Na stránkách magazínu Živě jsem již čtenáře
seznámil se základními koncepty svobodného software i s jeho hlubšími souvislostmi. Snažil jsem se přitom zdůrazňovat, že hackerská etika a sen o svobodě informací se neomezuje jen a výlučně na software, ale i na jiná díla jako encyklopedie, slovníky, vědecké články, umění... Málokoho by však napadlo spojení s hardware. Může vlastně být hardware svobodný tím způsobem, jakým je svobodný Free/Libre Software? (Opět samozřejmě mluvíme o svobodách uživatelů.)
Pokud budeme uvažovat samotné železo, tato otázka nedává příliš smysl. Smíme ho upravovat? Samozřejmě. Smíme ho zkoumat? Většinou ano. Smíme ho kopírovat? Odpovídat na tuto otázku je při současném stavu technologie zbytečné. Zdálo by se, že jakékoliv elektronické zařízení včetně počítačového hardware je víceméně svobodné a článek zde skončí. Teorie nás však daleko nedovede, musíme si představit praxi. Jak vlastně může člověk „modifikovat“ integrovaný obvod? Jak ho může studovat? Potřebuje dokumentaci. Modifikovat většinou znamená změnit dokumentaci a vyrobit podle ní nový obvod, nikoliv kladivem bušit do toho starého. Dokumentace je však informací a lidé z „gnu-generation“ jsou ochotni investovat svůj čas do vývoje celého počítače se všemi jeho zařízeními úplně odznova jen proto, aby zajistili její svobodu a dostupnost pro veřejnost.
„[Studenti univerzit] mají jen malou šanci (s výjimkou opravdu velkých univerzit s komerčními kontakty) seznámit se s vnitřním fungováním jakéhokoliv modernějšího zařízení, které denodenně používají – dokonce i pro studenty-inženýry se tyto staly převážně černými skříňkami,“ zní jeden z důvodů.
Jiný se dočteme na stránkách organizace OpenCollector.Org: „Překážky ve využívání existujících designů omezují hromadění znalostí, které pochází z budování na práci předchozích designerů, a tudíž je nutné při vývoji každého designu začínat úplně od začátku. Znemožňují novým profesionálům studovat existující designy a učit se z nich užitečné techniky či vůbec to, jak jsou velké designy strukturovány – samozřejmě s výjimkou velkých společností, které mají historii vlastních designů, na kterých mohou stavět, či vybavení a čas k reverznímu inženýrství práce jiných.“
Přejděme nyní k definici svobodného hardware. Má tři body:
- Dokumentace rozhraní zařízení musí být zveřejněna, aby mohl každý hardware svobodně používat.
- Design hardware musí být svobodný, aby ho mohli uživatelé implementovat a učit se z něj.
- Software pro zpracování designu musí být svobodný, aby mohli všichni design vyvíjet a vylepšovat.
Ačkoliv se konkrétní definice liší projekt od projektu, budeme pro jednoduchost používat tuto. Je však nutno poznamenat, že třetí bod zatím není uspokojen u žádného ze zařízení, o kterém budeme mluvit.
Hlavním pilířem hardware se svobodným designem je bod druhý. Ten říká: „Pokud si zakoupíte hardware, výrobce vám musí dát nebo umožnit snadno získat jeho design, tedy podrobné nákresy logických obvodů, uspořádání všech součástek – kompletní technickou dokumentaci vnitřku zařízení.“ Takový design pak slouží jako přímý podklad pro vlastní implementaci zařízení – ať již v podobě opravdového čipu, karty nebo pro testování na programovatelných logických deskách.
Richard Stallman ale namítá, že hardware se svobodným designem je sice dobrý nápad a je v souladu s principy projektu GNU, nicméně vlastní otázka tohoto druhu svobody nemá v současnosti pro uživatele velký praktický význam, protože hardware není snadné kopírovat/vyrábět, tak jako software. Vlastní vývojáři svobodného software to však vidí jinak: „S open source jádry CPU již experimentuje několik komerčních firem. Např. Flextronics plánuje zkusit Open Source hardware se svým ASIC. Jak Metaflow Technologies Inc. (La Jolla, Californie), tak IROC Technologies SA (Grenoble, Francie) staví produkty na základě čipu Leon-1, open-source procesoru podobném Sparcu, který byl vyvinut European Space Agency Technology Center.“
Jinou alternativou je implementovat designy na programovatelných zařízeních. „Mám doma dost nástrojů, abych mohl vytvořit fungující kopii VHDL designu toho kryptovacího/dekryptovacího zařízení, které bylo právě zveřejněné na Slashdotu. Když nebudu počítat svůj čas, pak jediné náklady pro mě bude cena výroby desek pro PC a FPGA (programovatelné logické desky), které použiji. To by bylo pár set dolarů,“ oponuje Stallmanovi čtenář jeho článku.
Krátká exkurze po internetu odhalí, že hardware se svobodným designem není nějaká nová myšlenka a že již dokonce existují funkční zařízení vyvinuté na tomto principu. Některé jsou stále jen na papíře, jiné jsou ve fázi funkčních prototypů, některé jsou již i používány. Například OpenCores.Org registruje 139 projektů a 435 vývojářů. Simputer je kompletní počítač. Odkud ale nápad pramení? Byla to inspirace svobodným software? Lidé z OpenCores.Org tvrdí, že nikoliv. Svobodný hardware prý vznikl současně se svobodným software. A mají pravdu. Stejně jako svobodný software nevznikl v roce 1984/5, ale byl tu již dávno předtím, jako něco normálního, samozřejmého, tak i počítačový hardware byl v začátcích počítačů svobodný. Způsob, jakým se tehdy počítače opravovaly a zdokonalovaly nebo třeba Midnight Computer Wiring Society na MIT jsou toho dobrým důkazem.
Potom se ale staly dvě věci. Jednak začaly firmy postupně tajit vnitřní design a prohlašovat jej za své intelektuální vlastnictví a jednak se začalo vše miniaturizovat, zahušťovat, a již nebylo dále možné přidat pár instrukcí pomocí pájky a šroubováku. Koncept svobodného designu zařízení se na nějakou dobu z počítačů úplně vytratil a přežíval pouze v jiných oborech, především mezi radioamatéry. V devadesátých letech však opět povstal v podobě dvou hnutí: svobodný design hardware a open-source hardware, které se opět liší víceméně pouze svou filosofií a přístupem k etickým otázkám, stejně tak jako u software. Zřejmě se tak stát muselo, je to jen další následek toho, jak se počítače začaly spojovat v gigantické síti Internetu a lidé byli najednou schopni efektivně spolupracovat i na velké vzdálenosti. Většina svobodných zařízení designovaných nadšenci se rodí na IRC, ICQ či v emailu.
Nejsem odborníkem na hardware, ale poté, co jsem po nějakou dobu toto hnutí studoval, zdá se mi, že chce dát veřejnosti to, co výrobci hardware s proprietárním designem shromažďují za svými zdmi. Původní účel copyrightu byl přinést veřejnosti více děl, informací, hodnotného materiálu. Výrobci hardware si však všechny své designy pečlivě střeží a kvůli obrovským právním problémům je dokonce nevyměňují a neprodávají ani mezi sebou navzájem. Jak se stávají čipy složitější a složitější, stále více se vyostřuje situace, kdy je pro jedince či menší společnost prakticky nemožné do kolotoče proniknout, protože všechny znalosti, na kterých on by mohli stavět, jsou uzamčeny za hradbami obřích společností.
Školy, tak jako se tomu stává často u software, nemohou studentům ukazovat opravdové velké věci a musejí se omezovat na vlastní projekty či na již velmi zastaralé designy. Tito studenti pak prakticky nemají jinou možnost než podepsat non-disclosure agreement s nějakou z těchto velkých společností a výsledky své práce nikoliv vracet veřejnosti, ale opět shromažďovat za těmito zdmi, často duplikujíce práci někoho z konkurenční společnosti. Jak se zdokonalují práva kryjící „intelektuální vlastnictví“, znalosti prosakující na veřejnost se blíží nule...
Možná, že pro všechny ty problémy, o kterých si ještě povíme, se nikdy hardware se svobodným designem masově vyrábět nebude. Je dost možné, že již navždy budete muset používat černou skříňku, o které máte jen matné tušení, jak funguje. Kdyby ale nic jiného, budou tu ony svobodné designy, byť jen na papíře, v simulátorech, v emulátorech, v programovatelných deskách, ze kterých se můžete učit, můžete je vylepšovat, můžete o nich diskutovat s kamarády a kopírovat je. Už toto, dát lidem znalosti v podobě těchto designů, je důležitým cílem a velkou motivací.
„Všechny tři původní zdůvodnění Richarda Stallmana pro svobodný software platí, v jiné formě, i pro hardware se svobodným designem,“ shrnuje svoji studii Graham Seaman.
Tento článek je úvodem do asi třídílného miniseriálu na téma hardware se svobodným designem. Příště se již podíváme na jeden konkrétní projekt: Freedom CPU (F-CPU). S jeho hlavním vývojářem si pod mottem projektu „Design and Let Design“ budeme povídat o tom, co to Freedom CPU je, proč vlastně projekt existuje, v jakém je stavu, kam směřuje a položíme i techničtější otázky týkající se jeho designu a výhod oproti známým mainstreamovým technologiím.