Hlavní navigace

Microsoft poprvé vyvinul vlastní Linux a chce s ním ovládnout svět internetu věcí

Autor: Jan Sedlák
Jan Sedlák

Azure Sphere kombinuje čipy, linuxový operační systém a cloudové služby. UVNITŘ: GALERIE.

Doba čtení: 6 minut

Sdílet

Microsoft dlouhá léta dominuje trhu s operačními systémy pro osobní počítače. S úspěchem systému Windows 10, který se pomalu blíží instalaci na jedné miliardě zařízení, si tuto pozici dokáže držet i dnes a z Windows nadále navyšuje příjmy. A to i díky iniciativám, jako je Microsoft 365, kdy je možné si „desítky“ pořídit v rámci předplatného.

Oblast chytrých telefonů ale Redmondu neslavně utekla a nedokázala to zachránit ani nevyvedená akvizice Nokie a výroba vlastních zařízení (naopak strategie s přístroji Surface se ukazuje jako úspěšná, protože Microsoft může zbytku trhu ukazovat směr rozvoje počítačů a brát na sebe investiční riziko spojené s inovacemi).

„Neúspěch s mobily nechceme opakovat. Proto se teď uvnitř firmy hodně řeší, kde bude budoucnost, a tu chceme včas podchytit a vytvořit,“ popisují pro Lupu členové inženýrských týmů v Microsoftu. Jednou z věcí jsou brýle HoloLens pro rozšířenou realitu (samozřejmě vedle cloudu Azure, který je operačním systémem sám pro sebe), které by v dlouhodobém horizontu mohly vytvořit novou computing platformu.

Počítač pro celý svět

Na pozadí této hodně viditelné věci se ale rozjela akce, díky které by Microsoft chtěl ovládnout potenciálně gigantický trh spojený s internetem věcí (IoT) a zařízeními všeho druhu připojenými k síti. Do této hry se na různých úrovních připojuje řada firem z celého světa, který očekává hlavní boom zejména s příchodem 5G sítí (uvidíme).

Satya Nadella, Microsoft
Autor: Jan Sedlák

Satya Nadella, Microsoft

Microsoft ovšem IoT pojal poměrně komplexně a skrze softwarovou platformu by chtěl ovládnout značnou část ekosystému podobně, jako se mu to podařilo v případě Windows a PC. Jde o projekt Azure Sphere, který se do ostré produkce dostane v únoru příštího roku.

Azure Sphere má tři hlavní části, kterými jsou čipy, operační systém a cloud. Na pozadí toho všeho jde o to dostat se k takzvaným mikrokontrolerům (MCU) – tedy čipům, které pohání všemožná chytrá zařízení – a zajistit, aby se tyto přístroje skrze MCU připojovaly ke službám a softwaru z Redmondu.

„Do roku 2030 bude dle odhadů k síti připojených 50 miliard zařízení. To nás motivuje,“ uvedl během vystoupení na konferenci Ignite 2019 v Orlandu výkonný ředitel Microsoftu Satya Nadella. Tyto stroje mají být mimo jiné „potravou“ pro cloud Azure, který už má po světě 54 datových center a Nadella ho nazývá jako „počítač světa“ (The World’s Computer).

Čipy i od Microsoftu

Microsoft tak společně s partnery začal vyvíjet certifikované čipy, které s Azure Sphere spolupracují a dokáží využít jeho funkce pro bezpečnost. Prvním takovým čipem, který už zákazníci začínají nasazovat, je MT3620 od tchajwanského podniku MediaTek. Obě firmy na vývoji dle slov inženýrů pracovaly několik let a Microsoft mimo jiné využíval zkušenosti s hardwarem, které nasbíral vývojem Xboxu.

MediaTek MT3620, první čip pro Azure Sphere:

MT3620 obsahuje ARM Cortex-A7 (jedno jádro, optimalizováno pro low-power), Cortex-M4 s FPU (dvě jádra, real time processing) a Wi-Fi konektivitu. Součástí je také bezpečnostní subsystém označovaný jako Microsoft Pluton. Jde o v křemíku zabudovaný root of trust a obsahuje bezpečnostní procesorové jádro, kryptografické engines, generátor náhodných čísel, generování veřejných a privátních klíčů, asymetrické a symetrické šifrování, podporu podpisů pomocí eliptických křivek (ECDSA) a další prvky.

Tyto čipy nasazené v IoT zařízeních mají zajišťovat bezpečné připojení do cloudu a související přenos dat, odolný chod aplikací a také aktualizace softwaru na dálku (OTA). Microsoft architekturu, možnosti využití a technické detaily přibližuje v rámci Microsoft Docs.

Čip od MediaTeku je první, který certifikaci z Redmondu získal, v přípravě už jsou každopádně další. Spolupráci už potvrdil Qualcomm, který sice ještě nezveřejnil přesné technické specifikace a datum vydání, jeho čip pro Azure Sphere má ale přijít také s LTE modemem řady 9205 a integrací s Azure IoT SDK. Prozatím tedy nelze počítat s 5G modemem či Wi-Fi 6. Microsoft s Qualcommem pracuje také na čipu do jeho zařízení Surface, a lze tak očekávat přístroje s Windows 10, které poběží na ARMu.

Satya Nadella, Microsoft
Autor: Jan Sedlák

Satya Nadella, Microsoft

Připojí se rovněž NXP, jehož čip bude vycházet z modelu i.MX 8. Orientován má být zejména na výkon u operací spojených s prvky umělé inteligence či grafiky. Dostupnost má být koncem příštího roku a součástí čipu budou jádra ARM Cortex-A35, Cortex-M33 a HiFi4 DSP.

První Linux od Microsoftu

Další součástí IoT snah Microsoftu je operační systém Azure Sphere OS, který obsahuje Microsoftem vyvinutý vlastní linuxový kernel. Sphere OS bootuje přímo ze zmiňovaného root of trust (Pluton).

Hardwarové IoT moduly pro Azure Sphere:

„Po 43 letech je toto poprvé, kdy oznamujeme a budeme distribuovat vlastní linuxové jádro,“ sdělil prezident Microsoftu Brad Smith. Azure Sphere OS nelze volně stáhnout a k uživatelům se dostane právě jako součást IoT čipů. Redmond každopádně výrobcům nabízí licenci na systém zdarma.

Microsoft si Linux zvolil nejenom kvůli podpoře a komunitě, ale také i díky nižší energetické náročnosti v porovnání s Windows. Firma nabízí také Windows 10 IoT Core (dříve známé jako Windows Embedded), ty se ale hodí spíše do náročnějších zařízení (ARM i x86/x64).

Aplikace, které na Sphere OS běží, využívají zabezpečenou komunikaci s cloudem Azure, který je součástí nabídky Azure Sphere. Ten zároveň poskytuje centrální správu a podobně (nabídka kolem Azure IoT Hub, IoT Central a IoT Edge už je běžně k dispozici). Azure Sphere Security Service pak zajišťuje autorizaci, reakci na bezpečnostní incidenty a informace o selhání aplikací na zařízeních.

Prostor pro RTOS a souboj s Amazonem

Svůj operační systém pro mikrokontrolery už oznámil také Amazon v rámci Amazon Web Services. Dostal jméno Amazon FreeRTOS a je postavený na kernelu open source systému FreeRTOS.

Cloudový obr do projektu přidal podporu AWS IoT Core a Greengrass a zapojil se do aktivit v rámci komunity. Rovněž najal zakladatele FreeRTOS.org Richarda Barryho, aby platformu a spolupráci s komunitou nadále rozšiřoval. Amazon lze považovat za významnou konkurenci Microsoftu v oblasti mikrokontrolerů a obě firmy nyní budou chtít získat co největší počet OEM partnerů a vývojářů.

Microsoft letos v dubnu koupil společnost Express Logic stojící za operačním systémem ThreadX, což je jeden z nejrozšířenějších RTOS systémů na světě. Pod Microsoftem získal nové jméno Azure RTOS a nového silného partnera. Firma Renesas, která patří k hlavním výrobcům mikrokontrolerů, už oznámila podporu skrze její produkty (RA MCU či Synergy).

Azure RTOS funguje jako doplněk k Azure Sphere. Má být k dispozici jako možnost pro real time processing v rámci Azure Sphere a zároveň umožnit připojení zařízení využívajících ThreadX do Azure IoT.

Ještě před tím, než se Azure Sphere v únoru příštího roku v ostré verzi dostane na trh, Microsoft společně s partnery připravil vývojové kity postavené na popisovaném čipu od MediaTeku. Jeden dodává Avnet a dva pak Seeed (standardní a mini verze). K dostání jsou rovněž Wi-Fi a Bluetooth přídavky a rovněž budou k dispozici takzvané Guardian moduly zajišťující bezpečné připojení do sítě.

Jedním z prvních zákazníků, kteří s Microsoftem na nasazení Azure Sphere spolupracují, je kavárenský řetězec Starbucks. Ten začal zařízení ve svých prodejnách připojovat přes Guardian zařízení a do Sphere posílá informace o kvalitě vody, spotřebě kávových zrn a další údaje. To umožňuje například na dálku posílat do kávovarů nové recepty, což se doposud řešilo manuálně skrze flash disky. Ukázky Azure Sphere jsou k dispozici na GitHubu.

Cestu autora na konferenci Ignite 2019 organizovala společnost Microsoft.