Die Welt wird zu einem Computer

Über Cloud, KI, IOT und andere Trends in unserer Branche - aus der Sicht eines Entwicklers.

Die Welt der Computerspiele und Filme wird zur Realität. Als ich das letzte Mal für eine Konferenz in Las Vegas war, bei der ich als Gastredner auftrat, wurde es mir plötzlich klar. Ich lief in den Filmen und Spielen herum, die ich als Kind gesehen und gespielt habe. Werbetafeln mit hochauflösenden LED-Anzeigen, die zeigen, was es zu tun gibt und wohin man gehen sollte. Ein Computer in Ihrer Hand, der Ihnen den Weg weist; das Einchecken bei einer Fluggesellschaft auf Ihrem Handheld-Computer und sogar Werbetafeln, die mit Ihnen auf der Grundlage von wahrgenommenen Emotionen interagieren. Wir leben in der Welt, die wir uns vor 20 Jahren vorgestellt haben, und wir sind in diese Welt eingetreten, ohne es zu bemerken.

Es ist erstaunlich zu sehen, wie künstliche Intelligenz mehr und mehr in unser Leben integriert wird. Die Plakatwand, die ich gerade beschrieben habe, beobachtet Ihre Mimik und erkennt, ob Ihnen die Werbung gefällt oder nicht, und antwortet Ihnen schnell mit anderen Inhalten, die Ihnen gefallen könnten, basierend auf der erkannten Ethnie, dem Geschlecht, dem Alter und der Hautfarbe. Es ist einfach erstaunlich, aber wenn Sie darüber nachdenken, ist es manchmal auch ein bisschen beängstigend. Las Vegas ist das perfekte Beispiel dafür, wie Technologie eingesetzt werden kann, um Sie zum Kauf neuer glänzender Dinge und zum Besuch einer Show zu überreden. Wir müssen nicht lange suchen, um zu sehen, wie Cloud Computing, IOT und maschinelles Lernen unser Leben mit neuen Möglichkeiten der Interaktion und Kommunikation durchdringen. Nehmen Sie das einfache Beispiel des Parkplatzwächters, der seine Runden dreht. Anstatt mit seinem Notebook herumzulaufen, fährt er jetzt mit einer großen Kamera an seinem Auto herum, macht Fotos von jedem geparkten Auto, während er sich fortbewegt, und verhängt automatisch Bußgelder gegen diejenigen, die ihre Zahlungen nicht geleistet haben. Das ist maschinelles Lernen bei der Arbeit. Der Aufstieg der Roboter, aber sie sehen nicht wie Roboter aus. Es ist einfach nur Code bei der Arbeit.

Der Aufstieg der Cloud DevOps

Wenn Sie Softwareentwickler sind, kommen Sie um das Thema Cloud Computing einfach nicht herum. Wenn Sie sich nicht mit der Cloud auskennen, wenn Sie sich nicht mit der Cloud vertraut machen, werden Sie in ein paar Jahren wahrscheinlich nicht mehr relevant sein. Für Unternehmen stellt sich nicht mehr die Frage, ob sie in die Cloud wechseln müssen. Es geht vielmehr darum, welche Arbeitslasten zuerst in der Cloud ausgeführt werden und was der nächste Schritt sein wird. In meiner Arbeit als Berater spreche ich mit vielen Kunden, und wenn man sich alle Gespräche ansieht, ist die Cloud das vorherrschende Thema, neben anderen Möglichkeiten, wie wir die Geschwindigkeit, mit der wir neue Lösungen auf den Markt bringen können, verbessern können.

Hier treffen Organisationskonzepte wie DevOps auf die Cloud. DevOps und Cloud Computing beschleunigen sich gegenseitig und helfen Ihnen, sich schneller als je zuvor zu bewegen. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf Ihre Fähigkeiten als Entwickler. In nicht allzu ferner Zukunft wird es keine Übergabe mehr zwischen verschiedenen Silos im Unternehmen geben, die für die Nutzung ihrer Ressourcen optimiert wurden. Sie werden sehen, dass die organisatorischen Grenzen von gestern nicht mehr existieren werden. Sie als Entwickler oder IT-Fachmann werden dafür verantwortlich sein, alles in der Produktion selbst zu verwalten. Das bedeutet, dass Sie nicht mehr lange Genehmigungen einholen müssen. Stattdessen bedeutet es, dass befähigte Teams die gesamte Arbeit selbst erledigen können. Keine langen Wartezeiten, um einen Server zu bekommen, sondern Infrastruktur, Konfiguration und Sicherheit als Code. Das ist der Weg in die Zukunft.

Die Cloud und Container

Wenn Sie auf Cloud Computing umsteigen, wollen Kunden oft zuerst einen Cloud-Anbieter auswählen, bevor sie loslegen. Dies beruht natürlich auf der alten Gewohnheit, sich einmal klug entscheiden zu müssen und dann bei dieser Wahl zu bleiben. Das ist jetzt nicht mehr nötig. Da wir keine großen Investitionen mehr in unser Rechenzentrum tätigen müssen, ist es egal, ob Sie zunächst mit IaaS beginnen und sich später für eine PaaS-Lösung entscheiden. Fangen Sie an und machen Sie schnell, das ist viel wichtiger. Passen Sie sich einfach unterwegs an. Ja, Sie könnten hier und da ein paar Investitionen verlieren, aber Ihr Verlust wird viel größer sein, wenn Sie den Sprung nicht schnell genug schaffen und Ihr Konkurrent es geschafft hat. Die Containertechnologie ist eine weitere Sache, die Ihnen helfen kann. Diese Technologie wird von allen lauten Anbietern verwendet und ermöglicht es Ihnen, zwischen ihnen zu wechseln, ohne dass Sie etwas umschreiben müssen. So können Sie flexibel zwischen den Cloud-Anbietern wechseln und die von Ihnen genutzte Cloud-Infrastruktur viel besser nutzen. Container sind auf dem Vormarsch und das ist der Schritt, den jeder machen wird. Sie können es mit der Revolution vergleichen, die virtuelle Maschinen in der IT-Branche ausgelöst haben. Mit Containern gehen wir sogar noch einen Schritt weiter. Wir haben jetzt eine universelle Möglichkeit, unsere Anwendungen zu erstellen und zu verpacken und sie überall dort auszuführen, wo sie Container unterstützen. Und diese Unterstützung gibt es überall! Heute ist es immer noch sehr hip und cool, wenn Sie Ihre eigenen Container-Cluster mit Orchestrierern wie Kubernetes erstellen und verwalten. Aber die Cloud-Anbieter werden uns das im Handumdrehen abnehmen. Alle großen Cloud-Anbieter, d.h. Amazon, Microsoft und IBM, setzen massiv auf Container und die Kubernetes-Orchestrierung. Sie alle erstellen für uns vollständig verwaltete Cluster mit PaaS-Eigenschaften, die es uns Entwicklern leicht machen, weil wir uns keine Gedanken über die zugrunde liegende Hardwareplattform machen müssen. Dies ist ein wichtiger Schritt in Richtung Konfiguration und Infrastruktur als Code. Dieser Trend breitet sich rasch aus und wird in einigen Jahren als der Krieg der Cluster-Orchestratoren bezeichnet werden. Wir werden es als eine "Tabs gegen Spaces"-Diskussion betrachten. Ja, es macht Spaß, darüber zu diskutieren, aber es macht wirklich keinen großen Unterschied, solange wir uns für etwas entscheiden. Die Branche hat sich für den Sieger entschieden und das ist eindeutig Kubernetes.

Cloud, IOT und der Rand

Sie können die Tatsache nicht ignorieren, dass wir mehr und mehr vernetzte Geräte haben. Diese vernetzten Geräte bilden den so genannten Edge der Cloud. Und es sind die Milliarden von mobilen Geräten und Millionen von PCs, die diesen Rand extrem leistungsfähig machen, wenn wir all diese Rechenleistung nutzen würden, um intelligentere Dinge zu tun, anstatt nur das Cloud-Netzwerk aufzurufen. Hier sehen Sie, wie immer mehr Intelligenz mit neuer Rechenleistung in unsere Geräte kommt. Eine neue kollektive Rechenleistung, die von Graphical Processing Units (GPUs), Neural Processors Units (NPUs) und Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) zusätzlich zur klassischen CPU bereitgestellt wird. All dieses neue Silizium bietet dedizierte Rechenleistung für verschiedene Aufgaben, die am Rande der Welt ausgeführt werden können, um das Unmögliche möglich zu machen.

Stellen Sie sich vor, Sie lassen ein Bilderkennungsprogramm laufen, um die von Ihnen verarbeiteten Waren zu prüfen und eine visuelle Endkontrolle durchzuführen. Mit einem maschinellen Lernmodell in der Cloud müssen Sie ein Foto aufnehmen, es in die Cloud hochladen und dann eine Antwort erhalten. Mit einer CPU und einem lokalen Machine-Learning-Modell (z.B. einem ONNX-Modell, das heutzutage von allen Windows-Versionen unterstützt wird) können Sie diese Bilder viel schneller verarbeiten, sogar Hunderte pro Minute. Setzen Sie dieses Modell nun in eine Neural Processing Unit oder einen FPGA ein und Sie können dies hundertmal schneller tun. Plötzlich wird Ihnen klar, dass die futuristische Vision der Echtzeitanalyse von Videoströmen bereits Realität geworden ist. Die Erstellung eines Modells erfordert eine große Menge an Daten und kostet Zeit und Mühe. Dies ist normalerweise eine Arbeit, die Sie in der Cloud selbst erledigen. Aber der Export dieses Modells in etwas, das auf Ihrem Raspberry PI laufen kann, eröffnet eine ganz neue Welt der Möglichkeiten. Die Cloud, IOT-Geräte und Edge Computing sind die grundlegenden Teile des Puzzles, die das maschinelle Lernen in etwas verwandeln, das immer mehr in Echtzeit und anspruchsvoll ist. Erst dann haben wir vielleicht echte künstliche Intelligenz erreicht, im Gegensatz zu dem glorifizierten maschinellen Lernen, das heutzutage als KI bezeichnet wird.

Neue Client-Frameworks für die Interaktion mit unseren Systemen

Heute entwickeln wir sowohl native als auch webbasierte Client-Anwendungen mit Technologien wie UWP, WPF, Electron und Angular, React und vielen anderen Frameworks. Und wieder einmal erleben wir den Aufstieg eines anderen neuen Ansatzes für die Entwicklung webbasierter Client-Anwendungen: WebAssembly. WebAssembly - oder WASM - ist ein neues, portables, größen- und ladezeitsparendes Format, das sich für die Kompilierung im Web eignet. Ich glaube, dass unsere Branche ihre neue Wunderwaffe gefunden hat, um stark typisierte Sprachen in den Webbrowser zu bringen und Anwendungen zu schreiben, die überall laufen. In der Vergangenheit haben wir alle Arten von verrückten Frameworks und Lösungen gesehen, die auf Plugins basieren. WASM bietet dieselben Möglichkeiten wie Plugins, allerdings in einer standardisierten Form, die von allen gängigen Browsern unterstützt wird. Das heißt, Sie können jetzt plattformübergreifende UI-Frameworks erstellen, die nativ im Browser laufen und in C#, Java, Go oder einer anderen Sprache geschrieben sind. Microsoft verfolgt dieses Konzept mit seinem Blazor-Projekt. Blazor ist ein Framework zur Erstellung von Webseiten, die mit C#-Code unter Verwendung von .NET in einem Webbrowser auf jedem Gerät oder jeder Plattform laufen, die den WASM-Webstandard unterstützt. Es wird sogar daran gearbeitet, den guten alten Silverlight-Code auf WebAssembly zu portieren.

Natürlich ist das eine großartige neue Art, Dinge zu tun. Eine Sache, die ich in den letzten Jahren in unserer Branche gelernt habe, ist jedoch, dass nichts so unbeständig ist wie die Client-UI-Technologie. Vor allem, weil im Web alle sechs bis neun Monate ein neues Framework auftaucht, und jetzt mit WebAssembly wahrscheinlich noch schneller. Wird es eine große Sache werden? Wahrscheinlich, aber ich würde jedem dringend raten, die Anwendungsentwicklung auf eine andere Art und Weise zu betrachten. Wir haben einen stabilen Backend-Teil und einen sehr flüchtigen Frontend-UI-Teil. Es ist besser, mehr in ein gutes und robustes, gut funktionierendes Backend-System zu investieren, wahrscheinlich mit einer Microservice-Architektur, die in Containern auf einem von der Cloud verwalteten Kubernetes-Cluster läuft. Die Investitionen auf der Client-Seite sollten so gering wie möglich sein. Verwenden Sie die Variante, die die Entwickler im Moment glücklich macht, aber bedenken Sie, dass Sie sie wahrscheinlich nach kurzer Zeit neu schreiben müssen. Ich rate Ihnen auch, keinen Pfennig in die Entwicklung eines Client-Frameworks zu investieren, das Ihre Entwicklung beschleunigen oder andere UI-Frameworks abstrahieren würde. Es hat sich als Fehlinvestition erwiesen. Sie sind besser dran, wenn Sie den Client auf einfache Weise programmieren und wissen, dass Sie ihn bald wieder verwerfen werden. So sind Sie flexibler bei der Einführung neuer Client-Technologien und schaffen ein stabiles, zuverlässiges und sicheres Rückgrat, das jede neue Frontend-Technologie bedienen kann, die in den nächsten Jahren aufkommt.

Explosion der Computergeräte und der Datenerzeugung

Ein letzter Trend, den ich ansprechen möchte, ist die explosionsartige Zunahme von Geräten und Daten. Es ist unglaublich, dass die täglich erzeugte Datenmenge über 2,5 Quintillionen Bytes beträgt! In den nächsten Jahren werden mehr als 20-50 Milliarden Geräte im Einsatz sein, die Daten sammeln, verarbeiten und uns mit Rechenleistung versorgen. Das ist ein entscheidender Faktor, denn es liefert uns so umfangreiche Datensätze, dass wir unsere Modelle für maschinelles Lernen jeden Tag besser trainieren können. Computer werden uns bei viel mehr Aufgaben unterstützen können, als dies heute möglich ist. Maschinelles Lernen, oder KI, wie die Branche es nennt, wird in viele Dinge unseres Lebens integriert werden. Von der intelligenten Türklingel über das intelligente Büro bis hin zu den Programmen, die wir heute nutzen, werden alle über KI-Funktionen verfügen, die unser Leben einfacher machen. Sie können sich vorstellen, dass unser Planet zu einem gigantischen Computer wird, der die ganze Zeit über unser kollektives Leben berechnet und überlegt. Auch das ist eine wunderbare Sache und beängstigend zugleich. Auf der einen Seite können wir großartige Dinge tun, um der Menschheit zu helfen. Andererseits könnten wir es auch für böswillige Zwecke nutzen. Wie Satya Nadella auf der Microsoft //build/ Entwicklerkonferenz sagte: "All diese Rechenleistung und dieser kollektive Computer, den wir gemeinsam bauen, wird von uns verlangen, darüber nachzudenken, was Computer tun können, aber auch darüber, was Computer tun sollten. Es liegt an uns und unseren Regierungen, die gesetzlichen Rahmenbedingungen zu schaffen, damit wir in Freiheit leben und unsere Privatsphäre schützen können, wenn wir das wollen."

Eines ist mir klar, wenn Sie sich all diese Veränderungen in unserer Branche ansehen. Die Dinge ändern sich schneller als je zuvor! Die einzige Konstante, die ich sehe, ist der Wandel. Und Sie sollten ihn besser annehmen, damit Sie die Zukunft jetzt gestalten können!