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IoT-Trends für 2023 und darüber hinaus
Lieferkettenprobleme haben das IoT-Wachstum beeinträchtigt. Aber die Entwicklung hin zu 5G und intelligenteren Datenanalyseverfahren könnte dem IoT 2023 zum Durchbruch verhelfen.
Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT), bei dem maschinenbasierte Intelligenz, Überwachung und Konnektivität in immer mehr Geräten und Systemen für private, kommerzielle und zivile Anwendungen zum Einsatz kommt, wird im Jahr 2023 einen zunehmend größeren Einfluss auf unser Leben und unsere Arbeit haben.
Laut IoT Analytics vom Mai 2022 wuchs die Zahl der weltweiten IoT-Verbindungen 2021 um acht Prozent auf 12,2 Milliarden aktive Endpunkte. Das war ein deutlich geringeres Wachstum als in den Jahren vor der COVID-19-Pandemie. Das langsamere Wachstum lässt sich vor allem auf Lieferprobleme zurückzuführen und weniger auf die Nachfrage, die aufgrund der vielen Möglichkeiten, die IoT-Geräte und -Systeme bieten, weiterhin hoch ist.
2022 – das Jahr der IoT-Herausforderungen und -Fortschritte
Einige öffentliche IoT-Investitionen wurden während der Pandemie verzögert. Außerdem führte ein Mangel an Chips aufgrund von Fabrikschließungen und Lieferkettenproblemen dazu, dass die IoT-Technologie in vielen Branchen, etwa im Automobilsektor, nicht zur Verfügung stand. Obwohl erhebliche Investitionen in den Bau neuer Halbleiterwerke fließen, um die steigende Nachfrage zu decken, kann es mehr als zwei Jahre dauern, bis diese neuen Fabriken in Betrieb gehen. Die 2021 aufgetretenen Engpässe werden daher unter Umständen erst im Jahr 2024 vollständig beseitigt sein. Ein interessanter Trend zur Entschärfung einiger Lieferkettenprobleme ist der Bau neuer Halbleiterwerke, die sich stärker am Bedarf orientieren.
2022 hat man große Fortschritte bei den KI-Softwarealgorithmen und der Hardware zum Trainieren dieser Modelle erzielt. Etliche Unternehmen arbeiten daran, die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der IoT-Daten analysiert und in Data Centern sowie am Edge in konkrete Lösungen umgewandelt werden können. Da immer mehr IoT-Geräte Daten erfassen, gibt es auch mehr Daten für die Analyse und das Training. Nachdem diese Modelle in Data Centern erstellt wurden, können sie als Inferenzmaschine am Netzwerk-Edge oder in IoT-Endgeräten implementiert werden, um neue und leistungsstärkere Anwendungen zu ermöglichen. Einige dieser Modelle können auch lokal lernen und so ihre Fähigkeiten anpassen, wenn sie Erfahrungen mit Daten im praktischen Einsatz sammeln.
Das IoT in industriellen Umgebungen hat 2022 ebenfalls zugenommen. Laut einer aktuellen Umfrage des IEEE wird das Industrial IoT (IIot) 2023 einer der wichtigsten Technologiebereiche sein. Der Anstieg im Jahr 2022 war zum Teil eine Reaktion auf den Arbeitskräftemangel und die Sorge um Infektionen während der Pandemie. IoT-fähige Fabriken können ein besseres Monitoring und lokale Intelligenz mit Robotik und Automation kombinieren, um einige Vorgänge zu erledigen, für die sonst Menschen in unmittelbarer Nähe zueinander arbeiten müssten. Dank der Intelligenz IoT-basierter Systeme übernehmen Menschen zunehmend Aufgaben, bei denen sich ihre einzigartigen Fähigkeiten, Entscheidungen anhand objektiver und subjektiver Kriterien zu treffen, mit maschineller Intelligenz kombinieren lassen, um sicherere und effizientere Fabriken zu realisieren.
IoT als Wachstumstreiber für 2023 und darüber hinaus
IoT Analytics hat prognostiziert, dass die Zahl der IoT-Geräte im Jahr 2023 um 18 Prozent auf 14,4 Milliarden zunehmen wird und bis 2025 auf 27 Milliarden vernetzte IoT-Geräte ansteigen könnte. Einer der Trends für 2023, der dieses Wachstum ermöglichen wird, ist die zunehmende Ablösung von 2G/3G-Mobilfunknetzen durch 4G/5G-Netzwerke. Dies dürfte insbesondere die Konnektivität in den Städten verbessern, doch viele ländliche Gebiete werden weiterhin auf weniger leistungsfähige Netze angewiesen sein. Dadurch wird sich die digitale Kluft zwischen wohlhabenden städtischen Gebieten und ärmeren ländlichen Regionen vergrößern.
Ein weiterer Faktor für das IoT-Wachstum 2023 wird die allmähliche Entspannung der Lage auf dem Chipmarkt sein, da neue Produktionsanlagen in Betrieb genommen werden, aber vielleicht auch aufgrund der sinkenden Nachfrage. Auch wenn bis 2024 mit Engpässen bei Chips gerechnet wird, hat die rückläufige Nachfrage wegen der finanziellen Unsicherheit zu einem Preisverfall bei vielen Chips geführt, etwa Dynamic RAM (DRAM) und NAND-Flash. Niedrigere Preise für Komponenten werden zu geringeren Kosten für die IoT-Endprodukte führen, was die weitere Verbreitung beschleunigen und einen potenziellen wirtschaftlichen Einbruch möglicherweise abmildern könnte.
Da es sich um einen expandierenden Markt handelt, zieht IoT viele neue technologische Entwicklungen nach sich, die das Wachstum im Jahr 2023 und darüber hinaus antreiben werden. Zu diesen Entwicklungen gehören Änderungen der Computerarchitekturen – zum Teil aufgrund von neuen Ansätzen bei Primär- und Sekundärspeicher –, was sich darauf auswirken wird, wie Daten in Data Centern und am Netzwerk-Edge gespeichert und verarbeitet werden. Dies führt zu weniger Datenbewegungen und einem geringeren Energieverbrauch bei der Datenverarbeitung. Zudem werden neue Chiplet-Packaging-Technologien dichtere und spezialisiertere chipbasierte Systeme ermöglichen, auch am Netzwerk-Edge und in IoT-Endgeräten. Auf längere Sicht könnten sich grundlegende Veränderungen in der Computerverarbeitung auf IoT-Anwendungen auswirken.
Die Disaggregation traditioneller Data-Center-Server und die Zusammenstellung virtueller Computing-Systeme ermöglichen eine effizientere Datenverarbeitung und einen geringeren Stromverbrauch. Ein großer Teil der in Rechenzentren verarbeiteten Daten stammt von IoT-Anwendungen, und mit dem Wachstum von IoT wird auch diese Verarbeitung zunehmen. Non-Volatile Memory Express (NVMe), Compute Express Link (CXL) und die dadurch ermöglichten Änderungen in der Computerarchitektur werden die Kosten für viele IoT-Anwendungen senken.
Zusätzlich zu dieser Systemdisaggregation erfährt das traditionelle Design von Halbleitergeräten mit der Einführung von Chiplets seine eigene Disaggregation. Chiplets teilen viele der herkömmlichen CPU-Funktionen auf separate kleinere Chips auf, die über Hochgeschwindigkeitsverbindungen in einem kleinen Gehäuse miteinander verbunden sind. 2022 wurde ein neuer Standard namens Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe) eingeführt, der es möglich macht, spezielle Chips vieler Hersteller in einem kompakten Gehäuse zu vereinen. Dadurch lassen sich spezifischere Halbleiter-Chiplet-Gehäuse für besondere Anwendungen herstellen. Um die Chiplets in einem UCIe-Gehäuse unterzubringen, benötigt man eine neue Art von Foundry. UCIe wird effizientere Halbleitergeräte für Data Center, den Netzwerk-Edge und IoT-Endgeräte erlauben.
Niedrigere Preise für DRAM, NAND-Flash und andere wichtige Halbleiter für IoT-Geräte sowie die zunehmende Dichte dieser Speicherbausteine werden die Kosten senken und die Leistungsfähigkeit dieser Geräte erhöhen. Zusätzlich zu diesen traditionellen Memory-Technologien gibt es neue nichtflüchtige oder persistente Technologien, die allmählich in IoT-Geräten Einzug halten. Insbesondere Magnetic RAM (MRAM) und Resistive RAM (ReRAM) werden in einigen Consumer-IoT-Geräten, etwa Wearables, verwendet. Das Ersetzen von Static RAM (SRAM) durch einen nichtflüchtigen Speicher wie MRAM ermöglicht mehr Stromsparmodi, wenn das IoT-Gerät nicht aktiv genutzt wird. Für Anwendungen mit eingeschränkter Energieversorgung, zum Beispiel beim Batterie- oder Akkubetrieb, erhöht sich dadurch der Nutzen und für das IoT-Gerät die Betriebsdauer pro Ladung.
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