24 October, 2020

iPhone 11に組み込まれた謎のようなU1ウェハは、ラウンドの新たな通信革命を引き起こしますか?

毎年恒例の新しいiPhone発表会では、Appleは間違いなく10〜15分間を持って製品の自己開発ウェハセットを紹介します。

Appleが2010年に最初のiPadにA4プロセッサを導入して以来、Aシリーズウェハはその後のすべてのiOSデバイスの中核となります。今はアップルもグラフィックス処理ウエハ、コプロセッサ及び各種ウェアラブル装置の独自ウェハへと研究開発領域を広げてきています。

ただし、このiPhone 11シリーズには、まだ性能抜群のA13に加え、U1というウェハもあります。 Appleは発表会でこの優れたなウェハを紹介しませんでした。基調講演の1ページでそれを少し見ることができます。

UWBための通信専用ウェハ

公式ウェブサイトによると、新しいiPhone 11が組み込まれたこのU1ウェハは、主に「UWB」の超広帯域技術(Ultra-Wide Band)と呼ばれるものをもたらします。

このウェハにより、iPhone 11シリーズはU1ウェハを搭載した他のAppleデバイスを正確に感知できます。たとえば、AirDropを使用すると、システムはファイルをより速く共有できるようになります。これは、AppleがU1ウェハに提供する最初の使用シーンでもあります。

しかし、UWBテクノロジーのポテンシャルはそれ以上のものです。

Decawaveは専門のUWBウエハの製造・販売するベンダであります。SixColorsへのインタビューで、Mickael Viot副社長は、将来的には、屋内ナビゲーションだけでなく、スマートホーム、拡張現実(AR)、さらには近距離決済もすべてUWB潜在的なアプリケーション分野と見なすことができると述べました。

UWBは新しい技術ではなく、元々は軍事レーダーシステムで使用されていました。2002年2月に米国連邦通信委員会が民間範囲への進入を承認し、この通信技術が注目を集めることができました。

従来の無線通信とは異なり、UWBは搬送波を使用しませんが、低エネルギーのパルスを通して信号を送受信してデータを送信します。測距方法は、前述のTOF飛行時間測距方法とよく似ています。どちらも、2つのデバイス間の信号の伝送時間の差を計算することで距離を決定します。

したがって、UWBは狭いエリアでWi-FiやBluetoothよりも正確な測位結果を提供でき、英語の製品紹介ページでは「居間のGPSシステム」とも呼ばれています。

UWBとBluetoothおよびWi-Fiテクノロジの違い

位置決め精度を向上

Mickael Viotによると、UWB装置は、探査精度を10センチ以内に縮めることができます。実際の使用状況によれば、さらに5mmレベルまで下げることができ、Bluetooth 5.0およびWi-Fiが達成出来る1 m精度を大きく上回ります。

同時に、UWBは周波数が高く、帯域幅が広いため、伝送距離は限られていますが、他の無線信号にはほとんど影響せず、伝送容量と速度は大きくなります。そのため、AppleはUWBをAirDrop機能に適用します。

問題は、このテクノロジーが10年以上前に誕生したことですが、なぜ今AppleはそれをiPhoneに導入したいのでしょうか。

最も直接的な理由は、おそらくBluetoothやWi-Fiなどの従来の通信技術の人気によるものです。

AirPodsもBluetoothと切り離せません

結局のところ、デバイスとデバイス間のワイヤレス接続は、UWBによってのみ可能ではありません。 BluetoothまたはWi-Fiに関係なく、これらの2つのテクノロジーはほとんどの家庭用電化製品ですでに標準になっています。

異なるメーカーのエクステリアアクセサリーを購入しても、システムとポートの互換性の問題があるかもしれませんが、それらはユニファイドコミュニケーション標準によって接続できます。

BluetoothおよびWi-Fiチップの非常に低い製造コスト、および中距離および長距離伝送の幅広い使用シーンを考慮すると、UWBテクノロジーには「使用する必要がある」推奨の理由がないようです。

2016年、Appleは「Macコンピューターの近くでApple Watchを使用して自動的にロックを解除する」機能も実装しました。 当時、2台のデバイスはBluetooth Low Energyで接続されていましたが、安全性を確保するため、信号伝送の前後の時間差を計算し、物理的な伝送距離を推定してリレー攻撃を回避しました。

比較すると、UWBテクノロジーはより正確な監視範囲とセキュリティを備えていますが、現在のiPhone 11は、同じU1チップを搭載したiPhone 11でゼロおよびより効率的な「AirDrop」しか実現できません。使用シナリオは非常に限られています。

長い間噂されていた「ロケーションラベル」アクセサリに関しては、このApple発表会には登場しなかったため、このU1ウェハは少し「心に余裕があって力が足りない」でした。

しかし、何億人ものユーザーがいるAppleは、明らかに現在だけに焦点を合わせているわけではない。 Appleが最初にiBookラップトップでWi-Fiを採用したときと同じように、新しいテクノロジーに対する一般の要望は、テクノロジー自体ではなく、潜在的な問題点を解決できるかどうかです。

モノのインターネット時代の成長の機会

明らかに、Appleの目標ははモノのインターネットの次の時代です。 私たちを取り巻くネットワーク化されたデバイスがますます複雑になるにつれて、ユーザーはデバイス間の伝送の精度と速度に対する要件が増え、これがUWBテクノロジーの新たな道を拓くでしょう。

簡単な例として、携帯電話とドアロックの両方にUWBチップが組み込まれている場合、携帯電話がドアに近づくとドアロックが自動的に開き、ドアに入るとドアが自動的に閉じます。同じ誘導設計は、データ伝送、インテリジェントオブジェクト検索、さらにはオーディオビジュアルエンターテイメントなどのホームシーンでも使用できます。

今年の8月の終わりに、半導体企業NXPとFlowserveも共同で車のキーにUWB技術を使用することを実証しました。 最高技術責任者のLars Reger氏は、Bluetoothテクノロジーはユーザーの特定の場所を感知するのに2秒かかることが多いが、UWBは1,000倍高速であり、リレー攻撃を効果的に防止できると述べました。

同時に、拡張現実の分野では、UWBテクノロジーはハードウェアにより多くの環境情報収集機能を提供します。地理的位置だけでなく、空間内のデバイスの角度と方向にも基づいています。

将来的には、iPhoneだけでなく、iPad、MacBook、およびApple WatchなどのさまざまなAppleデバイスにも同様のUWBテクノロジーウェハが組み込まれ、Appleのハードウェアデバイス間の相互接続エクスペリエンスがさらに向上することが予測されます。

Appleのクローズドエコシステムについては、UWBは、BluetoothやWi-Fiのような万能通信規格になり、既存のテクノロジーを補完できるのでしょうかはそれは他のメーカーの態度に依存します。

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