Een overzicht van de uitdagingen en ontwikkelingen op het gebied van IoT in 2023

In de loop van 2023 zijn de meeste problemen met de toeleveringsketen als gevolg van de COVID-19-pandemie opgelost, zoals die met betrekking tot chips voor autotoepassingen. Maar deze problemen hebben geresulteerd in een internationale beweging om de toeleveringsketens voor chips te verbreden door meer halfgeleiderfabrieken te bouwen in Azië, Noord-Amerika en Europa. Deze nieuwe chipproductiefaciliteiten zullen binnen een paar jaar online komen. Het creëren van kortere toeleveringsketens voor halfgeleiders zou toekomstige problemen met de daarvoor benodigde chips moeten helpen voorkomen IoT-toepassingen ontwikkelen.

Voor sommige soorten halfgeleiders was 2023 echter over het algemeen een slecht jaar, omdat de voorraden die tijdens de pandemie waren verworven als gevolg van aanbodonzekerheden, waren geabsorbeerd. Halfgeleiderfabrieken in veel industrieën, zoals de geheugensector, hebben hun productievolume teruggeschroefd om de prijzen hoger te laten stijgen dan de productiekosten. Als gevolg hiervan vertoonden de prijzen van halfgeleiderchips tegen het einde van het jaar een stijgende tendens. De combinatie van voorraadreductie en een lager aanbod, gecombineerd met data- en procesgestuurde toepassingen, zou in 2024 moeten resulteren in een aanzienlijke toename van de vraag naar alle soorten halfgeleiders.

Werken aan generatieve AI, zoals ChatGPT, benadrukten de grote vooruitgang die in de loop van het jaar is geboekt op het gebied van AI-softwarealgoritmen en de hardware waarop deze modellen kunnen worden getraind. Veel bedrijven werken eraan om de snelheid te verhogen waarmee IoT-afgeleide gegevens kunnen worden geanalyseerd en omgezet in bruikbare inzichten in datacenters en aan de edge. En met meer IoT-apparaten verzamelen gegevens, zijn er meer gegevens voor analyse en training. Deze modellen kunnen, zodra ze in datacenters zijn gemaakt, worden geïmplementeerd als een inferentie-engine aan de rand van het netwerk of in IoT-eindpuntapparaten om nieuwe en beter presterende applicaties mogelijk te maken. Sommige van deze modellen kunnen ook lokaal leren en hun mogelijkheden aanpassen naarmate ze ervaring opdoen met gegevens in het veld.

Toen hem werd gevraagd om te kiezen uit een tiental verschillende technologieën, zei 65% van de respondenten van de IEEE-enquête dat AI – inclusief voorspellende en generatieve AI: machine learning en natuurlijke taalverwerking – zal in 2024 de belangrijkste ontwikkelingstechnologie zijn. Daarna volgden verschillende vormen van uitgebreide realiteit, zoals virtual reality en augmented reality, en cloud computing.

7 IoT-groeimotoren in 2024 en daarna

Het komende jaar zullen de volgende gebieden waarschijnlijk de belangrijkste bijdrage leveren aan de IoT-groei.

1. Meer AI-ondersteuning voor IoT

Volgens het IEEE-onderzoek gaven respondenten aan dat de top vier van potentiële toepassingen van AI in 2024 het realtime identificeren van kwetsbaarheden op het gebied van cyberbeveiliging en het voorkomen van aanvallen, het vergroten van de efficiëntie van de toeleveringsketen en magazijnautomatisering, versnelde softwareontwikkeling en meer geautomatiseerde klantenservice zullen zijn. Het vergroten van de efficiëntie van de toeleveringsketen en magazijnen zal ook aanzienlijke investeringen in IoT-technologie vereisen om productidentificatie, -behandeling en -ontwikkeling mogelijk te maken.

Fabrieken die geschikt zijn voor IoT kunnen grotere monitoring en lokale intelligentie combineren met robotica en automatisering om bepaalde activiteiten over te nemen waarvoor mensen anders dicht bij elkaar zouden moeten werken. Met de intelligentie van IoT-gebaseerde systemen vervullen mensen steeds meer rollen waarin hun unieke capaciteiten om beslissingen te nemen op basis van zowel objectieve als subjectieve criteria kunnen worden gecombineerd met machine-intelligentie om veiligere en efficiëntere fabrieken te creëren.

2. Meer wijdverbreide connectiviteit voor IoT-apparaten

A 2023 mei rapporteren uit IoT Analytics voorspelde ‘State of IoT – Spring 2023’ dat de groei van IoT-apparaten in 2025 zou kunnen toenemen tot 27 miljard verbonden IoT-apparaten. Een trend die deze groei mogelijk zal maken, is de toenemende vervanging van draadloze 2G/3G-netwerken door 4G/5G-netwerken. Dit zal vooral de connectiviteit in stedelijke gemeenschappen vergroten, maar veel plattelandsgebieden zullen nog steeds afhankelijk zijn van minder goed presterende netwerken. Hoewel satellietcommunicatienetwerken kunnen helpen, zijn ze beperkt in bandbreedte en kunnen ze duur zijn. De ongelijkheid in de beschikbare communicatiebandbreedte zal de bandbreedte vergroten digitale kloof tussen rijke stedelijke gebieden en armere plattelandsgebieden.

3. Lagere kosten voor IoT-productcomponenten

Dit jaar verwacht ik een geleidelijke verlichting van enkele chiptekorten naarmate de nieuwe productie online gaat. Andere chips kenden in 2023 een overaanbod, waaronder dynamisch RAM (DRAM) en NAND-flashgeheugens, wat tot lagere prijzen leidde. Lagere prijzen en een grotere beschikbaarheid van componenten tegen 2024 zullen resulteren in lagere kosten voor IoT-eindpuntproducten, wat de verdere adoptie zou kunnen versnellen.

4. Nieuwe technologische ontwikkelingen

IoT trekt veel nieuwe technologische ontwikkelingen aan die de groei in 2024 en daarna zullen stimuleren. Deze ontwikkelingen omvatten veranderingen in computerarchitecturen – deels gedreven door veranderingen in opslag- en geheugenbenaderingen – die van invloed zullen zijn op de manier waarop gegevens worden opgeslagen en verwerkt in datacentra en aan de netwerkrand. Dit zal resulteren in minder gegevensverplaatsing en gegevensverwerking met een lager vermogen. Bovendien zal de nieuwe chiplet-verpakkingstechnologie dichtere en meer gespecialiseerde op chips gebaseerde systemen mogelijk maken, ook aan de netwerkrand en in endpoint IoT-apparaten. Er is ook een poging om een ​​deel van het vluchtige geheugen om te zetten in niet-vluchtig geheugen, zodat IoT-eindpuntapparaten met meer geheugen gegevens kunnen bewaren en verwerken en dat met een lager stroomverbruik. In de toekomst kunnen fundamentele veranderingen in de computerverwerking van invloed zijn op IoT-toepassingen.

5. Systeemdesaggregatie waardoor een efficiëntere gegevensverwerking mogelijk wordt

Het opsplitsen van traditionele datacenterservers en het samenstellen van virtuele computersystemen maakt een efficiëntere verwerking van gegevens mogelijk, evenals een lager energieverbruik en een duurzamer computergebruik. Veel van de gegevens die in datacenters worden verwerkt, zijn afkomstig van IoT-toepassingen, en naarmate IoT groeit, zal deze verwerking ook toenemen. Niet-vluchtig geheugen Express (NVMe), Compute Express Link (CXL) en de veranderingen die ze mogelijk maken in de computerarchitectuur zullen de kosten van veel IoT-toepassingen verlagen.

6. Nieuw chipontwerp en nieuwe normen

Het traditionele ontwerp van halfgeleiderapparaten ondergaat ook zijn eigen desaggregatie met de introductie van chiplets. Chiplets scheiden veel van de traditionele CPU-functies in afzonderlijke kleinere chips die met elkaar zijn verbonden via snelle verbindingen in een klein pakket. In 2022 werd een standaard genaamd Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe) geïntroduceerd die tot doel had gespecialiseerde chips van vele fabrikanten in een compact pakket te combineren. Dit maakt de creatie mogelijk van meer gespecialiseerde halfgeleiderchipletpakketten voor speciale toepassingen en creëert de behoefte aan een nieuw type gieterij voor het assembleren van chiplets tot een UCIe-pakket. UCIe zal efficiëntere halfgeleiderapparaten mogelijk maken voor datacenters, de netwerkrand en voor IoT-eindpuntapparaten.

7. Opkomende niet-vluchtige of persistente geheugentechnologieën voor IoT

Lagere prijzen voor DRAM, NAND-flash en andere belangrijke halfgeleiders voor IoT-apparaten en de toenemende dichtheid van deze geheugenapparaten zullen helpen de kosten te verlagen en de mogelijkheden van IoT-apparaten te vergroten. Naast deze traditionele geheugentechnologieën zijn er opkomende niet-vluchtige of persistente geheugentechnologieën die hun intrede doen in IoT-apparaten, met name voor codeopslag in ontwerpen onder 28 nm. Magnetisch RAM (MRAM) en resistief RAM (RRAM) worden bijvoorbeeld gebruikt in sommige IoT-apparaten voor consumenten, zoals wearables. Het vervangen van statisch RAM door een niet-vluchtig geheugen, zoals MRAM, maakt meer energiebesparende toestanden mogelijk wanneer het IoT-apparaat niet actief wordt gebruikt. Voor toepassingen met een beperkt energieverbruik, zoals toepassingen die op batterijen werken, verhoogt dit de bruikbaarheid en levensduur van een oplaadbeurt voor het IoT-apparaat.

Tom Coughlin, president van Coughlin Associates, is een digitale opslaganalist en bedrijfs- en technologieconsulent.