Arkiv >> december 2008

18 dec, 2008

Batterier som varar

Igår köpte jag en julklapp till mig själv. Det blev en (till) liten netbookdator, till det facila priset av knappt två tusen kronor. Den här gången är bildskärmen större (nio tum mot sju), men batterilivslängden är fortfarande inte mycket att hurra för.

Därför tänkte jag den här gången lägga in en lite längre historia som jag skrev förra veckan på vägen från Frankfurt till Los Angeles (och lite på vägen tillbaka också). Allt är skrivet på en tio år gammal dator.
Alltså..

Nu har jag skrivit på den här datorn under större delen av resan från Frankfurt till Los Angeles och i en timma eller så på terminalen i Los Angeles. Datorn påstår att jag har 66 procent kvar av batteriet, vilket skall motsvara drygt fem timmar.

Att datorn sedan bara väger ett kilo och har ett batteri på bara 23 Wh gör det hela ännu märkligare. Vi talar alltså om en effektförbrukning på drygt två watt, trots färgskärm (nio tum). Datorn slår dessutom på och av på sådär en kvarts sekund, utan att kräva speciella vilolägen.

Man skulle kunna tro att det här är en ny fantastisk uppfinning, men faktum är att den lilla laptopdatorn är hela tio år gammal. De finns heller ingen vidareutveckling, utan HP Jornada är den sista i sin klass. Visst är det märkligt. Det hela är ett bra exempel på hur svår det ibland kan vara för bra idéer att få genomslag.

Men låt oss börja från början.

Det har alltid funnits en hyggligt stor grupp datoranvändare som vill ha bärbara datorer med låg vikt och med lång batterilivslängd. Målet har alltid varit en vikt under kilot och batterilivslängd över åtta timmar. Ännu lägre vikt och ännu längre batterilivslängd vore naturligtvis bra, men ett kilo och åtta timmar är acceptabelt för de flesta.

Det här har aldrig varit lätt att åstadkomma och det kräver att man antingen offrar prestanda eller står ut med ett högt pris. Med de ackumulatorer som fanns för tio år sedan blev effektbudgeten maximalt tre watt. Idag kan man tillåta nästan det dubbla med samma förutsättningar.
Om man utgår från en svartvit LCD-skärm och processorer i prestandaklass som en tidig PC eller Atari blir det hela mycket enkelt. Handdatorer som Palm III eller Palm V har en batterilivslängd på mer än 150 timmar, trots mycket små batterier. Vi talar om runt 1 Wh och en effektbudget på mindre än 10 mW. En större skärm och mer minne ökar effektförbrukningen, men inte särskilt mycket. Det är lätt att hålla sig under 100 mW. Men en traditionell svartvit (STN) LCD-skärm utan bakgrundsbelysning är inte särskilt kul att arbeta med.

Hewlett Packard var ett av flera företag som för drygt tio år sedan satsade på att ta fram en användbar dator i litet format, med färgskärm och med lång batterilivslängd. Faktum är att man tog fram två: en i "fullstorlek" med nio tums bildskärm och en i "halvformat" med nästan samma bredd, men med hälften så hög skärm. Fullformatsdatorn fick ett tangentbord som var ca 90 procent av normal storlek. Det är för övrigt samma storlek som dagens netbooks.

Operativsystemet var i bägge fallen Windows CE och bägge datorerna baserades på StrongARM-processorn med en klockfrekvens på mindre än 100 MHz. Allt minne är statiskt och batteriuppbackat. Dessutom finns plats för CompactFlash-kort för att lagra data och flytta data mellan datorer.

Microsoft tog tidigt fram förenklade CE-versioner av Office-sviten. Word, Excel, PowerPoint och Access finns med som standard. Så också emailklient och webläsaren Explorer. Den senare har inte riktigt hängt med under åren, så grafiken på websidor blir lite egendomlig. Men det går att köra Internet om man har ett Ethernet-PC-card till Jornadan.

Det är alltså den fullstora enkilosversionen av Jornada som jag sitter och skriver på nu. Det är inga som helst problem. Ordbehandlaren är alldeles tillräckligt snabb och tangentbord och bildskärm duger bra. Filformaten är kompatibla och det är inga problem att flytta det jag skriver från den här datorn till en annan. Det enklaste sättet är att använda CompactFlash-kort.
Vad var det då som sänkte Jornada och de andra CE-datorerna?

Delvis handlade det om en omfokusering från Microsoft. De var efter ett par år inte längre särskilt intresserade av att lansera CE på notebookmarknaden, utan satsade bara på mobiltelefoner och embedded. Det innebar att inga nya notebookapplikationer adderades.

Men också datortillverkarna drog sitt strå till stacken. Jornada hade visserligen USB-port, men det fanns bara drivrutiner för pekdon. USB-minnen och andra USB-enheter gick aldrig att använda. Och inga nya program kom till.

För användarna blev det hela till slut ohållbart. Grafikprogram, bildbehandlare etc måste köras på en separat dator. CE-datorn blev svår att använda som enda resedator och att ha med sig två datorer är inte optimalt. I så fall måste den lilla datorn vara ännu lättare än ett kilo (eller kosta väldigt lite).

I stället kom marknaden för små datorer under flera år att domineras av mycket dyra "premium"-datorer med "riktig" Windows, lågefekt-Pentiumprocessorer, dyra batterier och kraftful optimering. Allt runt ett kilo kostade plötsligt minst 20000 kronor. Bra för tillverkarna, men lite magstarkt för användarna. Så här var det tills netbookdatorerna kom och förstörde den marknaden för något år sedan.

Från mobilteleoperatörer och mobiltelefontillverkare satsar man på stora "featurephones" och Intel satsar på en ny minimal klass av handdatorer kallad MID. I bägge fallen ligger fokus på video, prestanda och minimal storlek och i bägge fallen saknas "riktiga" tangentbord. Och tillverkarna försöker hålla en förvånansvärt hög prisnivå.

Netbookdatorerna har definierat en ny prisnivå och de ligger alla runt ett kilo. Men alla har problem med energiförbrukningen. Till och med en liten netbookdator som Asus EEE PC slukar nästan 10 W utan att egentligen göra något. Mycket av förbrukningen går till periferikretsarna och om man aktiverar trådlöst nätverk blir situationen ännu värre. Så batteritiden hamnar strax över tre timmar och det är ju inte särskilt imponerande. Genom att öka batteristorleken kan man dubbla tiden, men då börjar det bli tungt.

Intel har lanserat effektivare I/O-kretsar, så det går att komma längre, men ettkilosgränsen verkar svår att slå. Eller rättare sagt - när tillverkarna har nått ett kilo väljer de genomgående att optimera för högre prestanda i stället för att minska vikten ytterligare.

Nåväl, vad kan man då lära av det här? Till att börja med att det går att tillverka ytterst strömsnåla datorer om man inte behöver köra tunga program. En niotumsskärm är betydligt strömsnålare än man kan tro, speciellt om den har LED-bakgrundsbelysning, och processorkraft för att klara ordbehandling och adressbok bör utan vidare klara sig under 1 W inklusive periferienheter. 2-3 W totalförbrukning, alltså samma som Jornadadatorn, räcker långt om man inte behöver ha ett trådlöst nätverk inkopplat.

De senaste tio åren har också batteritekniken utvecklats en del. En ackumulator på drygt 20 Wh väger betydligt mindre än för tio år sedan. Samtidigt har elektroniken integrerats radikalt. Kretskortsstorlek och komponentantal har minskat och därmed totalvikten. Det borde alltså vara fullt möjligt att komma neråt halvkilot och ändå klara mer än åtta timmars batteritid.

Det här förutsätter förstås att man struntar i högupplöst video, avancerade bildbehandlingsprogram och hårddiskar. Och det är här det mesta gick snett i de moderna datorgenerationerna. För alla tillverkare förutsätter att alla vill ha allt hela tiden. Och det kostar energi.

Vad som egentligen skulle behövas är en dator med dubbla operativsystem. Det finns ju egentligen ingen anledning att dra igång ett stort operativsystem bara för att skriva text eller kolla kalendern. För det behövs nästan inga operativsystemsresurser alls. Man kan till och med tänka sig en dator med dubbla processorer, där något i stil med en liten ARM-processor eller en 68000-processor tuffar fram i sakta mak utan att kräva någon nämnvärd energi eller någon större mängd RAM. När det är dags att köra större program är det bara att dra igång x86-processorn och se batterikapaciteten rinna undan i raskare takt.

På det här sättet skulle man dessutom komma runt kompatibilitetsproblemet. Om man förutsätter att det slutliga arbetet: rättstavning, slutkontroll av PowerPoint-bilder, verklig bildbehandling etc, görs med "riktiga" program och med ett "riktigt" operativsystem kan de enkla programmen hållas enkla.

En intressant variant av det här finns i många nya Asus-datorer. Där finns både Windows (XP eller Vista) och ett minimerad Linuxvariant för att dra igång en enkel ordbehandlare, en enkel Internet-browser och lite annat. Här är inte grundtanken att minska energiförbrukningen, utan bara att förkorta uppstartstiden. Men principen är inte dum och skulle lätt kunna översättas till ett lågenergiläge.

Den som lever får se.

God jul


09 dec, 2008

Allt kan hackas

Det är tidig morgon i Santa Barbara och andra konferensdagen startar om ett par timmar. Men ärligt talat var första dagen tillräckligt skrämmande.

Det handlar alltså om säkerhet och tillförlitlighet i embeddedsystem och vanliga datorsystem. Eller kanske snarare den nästan totala brist på säkerhet som finns. Allt går att hacka och det gäller också infrastruktursystem som vattenförsörjning och elförsörjning.

De två klart mest tänkvärda föreläsningarna i går kom från Adriel Desautels, grundare av det "legala hackerföretaget" Netragard, och  Dan Perrier, chef för Automated Control Systems, ett företag som sysslar med automatisering av infrastruktur. Adriel Desautels berättade om hur han och hans anställda hackare alltid kunde komma in i vilket system som helst. Netragard anlitas av företag för att testa deras system och det har tydligen aldrig hänt att man har misslyckats. I de få fall då man inte kunnat hacka sig rakt in i systemet har man lurat sig in via anställdas godtrogenhet, till exempel via Facebook.

- Ett annat bra sätt är att sprida ut en påse infekterade USB-minnen på parkeringsplatsen utanför företaget, säger Adriel Desautels, Någon plockar alltid upp ett USB-minne och testar i sin dator. Och de blir glada när de ser att minnet är tomt. Fast det var förstås inte tomt från början.

Dan Perriers berättelse från infrastrukturvärlden var på många sätt ännu värre. Där kopplas massor av olika styrsystem samman med stora datorsystem och det hela leder till nästan helt oöverskådliga resultat.

- Det största problemet är att embeddedsystemen aldrig var tänkta att kopplas till nätverk. I många fall tror man också att de inte är det, men verkligheten är att man nästan alltid kan nå alla delar på något sätt. Och säkerheten är för det mesta helt obefintlig.

Ofta handlar det inte bara om utsatthet för hackare, utan också om att systemen är osäkra i sig. Dan Perrier berättade om tillfällen där man försökt testa säkerheten, men omedelbart tvingats avbryta för att allt höll på att gå åt skogen. En enkel portskanning höll till exempel på att sänka elförsörjningen för en stad. Om orsaken till att så lite har hänt hittills säger han.

- Jag har faktiskt ingen aning. Vi har väl haft tur.

Eller som Chris Edwards, den andre europeiske journalisten på konferensen, uttryckte det:

- We are doomed.


04 dec, 2008

Bättre modeller

Jag fick nyligen en entimmas "snabbutbildning" i Mathworks nya modelleringsspråk Simscape. Språket är tänkt att ta företagets högnivåmodellering vidare till mekanik, hydraulik eller lite vad som helst. Om man bara kan sin matematik (ordentligt) går det att uttrycka det mesta i matematiska modeller och visualisera vad som händer.

Iprincip borde samma verktyg kunna användas av ekonomer, men där finns ett grundläggande problem. I ekonomutbildningen ingår ingen avancerad matematik. Ekonomerna måste därför för det mesta nöja sig med de modeller redan finns. Och eftersom de normalt sett inte förstår hur modellen fungerar matematiskt kan de heller inte inse var svagheterna ligger. Det här blir speciellt uppenbart när man ser ekonomer ge resultat med flera decimalers noggrannhet utifrån en modell som i stort sett är uppbyggd av gissningar.

Vad jag vill komma fram till är att matematiken måste få en mycket viktigare plats, inte bara i de tekniska utbildningarna. En ekonom som inte behärskar sin matematik är en riskfaktor. Han/hon kommer med stor sannolikhet att ha svårt att skilja på modeller och verklighet och åtminstone ha svårt att genomskåda modellers svagheter. Och ekonomiska modeller består nästan enbart av svagheter.

Det stora problemet med ekonomiska modeller är förstås att de baserar sig på marknadsekonomi, som i sig är närmast hopplös att modellera. marxistiska ekonomer försökte sig på alexanderhugget att avskaffa marknadsekonomin för att göra det lättare för sig. Det gick inte så bra. De blev stående med en prydlig modell som inte hade något att göra med verkligheten.

Idag ser vi med all önskvärd tydlighet hur svårt det kan vara att förutse utvecklingen. Personbilsindustrin har väl i stort sett sig själv att skylla, men också lastbilstillverkarna drabbas hårt av den allmänna osäkerheten. Kunderna vet att de kan slita på sina gamla lastbilar i upp till två år.

Det intressanta är att alla kunder säkert vet att det här ställer till ett elände både för lastbilstillverkare och kunder. Under de närmaste två åren kommer tillverkare att gå omkull och produktionskapaciteten att minska. När alla åkare sedan samtidigt måste köpa nytt kommer leveranstider och priser att springa i höjden på ett okontrollerat sätt. Men alla hoppas förstås på att de andra skall ta sitt ansvar. Och försök att modellera det.

Nej, nu får det räcka med gnäll om ekonomi. Det är roligare att gnälla om teknik. Och det är alltid intressant att klaga på utvecklingsspår som gått snett.

Jag har ett par dagar provat en tio år gammal laptop-dator som jag fått låna av Anders Ljungström, skribent på Elektronik i Norden. Maskinen är en HP Jornada och den är klart intressant. Datorn väger 1,1 kg, den har niotums färgskärm, nästan fullstort tangentbord och 10 timmars batterilivslängd. Datorn startar på en kvarts sekund och slår av lika snabbt (mitt i ett program). Ordbehandlaren är Microsoft Word och skrivbordet innehåller också Excel, Access, Power Point och Explorer.

Och vad är då problemet? Jo datorn är baserad på Windows CE och det utvecklingsspåret kom framför allt att inriktas på mobiltelefoner. De CE-baserade datorer som fanns (och det fanns några stycken) dog sotdöden.

När jag jämför den lilla Jornada-datorn med min lilla Asus EEPC är det lätt att hitta likheter. Det tråkiga är bara att den lilla Asus-datorn har betydligt kortare batterilivslängd och tar mycket längre tid att starta och stoppa. Den är förstås betydligt snabbare och har fler funktioner, men något positivt skall väl ha hänt på tio år.

Jag återkommer om CE mot Linux redan i nästa nummer av tidningen. Och det kommer att bli mycket mer gnäll om effektförbrukning på den här platsen.



 
EiN_ledigajobb_140613
 
EiN_Letapersonal_Inset2_140613
 
SE_Insethel3_140411
EiN_inset1_120426