Будущее pc
Будущее PC
Задаваясь вопросом будущегоPC (я подразумеваю не только Desktop, а более широкое понятие — ЭВМ, предназначенное для работы, создания контента, игр т.е универсальной ЭВМ, каким есть PC) искал данные в инете по этому вопросу. Понял, что такая информация хоть и имеется крупицами, она представлена в виде постановки перед фактом: такая-то компания представит такой-то продукт тогда-то. И всё.
Не продемонстрированы возможности развития, так сообщить как раз направление технического развития.
А вы когда-нибудь задавались вопросом — из-за чего PC как раз таковой? Я задавался. Объяснение для того чтобы строения — наследие, старые стандарты и совместимость.
Да, совместимость компонентов это великая вещь, но в один раз технически более действенные ответы перевесят старое железо. Вопрос — в то время, когда?
Главные качества, каковые я желаю видеть в будующем РС:
1. Бесшумность. Трудиться намного приятнее с бесшумной машиной. Шум кучи вентиляторов напрягает нервную совокупность, ведет к повышенной переутомляемости.
2. Герметичность. Во встраиваемых совокупностях, в мобильном применении это свойство есть крайне важным. Таковой системник возможно кинуть на лужайку, вложить в авто, в самолет, в танк, в робота, использовать фактически где угодно, не опасаясь утраты данных и нарушения работы критически ответственных процессов. Но на первом месте — надежность защиты данных в произвольных условиях. на данный момент обычно цена данных, хранящихся в компьютере намного превышает цена самого системника.
Причем обычно это правильно кроме того для домашнего компьютера.
3. Ударостойкость. Добиться этого показателя сложнее, но как и в пункт 2 это реально хорошее уровень качества. Должна быть стойкость к вибрациям.
4. Компактность.
5. Надежность работы ОС. Нужно, дабы ОС была настоящего времени.
6. Скорость работы совокупности. Возможность применять в игровой, мультимедийной,научной и других сферах.
7. Масштабируемость. Принцип таковой. Необходимо повысить производительность совокупности — в стойку кучу системников (благо они компатны), соединил в кластер и вперед.
Масштабируемость обязана поддерживаться штатной ОС.
Итак начнём с чисто технической точки зрения препарировать PC:
1. Для чего таковой блок питания? Для чего 5 В, 3.3 В, -5В, -12В? Все современные микросхемы, созданные по современным нормам, вычислены на напряжения питания 1,0-2.5 В. Для их питания используются особые многофазные ШИМ-преобразователи , каковые замечательно трудятся от напряжения 12 В и их располагают конкретно рядом с питаемыми микросхемами.
Причем возможно сделать их так дабы они были с расширенным диапазоном напряжения питания по входу, т.е сделать от 11В до 14 В. Представьте как упростится совокупность независимого питания таковой совокупности — возможно подключать аккумулятор прямо к потребителям без всяких инверторов, блоков питания на 12В,другой шелухи. направляться избавиться и от дежурки 5В. Блок питания с единственным выходным напряжением 12 В существенно проще.
В нем возможно применить управляемый выпрямитель на выходе, тороидальный трансформатор, пассивное охлаждение. Пассивное охлаждение — считаю будущим PC. На бесшумном компьютере приятней трудиться, согласитесь? Сейчас мощности БП варьируются в широких пределах — от 300Вт до 2000 Вт!!! Для чего столько?
Для замечательных игровых видеоплат, для разгона процессоров, для кучи PCI устройств. Простому пользователю хватит 300 Вт. Растолкую ниже из-за чего этого хватит и на игры и на замечательный процессор и на периферию (правда это будет второй периферия и процессор, всё в комплексе). В полной мере реально сделать БП на 300 Вт 12В с хорошим КПД , с пассивным охлаждением, умеренной ценой и маленьких габаритов, всецело герметичный
.
Пример источника питания 100-240В/12 В 300 Вт бесшумного, всецело герметичного, стойкого к ударам, маленьких габаритов 117х61мм. Причем имеется таких же габаритов, но на 500 Вт.
2. Процессор. думать что в будущем процессор будет уже не просто ЦПУ как мы его сейчас вычисляем. Будущий процессор — это пара кристаллов под одной громадной железной крышкой. Как он будет смотреться: маленькая алюминиевая коробка, герметичная, из которой торчит всего пара разъёмов.
Вся поверхность — это один громадный радиатор. Один разъёмчик — к блоку питания 12 В. Достаточно 8 штыревых контактов для тока 25 А. Блок питания легко прикручиватся к процессору (гермечично через установленную в паз прокладочку). прочей шелухи и Никаких проводов. Для монтажа проводов необходимы люди. Сборка всех компонентов производится лишь роботами! Все разъёмы — устанавливаются на платы. 1 разъём для блока питания, 6-8 интерфейсных разъёмов для подключения периферии.
Что за интерфейсы, поведаю ниже.
В корпуса-радиатора находится ОДНА многослойная плата. На ней расположены:
— ШИМ — преобразователи для питания кристаллов.
— Управление резервирования питания;
— Flash БИОСА;
— Кристалл процессора;
— Кристаллы оперативной памяти;
— разъёмы и Кристаллы интерфейсов;
Итак кристалл процессора. Многоядерный. Архитектура не х86.
Причем идет двухуровневое деление на ядра, как в видеокартах, сперва — скажем на 8 ядер. Каждое ядро имеет множество вычислительных подъядер. Скажем 64.
Каждое ядро имеет собственную свободную шину со своим персональным кристаллом памяти. Всего кристаллов 8 по количеству ядер. 8 свободных шин.
Расположены на расстоянии нескольких мм от кристалла процессора. Что даёт такая организация памяти:
— протяженность шины памяти всего пара мм. Возможность работы на высоких частотах, на большой импеданс , соответственно без громадных энергозатрат, низкие задержки, причем кое-какие таймауты возможно по большому счету убрать.
— возможность установить контроллер памяти на кристалл процессора.
— возможность установить весьма широкую шину процессор-память. Шину длиной пара мм возможно сделать кроме того шириной 512 бит и больше. Изготовить такую малогабаритную шину возможно на кварце теми же способами, что и производство микросхем.
Принципиально важно осознать, что на пути память-процессор убираются разъём процессора (больше тысячи золочёных контактов, наряду с этим цена этого разъёма образовывает значительную часть современных процессоров), убирается разводка по материнской плате, да и сама материнская плата, убирается разъём оперативной памяти, убирается разводка по планке оперативной памяти. Всё это балласт. Да, мы отрезает путь к возможности модернизации системника.
Но на данный момент вся модернизация системника в большинстве случаев заключатся в замене всего системника). Тут такой же принцип. Нужна модернизация — поменяй модуль процессора на более новый.
Либо тупо ставь рядом второй системник, объединяй в кластер, благо они должны быть компактны, бесшумны и т.д.
Процессор с таким числом ядер больше похож на GPU современных видеокарт, лишь с более замечательной системой памяти. Он может делать функции CPU, GPU, организовывать сообщение с периферией. Каждое ядро может обращаться и к чужой шине памяти через внутреннюю межъядерную шину. Каждое ядро может динамически включаться/выключаться для понижения энергопотребления.
Загрузкой ядер руководит ядро, на котором выполняется ОС. Под ОС выделяется отдельное ядро, ресурсы которого программно и аппаратно защищаются. Принципиально важно то, что ОС приобретает гарантированный аппаратный ресурс — отдельное ядро, отдельную гарантированный объём и шину памяти ОЗУ.
Исходя из этого тут возможно организовать ОС настоящего времени без ущерба исполнению прикладных программ.
Единственный метод обмена данными со всей периферией — это ограниченное количество последовательных интерфейсов. Заберём приблизительно количество — 6. Скорость — 10-20 Гбит. На роль прототипа таких интерфейсов подходит к примеру tunderbolt.
Приёмопередатчики в Thunderbolt -стандарте расположены прямо в кабеле.
Чем хороши такие интерфейсы? Приёмопередатчики встроены прямо в кабель. Нужно передавать на маленькое расстояние — кабель бронзовый, нужно на долгое — кабель оптика, наряду с этим разъём одинаковый (на плате процессора нет приёмопередатчиков!). Возможно передавать 10 ватт по меди и вероятно по комбинированному бронзово/оптическому кабелю.
Этого хватит для запитки большинства периферии. Возможно делать переходные кабели на Ethernet, PCI Express, Displayport. высокая точность и Низкие задержки синхронизации времени.
К одному порту Thunderbolt вероятно подключить последовательно до 6 устройств без всяких хабов.
В BIOSe задаются настройки для данной периферии: какой порт возможно загрузочным, какие конкретно отключить, взглянуть перечень подключенных устройств, задать прерывания от устройств, и без того потом. Низкоскоростные устройства не подключаются конкретно к такому системнику. Они подключаются к более скоростным устройствам. клавиатура и Мышь подключаются через интерфейсы USB.
Преобразователь интерфейсовThunderboltв USB возможно к примеру встроить в монитор (что более комфортно, чем подключать мышь и клавиатуру к системнику), или он бывает отдельным. Внутренней звуковой карты нет. Подключается или внешняя звуковая карта, или цифровые колонки, или употребляются колонки монитора.
3 Блок хранения данных. Корпус алюминиевый, герметичный. Имеет один разъем типа Thunderbolt (ответный).
Стыкуется к модулю процессора без кабелей, разъем в разъём. В минимальном варианте — имеет маленькую плату контроллера, Flash-диск хранения данных, таймер настоящего времени и батарейка для таймера. В расширенном варианте устанавливается жёсткий диск (5400 оборотов).
В качестве Flash-диска хранения разрешённых перспективно использовать что-то похожее на ocz revodrive 3 х2.
Скорость произвольного чтения-записи у таких агрегатов приближается к 1 Гбайту в сек.Количество — 240 Гб. На таком носителе оптимально хранить установленную ОС, программы, справочных баз данных. Загрузка ОС и любой программы с для того чтобы диска возможно сделать фактически мгновенной. На твёрдом диске возможно хранить довольно часто изменяемые эти, файлы конфигурации документы, эти, занимающие много места (фильмы к примеру).
Не смотря на то, что в большинстве применений при «верной» ОС возможно обойтись и лишь твердотельным накопителем.
Все остальные устройства являются внешними. DVD-ROM, звуковые карты, модемы и т.д. Мощности, подаваемой через интерфейсы вполне достаточно для их запитки
Большое энергопотребление приблизительно:
150 Вт на кристалл процессора (это с громадным запасом), 30 Вт на память, 10Вт*6 = 60 Вт на интерфейсы (6 штук), 11 Вт на жесткий диск и 10 Вт на твердотельный накопитель. Итого 261 Вт. Такую мощность возможно рассеять внешним алюминиевым радиатором (без учёта внешних устройств, мощность — около 200 Вт).
Таким я вижу будущий системник РС — универсальный, надежный вычислительный блок. Его главная сфера применения — в том месте где нужна высокая производительность, высокая надёжность, масштабируемость, встраиваемые совокупности. Помимо этого собственный сектор будет и за ноутбуками и за планшетниками (мобильный сектор).
