О чем вам не расскажут в Apple: чип U1 в iPhone 11

Из презентации этого комплекса программных и технических средств запросто можно было бы устроить незабываемое шоу. Про Apple Tag и сверхширокополосные системы обнаружения и связи в “яблочном” исполнении на открытии WWDC сообщил Крейг Федериги, не вдаваясь в подробности. Перед сентябрьским событием, впервые с 2015 года, что-то безумно великое буквально висело в воздухе – но ничего не произошло.

Лишь на одном из слайдов, среди других изображений перечисляющих достоинства iPhone 11, мелькнуло изображение чипа с надписью “Apple U1”. Имело ли это отношение к теме, или нет – можно было только догадываться. Микро-электронное ателье Apple в последние годы создавало все новые и новые разновидности чипов, мало ли для чего нужен этот U1? А даже если и так – вдруг этот слайд просто забыли или поленились переделать? Едва ли, так оно еще никогда не прокалывались, но все когда-нибудь случается впервые. Впрочем, мало кто это картинку вообще заметил, еще меньше было обративших на неё внимание.

AirPower, презентация которого была захватывающе талантлива и запала слушателям в душу, обернулась для Apple позорным скандалом. Будто бы это было впервые. На самом деле в начале 90-х подобное случалось десятки раз, и никто не умер (кроме Apple, которая в результате всех этих фокусов оказалась в конце 90-х на пороге гибели). И при Стиве что-то вроде этого было (Стив обещал что в течение года PowerPC G5 разгонится до 3 ГГц). Но, видимо, Тим и компания зареклись объявлять что-либо до полной уверенности в том что все получится. Вскрылись какие-то проблемы, и решили не рисковать? Это только версия. Но, по-моему, самая вероятная. О других версиях поговорим чуть позже.

Сначала разберемся что такое UWB, так ли это инновационно как об этом говорят, и чем все это нам грозит. И какое отношение UWB имеет к обнаружению положения объектов в пространстве, и причем здесь Apple. Дословно UWB переводится на русский как СШП, то есть что-то “сверхширокополосное”, что никак не обозначено. Обычно имеется в виду СШП-связь, имеющая серьезные преимущества перед Bluetooth и WiFi. Apple вкладывает в это сокращение кое-что еще – эффективная система связи используется, в основном, для обнаружения объектов в пространстве (не всех, только тех в которых есть специальный чип) и определения их точного место положения. Это система связи, в некоторых случаях она может использоваться по прямому назначению, для передачи данных.

Как создавался чип U1

Скорее всего, впервые СШП связь была создана в 1950 году. Во всяком случае, именно в том году за неё был получен патент. Ни к Apple, ни к мобильным телефонам это отношения не имело, и вполне могло быть придумано еще раньше. Использовались такие системы на транспорте и в промышленности, в военной технике. В начале тысячелетия эти технологии заинтересовали и индустрию персональных компьютеров. В 2002-2003 в Apple работали над технологией использующей СШП-соединения, проект был признан бесперспективным и был закрыт – но оставил следы. Несколько патентов, полученных Apple. Не только Apple занималась этим: в 2003 IEEE разработала стандарт IEEE 802.15.4, а регулирующие органы развитых стран сформулировали требования, при выполнении которых для использования СШП не требуется лицензия. Полоса частот, число одновременно открытых каналов связи, максимальный уровень сигнала. Российская Федерация приняла и узаконила требования к СШП устройствам одной из первых. В 2009, всвязи с появлением новой версии стандарта, IEEE 802.15.4d, в Российской Федерации в эти требования были внесены изменения. То что внедряет Apple в настоящее время, основано на IEEE 802.15.4z, стандарте который еще не до принят (насколько я знаю).

В 2012 Apple еще раз попыталась приручить СШП-связь, проект назывался iBeacon (где “beacon” переводится как “маяк”). В рамках проекта создавалась система радиомаяков, для ориентации в пространстве и обнаружения объектов. Замысел был мощным, но в тот момент реализовать его было невозможно. Точность обнаружения была неприемлемо низкой, несмотря на самоотверженную работу инженеров и даже несмотря на утечки информации преждевременно сделавшие iBeacon публичным достоянием, проект был закрыт. Почти вся информация связанная с этим проектом закрыта, но судя по крохам доступной информации замышлялось что-то вроде нынешнего UWB (название более чем неудачное, надеюсь со временем придумают что-то получше). Сокращение UWB и СШП я буду, начиная с этого места и до конца текста, использовать как обозначение технологии Apple. Возможно, кстати, что правильным названием был бы Apple Tag (электронная бирка от Apple, в какой-то степени аналог бирок в конкурирующей технологии Tile), но с этим вообще пока ничего не понятно.

Что такое чип U1

Главный элемент UWB/СШП от Apple – чип Apple U1, тот который “случайно засветился” во время пресс-конференции 10 сентября текущего года. О самом чипе информации мало, известно что он разработан Apple на основе DW1000 ирландской компании Decaware, что U1 очень маленький, а его энергопотребление ничтожно. В UWB/СШП участвуют только устройства с U1 внутри. Это iPhone 11/iPhone 11 Pro/iPhone 11 Pro Max, и загадочный Apple Tag. Это небольшие электронные бирки в форме круга, с логотипом Apple в центре. Иначе полезность этой системы становится сомнительной, хотя даже в этом случае кое-что она может. По неофициальной и неподтвержденной Apple информации, в тегах будет такой же U1, в деталях возможны какие-то изменения (вдруг это будет какой-нибудь U2?), но суть от этого не изменится.

Чипы U1 могут взаимодействовать друг с другом только на небольшом расстоянии, едва ли намного превышающем 10 метров. Их способность отправлять информацию о своём местоположении Apple – загадка. В описании работы нового приложения Find My (уже без “iPhone” в названии), с iPhone, iPad или Mac’а можно найти устройство с U1 внутри, для этого запрос (с указанием идентификатора U1) отправляется Apple, куда все U1 регулярно шлют очень точную информацию о их местоположении, в зашифрованном виде. Шифрация осуществляется неизвестным Apple ключом, Apple не знает где находится запрашиваемый объект – расшифровать местоположение объекта может только отправитель запроса.

С точки зрения пользователя все выглядит элементарно, и не требует объяснений. Все просто работает (или нет – я еще не убедился в этом). Представьте что к ошейнику собаки прикреплен Apple Tag, и собака потерялась. Запрос из Find My – и ответ, который можно увидеть на карте, а приблизившись к указанному месту использовать дополненную реальность чтобы увидеть искомый объект. В приведенном Apple примере собака была на расстоянии 100 футов (30,5 м) “вперед” и на 2 фута (0,6 м) “ниже”.

Такого и в самом деле нет в настоящее время ни в одном мобильном телефоне в мире. В моем изложении наверняка есть ошибки – доступная информация очень противоречива, а местами она вообще невероятна. Надеюсь, что на октябрьском событии этого года тайное станет явным – к этой теме мы еще вернемся.

Почему про U1 ничего не сказали 10 сентября? Версии

Первая версия – чтобы не затмить остальные презентации. По-моему, такие соображения их никогда не останавливали, и даже презентацию самого первого iPhone сопровождали еще две с половиной. Половина – это объявление о переименовании Apple Computer в просто Apple. Не верю. Вторая версия – этой технологии, на самом деле, особенно её не до конца понятных фокусов, просто нет. А U1 – это чип созданный для небольшого улучшения AirDrop (смешно?). Поживем – увидим.

Это продолжение серии про чипы разработанные Apple. Предыдущая часть здесь.