Отраслевые прогнозы Red Hat на 2020 год

Область: Искусственный интеллект (AI) и AIOps

Эксперт: Дэниел Рейк (Daniel Riek), старший управляющий AI Center of Excellence, сотрудник офиса CTO, Red Hat и Sanjay Arora, главный инженер-программист Red Hat.

Тенденции:

●      Отказ от интегрированных AI-платформ

○      Заказчики будут брать на вооружение лучшие подходы к построению платформ и процессов AI и Data Science, опираясь на Kubernetes. Стандартизация на основе проектов наподобие Kubeflow (разновидности Open Data Hub от Red Hat), превратит Kubernetes в основную AI-платформу. Это усложнит позиционирование для уже существующих решений, которые построены на одних и тех же стеках технологий с открытым кодом и отличаются лишь на уровне UI и рабочих процессов. Поэтому акцент сместится в сторону индивидуализации и специализации компонентов.

●      Большие данные и малые данные – два независимых направления

○      Сегодня большинство отраслевых проблем связаны не с большими, а с малыми данными. Основные барьеры здесь – это доступность чистых данных, описание задач и создание моделей, имеющих практическое применение, внедрение таких моделей в продакшн и их мониторинг. Плюс, надо соблюдать нормативные требования и корпоративные политики, а также минимизировать число команд, необходимых для развертывания моделей. Версионирование моделей и данных будет оставаться серьезной проблемой для большинства организаций.

○      Если при первоначальном глубоком обучении нужны большие объемы данных для переобучения и тонкой настройки моделей с открытым кодом, то в гораздо менее глобальных случаях вполне можно применять наборы данных для графических и языковых задач, которые к тому же поддерживаются в различных библиотеках, таких как fasti.ai и spacy. Как следствие, возрастает количество доступных для анализа наборов данных, но на это уходит больше времени и возникают вопросы с интерпретируемостью.

○      В большинстве сценариев будут широко применяться неглубокие методы обучения (линейные модели, древовидные модели, кластеризация, анализ временных рядов) и более специализированные средства аналитики, например, на основе теории массового обслуживания или дискретной оптимизации.

●      В реальных AI-приложениях во весь рост встанут проблемы доверия. Вероятно, мы увидим рост попыток регулирования искусственного интеллекта, а также появление новых технологий управления доверием к моделям.

●      Запрос на энергоэффективность и производительность, особенно при генерации выводов, приведет к стремительному росту рынка специализированного оборудования.

●      Рост интереса к AI Ops / AI Dev(Sec)Ops

○      ИИ набирает обороты в сфере эксплуатации ИТ-систем (Ops) и Dev(Sec)Ops, что, вероятно, приведет к появлению соответствующих компаний-единорогов. Производители популярных платформ уже вкладывают значительные средства в эти направления и будут фокусироваться на создании автономного гибридного облака. Центром такого облака станет Kubernetes, обеспечивающий столь востребованные сегодня стандартизацию и автоматизацию, особенно в сочетании с Kubernetes Operators. Для заказчиков это означает повышение надежности, качества и масштабирования как на уровне продакшна, так и в плане DevOps.

Область: Блокчейн

Эксперт: Алекс Саймон (Axel Simon), старший инженер-разработчик ПО, Red Hat

Тенденции:

Токенизация – представление цифровых и нецифровых ценностей в виде токенов на блокчейн-платформах, где возможен их дальнейший обмен и торговля – будет продолжать подпитывать мечты о распространении свободного рынка на теоретически любые объекты, и привлекать щедрые инвестиции, поскольку в настоящее время финансовой сектор проявляет к этому большой интерес.

Растущий запрос на цифровые валюты центробанков. Неудивительно, что после того, как Facebook анонсировал Libra, в мире возродился не только интерес к криптовалютам, но обеспокоенность со стороны различных госструктур. Сочетание этих двух факторов придает мощный импульс идее выпуска цифровых валют центробанками, которую в последние годы активно осваиваются несколько стран. Одни рассматривают «федеральные биткойны» как логичный шаг в эволюции государственных валют, других – как острую необходимость.

Совместная работа блокчейнов private permission и public permissionless. Все, кто занимается цифровыми валютами, безусловно согласны, что ни один блокчейн не никогда не будет править всеми остальными. Отсюда вполне очевиден давний и старый интерес к тому, как избежать «горизонтальной разрозненности» и обеспечить взаимодействие множества блокчейнов, и этот интерес будет только расти по мере развития таких проектов, как Polkadot или Cosmos. Интересно, что open source природа экосистемы блокчейна, как в смысле исходного кода, так и в плане культуры, является важным фактором обеспечения такой интероперабельности. Все это создает предпосылки для наступления будущего, где множество блокчейнов, как приватных, так публичных, будут сосуществовать друг с другом и поддерживать взаимный обмен ценностями, иначе говоря, нас ожидает появление интернета ценностей (Internet of Value).

Блокчейн как каркас. Блокчейн часто рассматривается как ответ на какую-то частную проблему, а не как основа для построения более общего решения. В будущем мы увидим больше проектов, где блокчейн выступает лишь одним из уровней решения, выполняя роль каркаса, на котором другие элементы строят отношения доверия, как это уже сделано в проектах саморегулируемой идентичности, таких как Sovrin на основе Hyperledger Indy. Другие перспективные направления для применения блокчейна в качестве составной части решений – это интернет вещей и искусственный интеллект.

Резюме. После прошлогоднего хайпа вокруг блокчейна акцент сместился на реальные решения. Как следствие, набирает силу инструментальный подход, когда блокчейн рассматривается не как само решение, а как один из его уровней. Сюда же относится и более тщательное изучение сильных сторон блокчейна и того, что они могут дать, например, использование токенов и экономика на их основе, возвращение интереса к криптовалютам в свете интересов государства и движения ценностей в сети из разнородных участников.

Область: Периферийные вычисления (edge computing)

Эксперты: Фрэнк Здарски (Frank Zdarsky), главный инженер-разработчик ПО, Red Hat и Джеред Флойд (Jered Floyd), участник технической группы в составе офиса CTO, Red Hat

Тенденции:

Облачные провайдеры продолжат экспансию за пределы традиционного облака. Три крупнейших поставщика общедоступных облачных услуг (Amazon, Azure, Google) уже предлагают свои сервисные компоненты в вариантах on-premises, решения класса edge gateway и даже микроконтроллерные платформы для периферийных устройств, и все это с целью перетащить данные заказчиков на свои решения «платформа как услуга». С появлением таких платформ, безусловно, привлекательных, но проприетарных и оплачиваемых по факту использования, и стремлением замкнуть на них растущее разнообразие клиентских сценариев использования, большое количество общедоступных облачных услуг ждут непростые времена.

Аналогично, вырастет степень формализации и промышленное использование edge-решений. Пока что развертывание таких решений в основном определяется особенностями каждого конкретного сценария, а не некой целостной технической архитектурой, что ограничивает их распространение, поскольку каждый раз приходится строить уникальную распределенную систему. Поставщики ЦОД-ориентированных корпоративных платформ создадут небольшое количество целостных технических архитектур для периферийных вычислений и выпустят платформы и средства разработки, призванные помочь заказчику ускорить ввод в строй новых edge-услуг и дать возможность подключаться к расширенной экосистеме инновационных сервисов при сохранении контроля над корпоративной инфраструктурой и бизнес-процессами.

Запуск сетей 5G придаст импульс edge-инновациям для телеком-провайдеров и предприятий. Архитектура сетей 5G – это одновременно и новые прикладные возможности, и новые вызовы на уровне инфраструктуры. Низкие задержки, высокая пропускная способность, большая плотность устройств и повышенная надежность – все это создает запрос на многоуровневую распределенную архитектуру приложений, когда, например, периферийные устройства сами ведут интенсивный анализ данных и отправляют в облачный дата-центр только аномалии для дальнейшего изучения, или, например, автономная эксплуатация сложных систем, координируемая устройствами и контейнеризированными компонентами приложений в составе базовых станций. В то же время новый (и быстро растущий) функционал сетевых приложений 5G потребует от мобильных операторов больше гибкости и перенастраиваемости, что повлечет за собой переход от VNF (virtual network functions) к CNF (container network functions), чтобы иметь возможность предлагать новые, легко развертываемые сервисы.

Телеком-провайдеры разделяется в вопросе выбора стратегии выхода на рынок мобильных edge-решений. Часть из них примкнет к одному из трех облачных супергигантов, чтобы задействовать технологические стеки и сервисы старшего партнера для быстрого запуска своих edge-предложений. Платить за это придется фактической сдачей ключей от своих полевых активов и снижением своей роли в цепочке формирования добавленной стоимости и в глазах конечного пользователя.

Другие решат сохранить контроль над полевыми активами и подключиться к расширенной экосистеме соответствующих услуг и их разработчиков, чтобы создать собственные мобильные edge- платформы. Однако для этого телеком-провайдерам придется объединиться друг с другом и выработать способы интеграции своих платформ, чтобы максимизировать охват клиентов, необходимый для привлечения разработчиков инновационных и перспективных edge-сервисов.

Область: Интернет вещей (IoT)

Эксперт: Джеред Флойд (Jered Floyd), участник технической группы в составе офиса CTO, Red Hat

Тенденции:

Стеки IoT-приложений для корпоративного сектора станут в большей степени основываться на компонентах. Несмотря на стандартизацию протоколов взаимодействия с IoT-компонентами, датчиками и исполнительными механизмами, в архитектуре приложений стандартизации все еще очень мало. Да, здесь используются стандартные инструменты разработки, но архитектура каждой реализации IoT по сей день остается на удивление уникальной. Благодаря стандартизации компонентов с открытым кодом, 2020 год принесет больше согласованности в мир архитектуры приложений IoT на всех уровнях, от облака и edge-шлюзов, до периферийных устройств.

Автомобильная отрасль станет локомотивом крупнейшего роста сценариев использования IoT. Автопроизводители подзадержались с цифровой трансформацией, но теперь ускоренно наверстывают, понимая, что сегодня их главной возможностью выделиться на фоне конкурентов становится ИТ-инфраструктура для решений класса «автомобиль-облако», а не характеристики двигателя и прочая механика. На смену десяткам разрозненных подсистем на основе микроконтроллеров в автомобиль приходит мощная единая ИТ-система с постоянным подключением к облаку. Такие решения, которые можно назвать интернетом вещей на колесах, уже есть на автомобилях верхнего ценового сегмента, но в 2020 году они начнут появляться и на более дешевых машинах, создавая самый крупный по числу развертываний (и самый большой по объему данных) взлет IoT-систем.

Корпоративные (или промышленные) IoT-решения будут все чаше рассматриваться просто как один из сценариев периферийных вычислений. Подход к периферийным устройствам как к самостоятельным единицам становится все более несостоятельным с точки зрения безопасности и обслуживания, поскольку сегодня даже самые крохотные из них могут иметь на борту полнофункциональную ОС вроде Linux. Фактически, все эти миллиарды устройств IoT представляют собой огромный распределенный компьютер, и будут быстро приведены к общему знаменателю неких сквозных архитектур либо провайдерами облачных услуг, либо производителями корпоративного ПО. В следующие три года самое большая битва между IoT и Edge будет определяться дихотомией «сторонние услуги против платформ on-premise».

Область: Аппаратные инновации

Эксперт: Хью Брок (Hugh Brock), директор по исследованиям, Red Hat

Тенденции:

По мере того, как закон масштабирования Деннарда перестает работать, исчезает и возможность решать вычислительные задачи только за счет увеличения тактовой частоты и параллелизма. Поэтому в 2020 году мы увидим рост интереса к гетерогенному оборудованию, FPGA, аппаратным акселераторам и ASICS. Начнет формироваться новая модель программирования и развертывания, ориентированная на гетерогенность вычислений и тот факт, что аппаратное обеспечение, вслед за ПО, становится настраиваемым и изменяемым. Инструменты и процессы с открытым кодом будут приобретать все большее значение по мере того, как их проприетарные аналоги не будут успевать за инновациями, как это произошло с проприетарными компиляторами в 90-е годы.

Резюме. Мы стоим на пороге важных изменения в том, что касается границ между программным и аппаратным обеспечением. Open source станет играть гораздо большую роль в формировании путей развития аппаратного обеспечения.

Область: Высокопроизводительные вычисления (HPC) и суперкомпьютеры

Эксперт: Джеред Флойд (Jered Floyd), участник технической группы в составе офиса CTO, Red Hat

Тенденции:

ARM резко взлетит в сфере HPC, и RISC-V не сильно от него отстанет. Стандартизация платформы ARM усилиями таких организаций, как Linaro, наконец-то превратила ARM-сервера в обыденность, поэтому воспроизводимость и поддерживаемость таких платформ, вкупе с их гибкостью и эффективностью будет способствовать непропорциональному росту ARM на рынке высокопроизводительных вычислений. Открытая и свободная архитектура RISC-V также будет привлекать повышенный интерес и платформы на ее основе последует по стопам ARM, возможно, не в 2020 году, а чуть позже.

Область: Инновации с открытым кодом

Эксперты: Лесли Хоторн (Leslie Hawthorn), главный управляющий по техническим программам в офисе программ Open Source, сотрудник офиса CTO, Red Hat

Стив Ватт (Steve Watt), главный архитектор направления новых технологий Red Hat

Тенденции: 

1. Мы ожидаем увидеть рост и распространение проектов ПО с открытым кодом. Сегодня только на одном GitHub’е уже есть 2,4 млн репозиториев, лицензируемых на условиях ПО с открытым кодом. За этим стоит большое количество новых идей, которые взращиваются в условиях open source для того, чтобы обнаружить их и подключиться к развитии было намного проще, чем в случае с проприетарными альтернативами.
2. Разнообразие в сфере открытых проектов будет увеличиваться. Новые идеи возникают в самых неожиданных местах. Например, в 2019 году наибольший рост по числу СПО-проектов на GitHub показали Нигерия, Иран и Кения. А Гонконг, Сингапур и Япония лидируют по темпам роста количества участников, вносящих программный вклад в проекты СПО.
3. В ближайшем будущем мы ожидаем увидеть больше open source компаний, финансируемых венчурным капиталом (или новых участников рынка), которые будут искать правовые стратегии для решения проблемы эффекта безбилетника (проблема фрирайдера/free-rider) потребления ресурсов облачных вендоров.
4. Мы ожидаем, что все больше молодых open source компаний с агрессивной стратегией защиты интеллектуальной собственности будут усиливать свои позиции в качестве владельцев ПО, хотя на самом деле они являются лишь первоначальными создателями такого ПО.
5. В ближайшие годы мы, вероятно, увидим, как все большее число open source разработчиков агрессивно защищает то, что они считают своим правом на инновации в соответствии со своей собственной этикой.

Область: Безопасность

Эксперт: Майк Бёрсел (Mike Bursell), главный архитектор безопасности, Red Hat

Тенденции:

Организации начинают присматриваться к тому, чтобы развернуть больше своих рабочих нагрузок в общедоступном облаке и задействовать преимущества более открытого гибридного облака. В настоящее время законодательные и нормативные требования, а также отраслевой давление в виде «лучших практик» заставляет многих настороженно относиться к идее размещения конфиденциальных рабочих нагрузок в облаке, где злоумышленник или взломанный сервер могут получить доступ и вмешаться буквально во всё, от конфигурации брандмауэра до зарплатных ведомостей, медицинских сведений и данных кредитных карт. Некоторые нагрузки настолько чувствительны в плане безопасности, что их можно запускать отнюдь не на любой корпоративной машине, а лишь там, где имеются соответствующие программные или аппаратные средства контроля.

Имеющиеся сегодня решения обеспечивают шифрование данных при хранении и передаче по сети, но не при использовании (т.е. непосредственно в ходе обработки данных). Кроме того, иногда рабочие нагрузки содержат алгоритмы, которые сами по себе чувствительны в плане безопасности (например, ИИ-приложения или системы машинного обучения) и нуждаются в защите. До недавнего времени здесь почти не было альтернатив аппаратным HSM-модулям. Эти модули обеспечивают высокий уровень защиты для определенных операций, как правило, криптографических, но помимо своей дороговизны и сложности в использовании, они к тому же не масштабируются. Для организаций с растущим количеством чувствительных по безопасности приложений, обрабатывающих быстро растущие объемы конфиденциальных данных, HSM никогда не были и так и не стали ответом на вызовы безопасности.

В свою очередь производители микросхем разработали и оснастили некоторых из своих процессоров так называемой безопасной средой выполнения TEE (trusted execution environment), которая позволяет защитить рабочие нагрузки от программного обеспечения и операционных систем, работающих на тех машинах, где выполняются эти нагрузки. В качестве наиболее известных примеров TTE можно привести Intel SGX и AMD SEV. И хотя обе эти технологии пока не достигли зрелости, отрасль стала проявлять к ним серьезный интерес, поскольку они позволяют значительно расширить количество мест в открытом гибридном облаке, где можно запускать чувствительные в плане безопасности приложения. Работа на этом направлении только начинается, и оборудование с поддержкой TEE пока еще не получило широкого распространения и не может похвастаться простотой в использовании. Поэтому была сформирована новая отраслевая структура под названием Confidential Computing Consortium, цель которой состоит в том, чтобы обеспечить сотрудничество, обсуждение и привлечение новых участников к данной проблематике. Консорциум уже привлек в свои ряды многих представителей отрасли, включая Red Hat, и запустил ряд проектов, таких как Enarx (https://enarx.io ), призванных упростить развертывание приложений в средах TEE.

Резюме:

Общедоступное облако не может предоставить чувствительным в плане безопасности приложениям необходимую защиту, подвергая данные на стадии использования значительному риску со стороны злоумышленников и взломанного ПО. Технология TEE предлагают новый способ решения этой проблемы, и отрасль постепенно начинает разрабатывать оптимальные способы ее применения, чтобы расширить сферу применения открытого гибридного облака.

Область: Serverless-вычисления

Эксперт: Уильям Маркито Оливериа (William Markito Oliveria), старший управляющий подразделения  Product Management, Red Hat

Тенденции: 

Концепция serverless облегчает жизнь разработчика, и станет одной из отличительных особенностей платформ. Поставщики услуг PaaS начнут все чаще предлагать этот функционал в составе своих решений, чтобы разработчики могли использовать его в повседневной работе при создании облачно-ориентированных приложений, которые становятся доминирующей парадигмой в эпоху облака.

Для предприятий, которые переходят на облачные вычисления и сталкиваются с проблемой переобучения персонала, serverless станет той волшебной палочкой, которая позволит перепорхнуть через сложные концепции и сделает кривую обучения более пологой.

Serverless придется по вкусу и дата-аналитикам, поскольку платформы смогут оптимизировать производительность и решать сложные задачи при развертывании кода, помогая абстрагироваться от особенностей ИТ-инфраструктуры и сосредоточиться на решении бизнес-задач.