ТЕХНОТРЕНДЫ 2011 Передача данных с помощью лазера

ТЕХНОТРЕНДЫ 2011

Передача данных с помощью лазера В скором времени для высокоскоростной передачи информации материнские платы станут использовать миниатюрные лазеры. Явление интерференции электромагнитных волн положит конец главенству интерфейсов USB, HDMI и даже Ethernet — в этом убеждена Intel. Корпорация предрекает скорое исчезновение проводных сетей, построенных на основе кабелей из меди и других металлов, так как они приближаются к лимиту своих возможностей. Intel Light. Peak — новый стандарт передачи данных световыми импульсами, который призван заменить все интерфейсы подключения в компьютерной технике. В Light Peak используются оптическое волокно и лазерные лучи. Контроллер и оптический модуль на передающем ПК посредством встроенного миниатюрного лазера преобразуют электрические сигналы в световые импульсы. Оптический модуль размером 12 х12 мм оснащен двумя портами Light Peak, на которые приходит-ся по два оптических волокна. Диаметр оптоволокна составляет 125 микрон, что сравнимо с толщиной человеческого волоса. В принимающем ПК световые импульсы направляются в фотодетекторы, где они снова преобразуются в электрические сигналы, совместимые с машинным языком.

Light Peak — универсальный интерфейс Технология Light Peak обеспечивает ряд преимуществ: скорость передачи данных на уровне 10 Гбит/с (1, 25 Гбайт/с) превосходит возможности интерфейса USB 3. 0 в два раза. Так, для полного копирования содержимого Blu-ray-диска потребуется всего 30 с. В будущем Intel планирует увеличить пропускную способность до 100 Гбит/с. Кроме того, на уровне протоколов проводятся масштабные преобразования, чего нельзя сказать о USB. Планируется, что Light Peak заменит все используемые в компьютерной технике интерфейсы подключения, в том числе Display. Port, HDMI и Ethernet. Кроме того, серьезному увеличению поддается и максимальная длина кабеля: Light Peak позволит осуществлять передачу данных на расстояние до 100 м, что в 20 раз больше, чем у стандарта USB. Однако существует проблема, решить которую при помощи оптоволокна невозможно. Речь идет об электропитании. Сейчас Intel активно работает над интеграцией медных жил для его подачи. Ходят слухи, что компания Apple станет первым производителем, который представит продукты с новым интерфейсом, причем уже в обозримом будущем.

Дюжины ядер для сверхпроизводительности В 2010 г. Intel представила прототип микросхемы памяти, произведенной по 22 нанометровому техпроцессу, а на 2011 год запланирован выпуск первого процессора нового стандарта под кодовым названием Ivy Bridge. В этом чипе используется третья версия технологии изготовления транзисторов с металлическим затвором с добавлением сплава на основе гафния, способная предотвращать утечки тока. Впервые в процессоре будет реализован принцип «трехмерного» наложения микросхем (3 D Stacking) - объемная архитектура. Процесс облучения осуществляется на основе иммерсионной литографии: уменьшение площади кристалла, несмотря на длину волны лазера в 193 нм, возможно благодаря тому, что подложка погружается в специальную жидкость. Это позволяет существенно усовершенствовать техпроцесс, в результате чего подложка способна вместить большее количество процессорных кристаллов. Таким образом, в будущем CPU будут иметь не четыре и не шесть, а 48, 64 и даже больше ядер.

Многопоточность позволяет создавать ядра с более простой архитектурой Несмотря на использование стандартов 22 нанометрового техпроцесса, для того, чтобы разместить на одном кристалле много ядер, необходимо в значительной степени уменьшить их собственный размер. Для этого компании Intel пришлось отказаться от некоторых функций CPU. Сложность таких процессоров объясняется тем, что они находятся в постоянном ожидании данных из ОЗУ. Для предотвращения простоя чипы оснащаются такими функциями, как «внеочередное выполнение команд» или «предсказание переходов в исполняемой программе» , за счет чего в моменты ожидания они могут переключаться на другие вычислительные операции. За выполнение данной задачи отвечает многопоточность — Hyper-Threading. Технология доказывает свою высокую эффективность, но для того, чтобы все работало, поддержка многопоточности должна существовать на уровне операционной системы и программного обеспечения.

Преемник флеш-памяти С момента возникновения идеи мемристора до появления первого опытного образца прошло более 35 лет. Еще в 1971 году ученые догадывались о существовании этого четвертого базового элемента электронных схем (наряду с сопротивлением, конденсатором и катушкой индуктивности), но только в 2008 году данный факт был окончательно подтвержден в лаборатории Hewlett Packard. В настоящее время ме. Доступнее, компактнее и быстрее Специалисты HP убеждены в том, что мемристоры заменят и флеш-память. По сравнению с последней они смогут обеспечить десятикратное увеличение скорости и такое же снижение энергопотребления, а их производство будет обходиться дешевле. Между тем в американском Университете Райса уже ведутся исследования новых материалов для мемристоров. Если в своей запатентованной технологии компания HP делает ставку на формулу, основанную на использовании титана, то Университет Райса сможет создать первый прототип ячейки мемристорной памяти на основе оксида кремния. Преимущество такого решения состоит в том, что это вещество получается в основном из песка с применением простых и недорогих технологий, поэтому доступно в неограниченных количествах. С момента открытия данных возможностей (60 -е годы прошлого столетия) выполнить запись в запоминающий элемент можно было лишь однократно. Университету Райса удалось решить эту проблему и добиться многократной записи данных. При этом конструктивный размер элемента составляет всего 5 нм, тогда как способ производства флеш-памяти при уменьшенном почти до 20 нм техпроцессе исчерпал свои возможности. Кроме того, мемристор на основе оксида кремния демонстрирует высокую скорость переключения (менее 100 нс) и превосходит флеш-память по количеству циклов перезаписи. мристору (от англ. memory — «память» — и resistor — «электрическое сопротивление» ) отводится роль «локомотива» в развитии практически всех областей IT-индустрии. Созданные на основе мемристоров микросхемы не только быстрее памяти типа DRAM, но и потребляют значительно меньше энергии.

Два миллиарда долларов - такую сумму потратила компания Qualcomm на строительство фабрики по производству дисплеев будущего. Речь идет об экранах, которые Qualcomm планирует продвигать под названием Mirasol. Дисплей, произведенный по данной технологии, состоит из тысячи крохотных интерферометрических модуляторов (IMOD), каждый элемент которых может принимать одно из двух состояний — закрытое (черный цвет) либо открытое (красный, зеленый или синий). Данные элементы шириной от 10 до 100 мкм представляют собой субпиксели, из которых складывается пиксель изображения. Каждый элемент состоит из верхней стеклянной подложки с нанесенной полупрозрачной металлической пленкой, нижнего светоотражающего слоя и воздушного зазора между ними. В зависимости от высоты последнего субпиксель принимает красный, зеленый или синий цвет. Прилагая электрическое напряжение к IMOD, светоотражающий слой двигается вверх и вниз, в результате чего изменяется цветовой оттенок. Если светоотражающий слой поднялся вверх, субпиксель поглощает весь свет и становится черным.

Четкие цвета и низкое энергопотребление Преимущество технологии состоит в следующем: электрический ток необходим только для изменения состояния элемента изображения. Это делает Mirasol-дисплеи наиболее подходящими прежде всего для электронных «читалок» , способных отображать в цвете книги и журналы. Они также подходят и для демонстрации видео. Первые прототипы дисплеев по времени отклика ничем не уступают жидкокристаллическим. Однако новая технология не предусматривает системы фоновой подсветки. Как и традиционные электронные ридеры, Mirasol экраны не могут обходиться без внешнего источника света. Вместе с тем благодаря отличной цветопередаче и высокому разрешению отображаемая IMOD-дисплеями картинка сможет сравниться с глянцевым журналом.

Устройство Kinect является значительным достижением Microsoft. Игровой контроллер последнего поколения дает возможность управлять персонажами видеоигр исключительно с помощью жестов. При этом точность системы настолько высока, что распознаются движения всех частей тела человека, в том числе глаз, после чего они преобразуются в управляющие команды. Все это возможно благодаря специальной системе камер, которая помимо функции видеосъемки оснащена ИК-датчиком. Он способен распознавать находящихся в помещении людей и определять их удаленность от камеры. Система Kinect может работать с несколькими игроками и будет поддерживать только игровые консоли Microsoft Xbox 360. Но такое положение вещей является скорее временным. Microsoft объявила о том, что допускает возможность внедрения данной технологии управления в телевизоры.

Eye Tracking: 3 D-изображение без очков Системы распознавания жестов и слежения за движениями глаз зрителя помогут реализовать в телевизорах еще одну функцию — возможность просмотра 3 Dизображения без очков. И хотя уже сейчас существуют прототипы автостереоскопических телевизоров, которые обходятся без системы Eye Tracking, в случае с ними картинка имеет объем только с определенного ракурса. Поэтому ведущие институты мира работают над дисплеями, которые не требуют использования 3 D-очков и оснащены камерами, непрерывно подстраивающими изображение под угол зрения пользователя. Камеры, время реакции которых составляет менее 20 мс, постоянно следят за движениями глаз человека. Если он займет другое положение, картинка на экране будет изменена посредством электронного блока управления. 3 D-изображение формируется в системе при помощи технологии Parallax Barrier, которая также используется в портативной игровой консоли Nintendo 3 DS. Щелевая маска, расположенная перед ЖК-панелью, разделяет поток на две картинки с их последующей проекцией на каждый глаз.

Конец