberry Pi великое множество применений: от
беспилотных самолетов до систем управления домом. Один из любимых проектов
Аптона – воздушный шар, к которому прикрепили Pi, и запустили на околоземную
орбиту: на высоту 30 километров, где температура составляет -50°C.

«Я большой любитель космоса, мне очень нравятся фотографии, которые снимает
это устройства».

Коммерческий интерес

В бизнес-сегменте также находится все больше применений для миниатюрной
платы. С того момента, когда открылась возможность размещать оптовые заказы,
Premier Farnell отмечает огромный наплыв крупных закупок – доходит до сотен
плат за раз.

Аптон утверждает, что предприятия, закупающие платы, находят  им
различные применения: от автоматизации производственных линий, до создания на
их основе потребительских медиаплееров.

«Обычно промышленные компьютеры стоят несколько сотен долларов, и при этом
они гораздо хуже, чем Pi», — утверждает Аптон.

Аптон уверен, что спрос на Raspberry Pi будет удерживаться на том же уровне
– 100-200 тысяч устройств в месяц – еще как минимум год.

«Конечно, есть опасения, и спад может произойти в любой момент. Но я считаю,
что у нас есть еще достаточно неохваченных демографических и географических
сегментов, которые позволят нам удержаться на плаву», — отметил он.

Планы на будущее

Raspberry Pi Foundation не разделяет главенствующей в IT-индустрии тенденции
ежегодного обновления продуктов. Аптон предупреждает, что ожидать скорых
заявлений о новых версиях Raspberry Pi или серьезных изменениях ценовой
политики не стоит.

«В определенный момент, конечно, у него появится наследник. Я думаю, 2013
года – это самое время для этого события. Я не хочу оставлять сиротами
700 000 уже выпущенных Raspberry Pi», — пошутил он.

Аптон предпочитает концентрироваться на доработке существующих плат. В Model
B уже был удвоен объем оперативной памяти (с 256 до 512 Мбайт). Кроме того
Аптон надеется, что уже начавшаяся оптимизация  и развитие ПО будет
продолжаться, как силами Raspberry Pi Foundation, так и силами самих
пользователей. Он подчеркивает, что ПО – не менее важный аспект, чем аппаратная
часть.

«Мы можем улучшить быстродействие путем оптимизации ОП. Прицельной
оптимизации под архитектуру ARM 11 подвергалось не так уж много ПО, так что
многое лежит прямо на поверхности и не требует больших затрат», — отметил
Аптон. «В последнее время мы стали платить людям за исследование Linux,
профилирование, поиск узких мест и ускорение».

Преимущества оптимизации становятся особенно заметны при сравнении
достаточно тормозного дистрибутива Debian, который был доступен сразу после
запуска Pi, и относительно скоростного Raspbian, который был специально
модифицирован и оптимизирован под железо.

Благодаря оптимизации ПО под архитектуру ARM v6 ключевые операции по
взаимодействию с аппаратной частью значительно ускоряются. Например, результаты
прохождения тестов memcopy и memtest улучшились в два и семь раз
соответственно.

«Те, кто пользуется Pi с мая и по сей день, отмечают, что в августе
произошел значительный скачок в быстродействии».

Но для Аптона есть и более важная, чем ускорение работы, вещь. Он хотел бы
упростить процесс взаимодействия с Pi, сделать, так, чтобы с его помощью было
проще начать программировать. Его идея состоит в том, чтобы Pi загружался
непосредственно в программируемое окружение, такое как Scratch. Как когда-то
BBC Micro при включении загружался в командную строку BASIC.

Сейчас также продолжается процесс устранения багов и ошибок в устройстве и
ПО, в особенности, в драйверах для USB-контроллера Pi, который уже перенес
несколько патчей, проводимых через обновление ядра.

Конкуренты

Помимо всего прочего успеху Raspberry Pi послужил один весьма значительный
фактор: отсутствие альтернатив. Машин с подобным быстродействием и
возможностями по такой низкой цене просто не существовало. Уже после выпуска Pi
стали появляться и другие платы, претендовавшие на корону полнофункционального
супербюджетного компьютера. В качестве примера можно привести
Cubieboard стоимостью 49 долларов. Это
плата на основе гигагерцевого процессора ARM Cortex A8 с 512 мегабайтами или 1
гигабайтом памяти на борту.

На первый взгляд плата кажется быстрей и мощней Raspberry Pi, так как
тактовая частота его процессора – 700 МГц. Однако Аптон уверяет, что в данном
случае голые цифры обманчивы. И по производительности Pi обыгрывает Cubieboard.
Достигается это за счет того, что Cubieboard и другие претенденты на звание
«убийцы Pi» основаны на чипах Allwiner A10 с частотой 1 ГГц. Которые, в свою
очередь, построены на базе ARM Cortex A8. И хотя по скорости произведения
операций обращения к памяти они обгоняют Pi на десятки процентов, по обработке
мультимедиа и операциям с плавающей запятой Pi далеко впереди.

«Если кто-нибудь выйдет на рынок с устройством на основе действительно
хорошего ARM-процессора по цене не выше 50 долларов, тогда придет мой черед
волноваться», — заявил он. «Некоторые наши конкуренты рекламируют свои платы,
говоря, что они в три раза быстрее, чем Pi. Однако подтвердить свои слова
бенчмарками они даже не пытаются. Это ужасно раздражает, ведь производители
утверждают, что их продукт мощнее и быстрее Pi, хотя на деле это не так».

Открытая платформа

Raspberry Pi Foundation очень гордится тем, что результат их усилий
представляет собой открытую платформу, в ядре которого присутствуют драйверы
для ARM-чипа с полностью открытыми исходными кодами. Открытость дает
возможность кому угодно полностью перерабатывать ПО, начиная с драйверов и до
самого верха. И это полностью отвечает изначальным целям фонда: вдохновить
подрастающее поколение на то, чтобы разобраться в технологии, посмотреть, как
это все работает.

Однако есть в этой бочке меда и маленькая ложка дегтя. Недавно критике
подвергся тот факт, исходные коды прошивки GPU, встроенного в чип от Broadcom,
используемый в Pi. При этом исходные коды драйвера открыты, но он работает на
очень верхнем уровне, особой работы не выполняет и обычно описывается как
просто «посредник, передающий сообщения». Некоторые улучшения графических
возможностей Pi (к примеру, добавление некоторых функций OpenGL) не могут быть
введены без доступа к этой прошивке.

Решение взять за основу Pi архитектуру ARM также ставится под сомнение теми,
кто считает, что в свободном доступе слишком мало документации на ядра ARM и их
расширения. По их мнению, это вызывает проблемы при построении виртуальных
машин. Критики утверждают, что для обучения лучше бы подошла открытая
архитектура

LatticeMico32
.

Аптон же говорит, что некоторые критики судят Pi слишком строго.

«Я был несколько расстроен тем, что многие остались недовольны. Я думал, что
мы делаем шаг в правильном направлении», — заявил он. «Мы пришли к точке, когда
все, что работает под ARM, распространяется с открытыми исходниками. И 95
 процентов выражают нам благодарность за проделанную работу. Люди,
портирующие операционные системы, считают это весьма полезным».

Аптон считает, что платформа открыта настолько, насколько это возможно, с
учетом того, что таким кампаниям, как Broadcom, все же нужно защищать свою
интеллектуальную собственность: архитектуру и схему определенного процессора.
Он также ставит под сомнение практическую ценность настолько открытой
системы.

«Было бы прекрасно, если бы мы выкладывали в открытый доступ вообще все
исходники, включая прошивки и документацию ко всем регистрам. Но я не очень
понимаю, какая от этого будет польза сообществу. Мы в Broadcom приложили
огромные усилия, чтобы достичь текущего уровня открытости. Я не против пойти
дальше, но это становится все тяжелее. Пока не будут озвучены серьезные
коммерческие преимущества для лицензора и инвесторов, все это не имеет смысла.
Моя точка зрения заключается в том, что мы и без того достигаем целей,
преследуемых свободным ПО: любой может контролировать то, что делает его
Pi».

«Я предлагал запустить проект разработки открытого GPU на Kickstarter, где
все критики могли бы вскладчину оплатить из своего кармана те два миллиона
долларов, которые требуются на его разработку».

Наследие Pi

Популярность тоже требует жертв. С момента запуска Pi Аптон и его жена Лиз
(она заведует в фонде вопросами PR) были вынуждены метаться между управлением
организацией, созданием медиа-материалов и выстраиванием сообщества.

«Я прошел курс MBA непосредственно перед запуском Pi. Ни до этого, ни сейчас
у меня просто не было на это времени», — шутит Аптон, у которого помимо всего
прочего есть еще и полноценная работа в Broadcom.

«Я всегда очень занят, но это приятная занятость. Конечно были и не самые
лучшие времена. Например, когда выяснилось, что нам нужно провести
CE-тестирование 2000 готовых плат. И мы не были до конца уверены, что все
пройдет удачно».

Несмотря на глубокую личную вовлеченность Аптон достаточно доверяет фонду,
чтобы иметь возможность отойти от дел хотя бы на момент запуска следующего
продукта.

«Я бы хотел отправиться в еще одно путешествие по побережью. У нас
действительно очень сильная команда. Аппаратной частью заведует Пит Ломас. ПО
тоже занимаются очень опытные люди: как в Brodcom, так и в кембриджской
Computer Lab», — заявил он.

В воспоминаниях многих компьютерных инженеров и программистов до сих пор жив
Acorn BBC Micro и их первые программы на BASIC. Аптон надеется, что в сердцах
специалистов 2030-х годов найдется столь же драгоценное место для Raspberry
Pi.

«Я бы хотел, чтобы будущие инженеры и программисты, которые делают свои
первые профессиональные шаги при помощи Pi, когда-нибудь через много лет
доставали их с чердака, чтобы проверить, работаю ли они еще. Мне бы хотелось,
чтобы Pi помнили так же, как я помню BBC Micro».