самый маленький компьютер в мире на сегодняшний день
IBM представила самый маленький компьютер в мире
Кристаллики соли для масштаба
В рамках конференции IBM Think 2018, проходящей на этой неделе в США, компания IBM предложила к обсуждению свою идею «5 in 5» – пять технологий, которые сильнее всего повлияют на общество и бизнес в ближайшие пять лет. IBM считает, что такими технологиями будут блокчейн, непредвзятый AI, квантовые вычисления, криптография и роботы-микроскопы с искусственным интеллектом. А помогать человечеству во всех этих отраслях будет новый самый маленький компьютер в мире, который разработали в IBM Research. Сама компания его еще не представила, но журналисты раскопали детали об этом интересном девайсе.
Размеры компьютера – 1 х 1 мм, меньше, чем гранулы некоторой соли. (На фото с пальцем ниже – набор из 64 материнских плат, каждая из которых содержит два таких мини-компьютера). Цена производства одного девайса составляет десять центов.
До этого самым маленьким компьютером в мире считался Michigan Micro Mote (M3), представленный в 2015 году. Его размеры – 2 х 4 х 4 мм. Тот компьютер содержал датчик давления и движения, радио, солнечную батарею, а также умел делать фото и измерять температуру, сохраняя эту информацию в своей памяти. Программирование компьютера осуществлялось световыми импульсами. Сейчас его используют в имплантируемых медицинских устройствах.
В IBM считают, что их компьютер будет не только самым маленьким, но и достаточно мощным. По характеристикам он сопоставим с чипом x86 из 90-х. У него впритык хватает сил, чтобы на нем можно было играть в первый Doom (тот требовал процессора 386 и минимум 4 МБ ОЗУ). В компьютере стоят несколько сотен тысяч транзисторов, память SRAM и фотогальванические ячейки для подпитки, а «выдавать информацию» в окружающий мир он может с помощью фотодетектора и светодиода. Мини-компьютер IBM – это не видеочип и не процессор, а вполне самостоятельное устройство, только без периферии. Некоторые энтузиасты уже планируют, как они за счет низкой цены будут использовать LED в чипе в качестве однопиксельного дисплея. Правда, чтобы создать из таких девайсов полноценный экран, надо будет потратить больше ста тысяч долларов.
Сама IBM планирует использовать устройство для отслеживания отгрузки товаров и выявления краж. Компьютер также может пригодиться в авиации, автомобильной технике и системах для умного дома. IBM уверовала в технологию блокчейн, и такие чипы, по её словам, могут стать надежными «крипто-якорями» для подобных цепочек.
На данный момент исследователи IBM только тестируют прототип, поэтому о коммерческом запуске говорить пока рано. Но Арвинд Кришна, глава исследовательского отдела IBM, заявляет, что
В течение следующих пяти лет крошечные компьютеры, которые меньше кристалла соли, будут внедрены в повседневные предметы и устройства.
Апд. Визуализация нового чипа от IBM Research:
Самый маленький компьютер
Игровой.
Но это не точно
Он, конечно, не претендует на звание «самого», но явно компактнее собратьев.
Представляю вам пошаговую инструкцию +заметки для сборки вполне себе компактного игрового ПК. Сразу говорю, что понятие «игровой» широкое, а я не богатый, так что тут не будет Core i9 и GTX 1080Ti, я собрал довольно скромную систему, впрочем, она мощнее, тише и меньше старой раз в 10.
Вместо вступления
Часть первая. Отрицание
Перерыв кучу всевозможных вариантов, я пришел к выводу, что я не смогу сделать компьютер, размерами не сильно превышающий материнку формата mini-ITX. Всё упиралось в блок питания. Вся система жрет не больше 200Вт, а блоки питания все сплошь и рядом огромные, да еще и с вентилятором жужжащим. Как итог явилось миру сборка из PicoPSU на 300Вт и блока питания для светодиодов на 250Вт (с запасом, мало ли что). Схема имела одно замечательное свойство: можно было разделить ее части и заныкать подальше ненужное. Ну а дальше все пошло как по маслу.
Компоновка простая: мать вертикально, под ней пико, за ней видео и блок питания. Как итог: высота компьютера всего на 40мм больше ширины материнки.
Часть вторая. Гнев
Я долго не мог найти подходящий блок питания, потому что, начиная с 200Вт, они начинают оснащаться вентиляторами и из-за этого прибавлять в размерах. После нескольких недель поисков, был найден подходящий экземпляр, идеальный по длине, ширине и высоте. Зовут героя CPS250-H1V12.
Все компоненты определены, настало время рисовать и делать раму. Она совсем простецкая, две пластины, одна основание, вторая держит всё. Сделал из того, что было под рукой: алюминий 6мм, но подойдет любой материал такой же толщины.
Часть третья. Торг
Немного поторговавшись с собой на тему «интел или амд?» сделал выбор в пользу интела, просто потому что, по мощностям и цене разница была мизерная, почти незримая. Выбор пал на самое дно процессоростроения, но дно 2018 года.
Итоговая конфигурация
Intel Core i3 8100
Gigabyte B360N WiFi
WD green ssd m.2 (WDS120G1G0B)
WD blue 1Tb 2.5″ (wd10spzx)
Palit Geforce 1050Ti
Patriot DDR4 8Gb (psd48g240082h)
Scythe Kodati Rev. B
Pico PSU 300Вт (или 250Вт)
Блок питания 250Вт 12В (CPS250-H1V12)
PCI Riser (он же удлинитель)
Часть четвертая. Депрессия
Единственный момент, где я продолбался — длина кабелей у PicoPSU, они там реально короткие, сантиметров 10-12, не больше. Так что, ко всем покупкам надо добавить или удлинитель, или другой провод. но учтите, на пико разъем 20-пиновый. Вот какая колбаса у меня вышла, длина примерно 15см:
Часть пятая. Принятие
Тут-то и начинается самое интересное: я собираю комп.
Рама сделана, винты куплены, отвертки заточены. Для стиля и оригинальности ради раму и кожух блока питания я покрасил.
После сборки рамы (вставить одно в другое), прикручиваем стойки для материнской платы и блока питания.
Далее прикручиваем через проставки райзер. Проверьте, чтобы винты не упирались в материнку.
Для точности позиционирования можно вставить видеокарту. Кстати, райзер у меня самый дешевый, 20см. Очень настоятельно рекомендую проверить пайку провода у него. Я нашел 6 мест, где припой сразу на два провода попал.
Можно сразу его загнуть для удобства.
Теперь прикручиваем Пико. Лучше наклеить снизу изоленту, вдруг припой торчит или контакты длинные.
Кидаем провода к нему и к блоку питания через прорези. Провода к Пико идут над райзером и видеокартой.
В общем-то можно вешать материнку, проверьте сперва, хватает ли райзера, я его загнул с довольно маленьким радиусом в итоге, но не внатяг.
Самое время подключить и прикрутить жесткий диск.
Перепроверьте правильность подключения проводов к блоку питания и можно включать.
Итоги
Как итог, я получил что хотел: супер-компактный ПК для нетребовательных игр и работы. Хоть компьютер и не особо мощный, но вся система имеет запас для апгрейда. Кулер справится с любым процессором с TPD до 65Вт, например, Core i5, при этом, при нагрузке он довольно тихий. А размеры моей видеокарты не сильно отличаются от некоторых моделей 1060.
Рама позволяет навесить на него панели закрыть от грязи/пыли/рук/взглядов. А размер и вес позволяют его таскать туда-сюда без напряга.
Когда размер только мешает — 7 самых крошечных мощных компьютеров
Сегодня полноценный мощный компьютер – достаточно дорогое удовольствие. К тому же для него требуется оборудовать рабочий угол, что не всегда возможно. Решением такой проблемы можно считать сравнительно новую разработку – мини ПК. Не стоит их избегать, ведь каждый производитель, пытаясь удивить пользователей, наделяет этих крошек нереальными техническими характеристиками. Их особенность в небольших размерах, высокой мощности и меньшей стоимости по сравнении с большинством полноразмерных ПК.
Нужно сказать, что сначала мини компьютеры предназначались исключительно для интернет-серфинга. Первый такой системный блок был представлен еще в 2005 году компанией Apple. Следом появилось много подобных моделей других производителей. В дальнейшем разработчики постарались наделить их мощной базой, что позволяет использовать неттопы для игр, коммерческих проектов и для работы в офисах.
ПК с рисовое зернышко
В Университете штата Мичиган был построен самый крошечный системный блок в мире. Его размер не превышает 0,3 мм, что делает его абсолютным рекордсменом в сегменте. Этот термочувствительный компьютер имеет полноценный процессор, но в отличие от стационарных устройств теряет все данные после перезапуска системы.
Стоит отметить, что компьютер предназначен для медицинского использования, являясь своеобразным датчиком, измеряющим перемены на небольших участках. Он способен распознать скопление клеток в определенных органах и системах организма, а значит, способен снизить риск развития рака, определить глаукому на ранних стадиях и выяснить причину их появления изнутри.
Вместе с тем, компьютер размером с зернышко может использоваться и в других сферах. Его уже испытали для мониторинга нефтехранилищ и биохимических процессов, использовали для аудио и видео мониторинга, а также при изучении самых маленьких видов улиток.
Apple Mac mini
Mac mini нельзя назвать топовым компьютером, поскольку он слегка отстает продуктивностью от других, хотя это далеко не самый слабый вариант. Аппаратная составляющая ПК представлена в двух конфигурациях Intel Core i5 и Core i7.
При этом модель Mac mini считается самой доступной и компактной разработкой компании.
Кроме того, на борту ПК были предусмотрены все нужные порты и беспроводные модули. Максимальный обьем встроенного накопителя может достигать 2 Тбайт. Продукт выполнен в стиле компании с минималистичным дизайном, который так любят пользователи.
Одноплатный Odroid-C4
Одноплатный Odroid-C4 был представлен миру компанией Hardkernel. В основе устройства разработчики использовали 4-ядерный процессор от Amlogic с пассивной системой охлаждения. Все это имеет рекордно маленьких вес, составляющий всего 59 г.
Максимальный обьем флеш-накопителя неттопа может достигать 64 Гб.
Также имеется внушительный перечень внешних портов и беспроводных модулей. Корейский Odroid-C4 считается главным конкурентом Raspberry Pi 4 и по многим показателям свободно его обходит. Стоит сказать, что даже с таким незначительным весом, неттоп от Hardkernel далеко не самый маленький и компактный в мире, поскольку есть модели с еще более компактными габаритами.
HPEliteSlice
Elite Slice – сравнительно новый продукт, производительность которого может конкурировать со многими моделями стационарных компьютеров. Устройство имеет нужные порты, беспроводные интерфейсы и интересный дизайн. Также производители оставили пользователям возможность расширять потенциал неттопа.
HP выпустило несколько разных модификаций с процессорами Intel Core i3, i5 и i7. Для защиты данных пользователя имеется сканер отпечатка пальцев. Наличие специального крепления позволит спрятать компактный системный блок за экраном. Также есть отдельная версия компьютера для корпоративного применения.
Chuwi LarkBox на 0,16 л
Еще один миниатюрный компьютер совсем недавно представила компания Chuwi. Оно считается самым компактным неттопом, поддерживающим видео формата 4К. Его размеры 61 × 61 × 43 мм не могут не удивить, как и общий обьем корпуса, который не превышает 0,16 л.
В основе продукции был использован процессор Intel Celeron N4100 поколения Gemini Lake с 4-я ядрами, что также достаточно необычно. Данные хранятся на твердотельном накопителе объемом в 128Гб. Также пользователям дают возможность установить дополнительную карту памяти аналогичного объема.
Есть здесь и все стандартные беспроводные адаптеры и порты.
Производители заявляют, что мини-ПК можно использовать для разных целей: как домашний развлекательный центр, привычный компьютер или игровую приставку. А вот специальное крепление позволит спрятать блок за компьютером или телевизором.
Dell OptiPlex 9020 Micro
Вся линейка Dell OptiPlex 9020 без исключения наделена одинаковой аппаратной составляющей. При этом только версия Micro имеет несколько вариантов установки, для удобства пользователей. Есть также версии с процессорами от Intel Core i3, i5 или i7.
Порадуют и отличные характеристики оперативной памяти.
Что касается интерфейса, то здесь есть все нужные внешние порты, но отсутствуют беспроводные модули. Главным преимуществом считается возможность подключения сразу нескольких мониторов.
Игровой MSI CUBI N 8GL
CUBI N 8GL – далеко не первая модель неттопа от линейки MSI. Его габариты 11х11х4 см хоть и вызывают определенный скепсис, никак не отражаются на «начинке», способной обеспечить полноценный и комфортный рабочий процесс.
Неттоп можно использовать для работы с документами, интернет-серфинга и просмотра видео высокого качества. А наличие графики Intel UHD Graphics 600 позволяет эксплуатировать компьютер даже в игровых целях.
Вот такие вот они, компьютерные малыши – очень компактные, но от этого не менее производительные!
Самый маленький компьютер в мире стал еще меньше
Когда IBM заявила в марте, что создала самый маленький компьютер в мире, ученые из Университета Мичигана недовольно подняли брови, потому что до IBM это первенство принадлежало им. Теперь самый маленький компьютер в мире есть у мичиганской команды, снова — всего 0,3 миллиметра в ширину. Рядом с ним зернышко риса будет гигантом. Видите ли, дело в том, что заявление IBM заставило ученых пересмотреть составляющие элементы компьютера. Предыдущие устройства, включая Michigan Micro Mote (2х2х4 мм) было способно программировать и хранить данные даже без внешнего источника энергии.
Отключите настольный компьютер, и все его программы и данные будут сохранены, даже если не будет питания. Новые микроустройства от IBM и ученых из Мичиганского университета, теряют все содержащиеся в них данные и программы вместе с отключением энергии.
«Мы не уверены, следует ли называть их компьютерами. Куда важнее, есть ли у них минимальная функциональность», говорит Дэвид Блау, профессор электротехники и вычислительной техники, руководящий разработкой системы.
Новые устройства обладают процессорами, беспроводными передатчиками и приемниками. Поскольку они слишком малы, чтобы иметь обычные радиоантенны, они получают и передают данные в видимом свете.
Спроектированное в виде точного датчика температуры, новое устройство преобразует температуру в интервалы времени, определяемые электронными импульсами. Эти интервалы измеряются на чипе относительно равномерных интервалов времени, посылаемых с базовой станции, и затем преобразуются в температуру. Компьютер сообщает температуру в крошечных регионах — скажем, в скоплении клеток — с точностью до 0,1 градуса Цельсия.
Эта система весьма гибкая и может быть переиначена для самых разных назначений, однако ученые выбрали точные температурные изменения из-за потребностей онкологов. Согласно некоторым исследованиям, опухолевые ткани работают при более высокой температуре, чем обычные, однако для уверенности в этом вопросе нужно больше данных. Микрокомпьютер может помочь в этом вопросе. Где еще может пригодиться Michigan Micro Mote?
IBM показала самый маленький компьютер в мире
Компания IBM презентовала самый маленький в мире компьютер, ширина и длина которого составляют всего 1 мм. Об этом сообщает The Verge. Производство машины, которая меньше кристалла соли, обойдется в 10 центов (около 5,8 руб. по курсу ЦБ на 20 марта), отмечают в компании.
Вычислительная мощность нового компьютера сравнима с мощностью процессора 1990-х гг. В него встроен процессор с «несколькими сотнями тысяч» транзисторов, оперативная память SRAM, фотоприемник и блок связи, который использует светодиод для отправки информации.
Компьютер поддерживает работу с блокчейном. IBM планирует применять его для отслеживания процесса отгрузки товара и обнаружения краж. Он также может пригодиться в системах для умного дома, авиации и автомобильной техники.
Издание напоминает, что до этого самым маленьким компьютером в мире считался Michigan Micro Mote (M3), презентованный в 2015 г. Его размеры – 2 х 4 х 4 мм. Этот компьютер включал датчик движения и давления, солнечную батарею, радио. Изначально он создавался для имплантируемых медицинских устройств.
Самый маленький в мире компьютер был презентован в конференции IBM Think 2018, где компания рассказала о пяти перспективных технологиях, которые, по ее мнению, серьезно повлияют на общество и бизнес в течение следующих пяти лет. В компании считают, что такими технологиями станут блокчейн, непредвзятый искусственный интеллект, квантовые вычисления, криптография и роботы-микроскопы на основе искусственного интеллекта (ИИ). Руководитель исследования в IBM Арвинд Кришна уверен, что через пять лет создаваемые компанией компьютеры будут встроены в повседневные предметы.
Компания IBM презентовала самый маленький в мире компьютер, ширина и длина которого составляют всего 1 мм
А можно узнать размеры человека, на чьём пальце этот компьютер лежит?
А что с ним дальше то делать? Как от него данные получать? Как вводить в него данные? СВЧ?
Теперь главное его не проебать
Сбываются прогнозы Лема про интеллектронику, и, похоже, гораздо раньше.
Как работает твердотельный накопитель (SSD), контроллер и Flash (Nand) память
SSD очень быстрое запоминающее устройство и если разобрать его, то можно увидеть что он представляет собой печатную плату, с множеством чипов Flash памяти, типа NAND, именно они хранят информацию, а рядом с ними распаиваются контроллер и dram память. Контроллер отвечает за связь накопителя с компьютером и осуществляет операции чтения/записи, а DRAM служит как небольшой кэш и ускоряет доступ к данным.
В некоторых SSD на обратной стороне или на отдельной плате размещаются дополнительные чипы памяти и ряд ёмких конденсаторов, они позволяют безопасно выключить устройство при резком отключении питания. (Аппаратный PLP)
Другие твердотельные накопители, такие как usb-накопители и карты памяти имеют похожее строение, только в них нет dram, меньше чипов памяти и устанавливается менее производительный контроллер.
Ну а чтобы более детальней понять их работу, нужно рассмотреть как работает чип Flash памяти. Разобрав его, видно что состоит он из множества кристаллов,
если подробней рассмотреть один из них, то видно что большую часть кристалла занимает массив ячеек и лишь небольшая область отводится под буфер и логику.
Если проникнуть внутрь кристалла, то видно что он имеет трёхмерную структуру, состоящую из рядов вертикально уложенных ячеек Флеш памяти, и если разобрать одну отдельную ячейку, то её строение покажется запутанным, к тому же у разных производителей, принцип работы может отличаться по способу подачи тока и чтения данных из ячейки.
Так что лучше представить её в виде схемы, так легче понять что ячейка представляет собой транзистор с двумя изолированными затворами: управляющим и «плавающим». Плавающий затвор способен удерживать внутри себя электроны, тем самым делая из транзистора ячейку памяти.
Чтобы записать информацию, на сток и управляющий затвор подается высокое напряжение, это позволяет электронам пройти сквозь диэлектрик и остаться на плавающем затворе.
Для удаления заряда, на управляющий затвор подается высокое отрицательное напряжение, а на исток — положительное.
Каждый такой цикл записи и стирания разрушает слой диэлектрика, так что число перезаписи на ячейку ограничено.
Считывание не приводит к этому эффекту и проверять что записано в ячейке, ноль или единица, можно сколько угодно раз для этого, на управляющий затвор подаётся напряжение и проверяется, может ли идти ток по транзистору:
Если на плавающем затворе много электронов, то ток идти не будет, значит это единица. Если их немного, то ток пойдет, значит это ноль.
(у некоторых производителей ячейка может считываться наоборот)
Так считываются одноуровневые ячейки SLC, если же материал плавающего затвора способен захватить много электронов, а электроника способна размещать на плавающем затворе разные уровни зарядов и распознать несколько пороговых напряжений, то такая ячейка может хранить несколько бит информации. Например QLC ячейки могут хранить 4 бита информации, но для этого нужно различать 16 пороговых напряжений.
(Информация с SLC ячеек считывается и отправляется на контроллер почти без задержек. Чипы с QLC ячейками имеют внутреннею задержку в связи с необходимостью формирования специального сигнала для каждой ячейки и распознавания его)
Ко всему этому, чтобы уместить на кристалл как можно больше ячеек, их группируют соединяя последовательно и с обоих сторон подключают обычные транзисторы, принципиальная схема массива выглядит примерно так,
но в самом кристалле, массив имеет трёхмерную структуру. Ячейки, находящиеся на одной разрядной линии, образуют страницу размером в 4 килобайта, это минимальная область с которой можно считать или записать данные
Множество страниц формируют блок, размером 512 килобайт, это минимальная область которая может быть стёрта. То есть, если нужно переписать информацию всего лишь одной страницы, придётся стирать данные аж с целого блока и потом снова записывать.
Такие ограничения существует из-за архитектуры nand памяти, а так как таких блоков очень много, всеми операциями чтения записи руководит контроллер, он управляет структурой размещения данных и контролирует состояние ячеек, распределяя данные так чтобы одни ячейки не использовались чаще других, тем самым увеличивая срок службы накопителя.
Если посмотреть на блок схему типичного контроллера, то видно что он состоит из 32 битного RISC процессора который выполняет инструкции микропрограммы и может иметь до 4 ядер. Так же есть ddr контроллер отвечающий за работу с внешним DRAM-буфером, есть блок ecc, отвечающий за обнаружение и коррекцию ошибок, есть блоки интерфейсов отвечающие за обмен данными с чипами памяти и внешними интерфейсами и есть блоки отвечающие за шифрование и другие функции, которые могут меняться в зависимости от необходимого функционала.
Помимо контроллера, на скорость накопителя влияет интерфейс подключения. Существует множество форм-факторов SSD с разными интефейсами подключения и разной скоростью, но чаще всего в обычных компьютерах используются 2,5-дюймовые ssd или формата m2.
2,5-дюймовые SSD имеют интерфейс SATA, третьего поколения, такой интерфейс обеспечивает пропускную способность до 600 Мбайт/с. Накопители mSATA (mini-SATA) имеют такой же интерфейс.
В SSD M.2 используется один из двух интерфейсов: SATA3 или PCIe. В зависимости от количества выделенных линий и версии PCIe скорость может отличаться. Например PCI-E третей версии и с четырьмя выделенными линиями имеет пропускную способность до 4ГБ/с.
Так же такие накопители имеют несколько вариантов ключей. Есть накопители с B, M и B+M коннекторами.
Так же есть SSD в виде платы расширения которые подключаются напрямую в PCI-Express слот материнской платы. Некоторые модели таких накопителей могут использовать 8 и даже 16 линий слота PCIe, что даёт пропускную способность выше 6ГБ/с.
Кроме этого есть ещё много разных форм факторов, например U2, U3, NF1, и другие (EDSFF, 1.8 дюймовые), но ничем серьёзным, кроме размеров и коннекторов они не отличаются, да и используются они в основном в серверах и рабочих станциях.
Так же, хочется сказать что существует ещё один вид SSD накопителей, в которых вместо чипов Flash памяти используются чипы с технологией 3D crosspoint, в них в качестве ячеек не используются транзисторы с плавающим затвором и такие накопители быстрей обычных, но к сожалению у меня мало информации про эту технологию, так что на этом у меня всё, всем пока.
Продолжение поста «Найден Король Олдов»
По просьбе учащихся и @stavropol
Голландец с 1986 года управляет своим бизнесом на компьютере Atari ST — за 36 лет устройство ни разу не сломалось.
Владелец кемпинга, голландец Франс Бос, купил этот Atari ST (модель 1040) в 1986 году, чтобы помочь управлять своим кемпинговым бизнесом: Camping Bohmerwald. В то время Atari ST был впечатляющим железом, с 1 МБ оперативной памяти и монитором 70 Гц (как отмечает Бос, большинство ПК того времени предлагали только 512 Кб оперативной памяти), а в Европе машина рассматривалась как серьезный профессиональный компьютер, а не игровая машина.
Бос купил машину, чтобы управлять бронированием на сайте и регистрировать гостей, а затем сел и написал для этого свой собственный софт, дорабатывая его на протяжении многих лет. Из-за сезонного характера бизнеса Atari ST используется круглосуточно в течение шести месяцев в году. Забавным моментом в видео является аргумент Боса о том, что ему все еще нравится пользоваться машиной, потому что она запускается так быстро: он говорит, что к тому времени, когда его более современный настольный ПК станет пригоден для использования, он уже выполнит задачу на Atari ST.
ПК исполнилось 40 лет!
12 августа 1981 года вышел IBM 5150 – первый в мире персональный компьютер
Как работает оперативная память компьютера (RAM, ОЗУ)
Физически, оперативная память представляет собой набор микросхем припаянных к плате. Если посмотреть внутрь одной такой микросхемы, можно увидеть что она состоит из множества, соединённых друг с другом слоёв, каждый слой состоит из огромного количества ячеек, образующие прямоугольные матрицы. Одна ячейка может содержать 1 бит информации, а состоит она из одного полевого транзистора и одного конденсатора.
Выглядит эта конструкция довольно сложно и может различаться в зависимости от применённых технологий, так что для наглядности лучше представить ячейку в виде схемы.
Так легче понять, что именно конденсатор хранит информацию, а транзистор выполняет роль электрического ключа, который либо удерживает заряд на конденсаторе, либо открывает для считывания. Когда конденсатор заряжен, можно получить логическую единицу, а когда разряжен, ноль. Таких конденсаторов в чипе, очень много но считать заряд с одной конкретной ячейки нельзя, считывается вся страница целиком, и чтобы сделать это необходимо на нужную нам горизонтальную линию которая называется строка, подать сигнал, который откроет транзисторы, после чего усилители расположенные на концах вертикальных линий считают заряды которые находились на конденсаторах. Каждое такое считывание опустошает заряды на странице, из-за чего приходится её заново переписывать, для этого на строку так же подаётся открывающий транзистор заряд, а на столбцы подаётся более высокое напряжение, тем самым заряжая конденсаторы и записывая информацию. Задержки между этими операциями называются таймингами, чем они меньше тем более быстрая будет вся система в целом
Но вернёмся к модулю памяти в макро масштабе и посмотрим что, помимо самих чипов памяти, на модуль распаиваются SMD-компоненты резисторы и конденсаторы обеспечивающие развязку сигнальных цепей и питание чипов, а также Микросхема SPD – это специальная микросхема, в которой хранятся данные о параметрах всего модуля (ёмкость, рабочее напряжение, тайминги, число банков и так далее). Это нужно чтобы во время запуска системы, BIOS на материнской плате выставил оптимальные настройки согласно информации, отображенной в микросхеме.
Так же существует несколько форм факторов модулей, модули для компьютеров называются DIMM, а для ноутбуков и компактных систем SO-DIMM, отличаются они размером и количеством контактов для подключения. Это двухрядные модули которые имеют два независимых ряда контактов по одному с каждой стороны.
Например в старых модулях Simm контакты с двух сторон были замкнуты и они могли передать только 32 бита информации за такт, в то время как dimm могут передавать 64 бита.
Ко всему этому модули делятся на одноранговые, двухранговые и четырёхранговые. Ранг — это блок данных шириной 64 бита, который может быть набран разным количеством чипов память.
Одноранговая память имеет ширину 64 бита, тогда как Двухранговая память имеет ширину 128 бит. Но, так как один канал памяти имеет ширину всего 64 бита, как и одноранговый модуль, контроллер памяти может одновременно обращаться только к одному рангу. В то время как двухранговый модуль может заниматься ответом на переданную ему команду, а другой ранг уже может подготавливать информацию для следующей команды, что незначительно увеличивает производительность.
Так же хочется отдельно сказать о памяти с коррекцией ошибок, ECC-памяти, так как эти модули имеют дополнительный банк памяти на каждые 8 микросхем. Дополнительные банки и логика в модуле служат для проверки и устранения ошибок.
Использование буферов и коррекции ошибок незначительно ухудшает производительность, но сильно повышает надёжность данных. Поэтому ECC память широко используется в серверах и рабочих станциях.
Ещё немного расскажу о типах памяти, так как в современных компьютерах используется синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных DDR SDRAM 4-го поколения и скоро будет распространено пятое.
Память типа ddr пришла на смену памяти типа SDR. SDR SDRAM работает синхронно с контроллером. В ней внутренняя и внешняя шина данных работает на одной и той же частоте. При подаче сигнала на микросхему происходит синхронное считывание информации
и передача её в выходной буфер. Передача каждого бита из буфера происходит с каждым тактом работы ядра памяти. В SDR памяти синхронизация обмена данными происходит по фронту тактового импульса.
После SDR, вышла DDR память, в ней обмен данными по внешней шине идет не только по фронту тактового импульса, но и по спаду, из-за чего на той же частоте можно передать вдвое больше информации, а чтобы воспользоваться этим увеличением, внутреннею
шину расширили вдвое. То есть работая на тех же частотах что SDR, DDR память передаёт в 2 раза больше данных.
Следующие поколения памяти DDR не сильно отличаются, увеличивается только частота
работы буферов ввода вывода, а также расширяется шина, связывающая ядро памяти
с буферами, сам принцип работы не меняется, но даже так, каждое новое поколение
получает таким способом существенное увеличение пропускной способности, без увеличения частоты работы самих ячеек памяти.
Понятно что с каждый новым поколением улучшается работа логики, техпроцесс и многое другое. Но сам принцип работы остаётся одним и для общего понимая этого достаточно.
На этом у меня всё, всем пока.
Как устроен жёсткий диск и принцип работы HDD и SSHD
Жёсткий диск может хранить в себе большое количество данных, но знаете ли вы как он устроен внутри или принцип его работы?
Так вот я вам наглядно покажу. HDD состоит из двух частей. Корпус, чёрного цвета и прикрытый крышкой, это гермоблок. Плата на обратной стороне, это контроллер. О нём я расскажу чуть позже. А сейчас посмотрим что внутри гермоблока.
Открыв крышку, сразу бросается в глаза большая блестящая пластина, занимающая большую часть корпуса и зажатая шайбой. Это и есть сам жесткий диск, их кстати может быть несколько расположенных один над другим.
Пластины крепятся на шпиндель электромотора, который заставляют их вращаться со скоростью 7200 об/мин, а контроллер поддерживает постоянную скорость вращения при помощи контактов на обратной стороне корпуса, через них же и осуществляется питание. Именно на пластинах хранятся все данные, причём не только пользовательские, но и служебные необходимые самому устройству.
Чем больше пластин, тем больше информации может вместить устройство, а выполнены они обычно из металлических сплавов (хотя были попытки делать их из пластика и даже стекла, но они были не долговечны, встречаются даже керамические диски).
Покрыты пластины ферромагнитным слоем, который и хранит всю информацию. Этот слой разбивается на сотни тысяч узких дорожек, каждая из дорожек разделена на секторы это позволяет определять, куда записывать и где считывать информацию. А вся карта о секторах и дорожках находится в памяти контроллера.
Ну а чтобы записать данные, над диском с большой скоростью движется металлический кронштейн, который называется коромысло, на его конце находятся слайдеры с магнитными головками.
Головка проходя над дорожкой намагничивает микроскопическую область на ферромагнитном слое, устанавливая магнитный момент такой ячейки в одно из состояний «0» или «1», а с помощью улавливания магнитного потока происходит считывание информации, когда головка проходит над областью с измененной полярностью, она фиксирует импульс напряжения, этот импульс считывается как единица, а его отсутствие как 0,(каждый такой 0 и 1 называется «бит»). Считываемые головкой сигналы очень слабы и перед отправкой на контроллер должны проходить через усилитель. Отвечающий за это чип находится с боку коромысла (preamplifier).
Вся эта конструкция приводится в движение при помощи привода основанном на электромагнетизме. Который называется сервопривод. Вот он позиционирует коромысло в то место, куда нужно записать или откуда считать информацию и управляется интегральной микросхемой. Внутри он состоит из двух мощных неодимовых магнитов, катушки и фиксатора. Фиксатор предотвращает какие-либо движения головок в отключенном состоянии и пока шпиндель не наберёт обороты. Всё это важно, потому что от этой конструкции зависит долговечность головок, а от скорости и точности перемещения коромысла зависит время поиска данных на поверхности пластин. Интересно ещё то что головка коромысла обычно не соприкасается с дисками, а парит над ними при помощи восходящих воздушных потоков на расстоянии примерно 10 нм от крутящейся пластины благодаря аэродинамической форме слайдера.
А так как это очень маленькие расстояния, и все детали движутся на огромных скоростях. Внутри корпуса есть циркуляционный фильтр (recirculation filter), он находится на пути потоков воздуха, создаваемый вращением пластин, этот фильтр постоянно собирает и задерживает мельчайшие частицы которые могли бы повредить пластины и хранящуюся на них информацию или вывести из строя магнитную головку. Кроме него, на обратной стороне корпуса и на крышке имеются маленькие, почти незаметное отверстия (breath hole). Они служит для выравнивания давления и прикрыты фильтром (breath filter), которые так же задерживают частицы пыли и влаги.
Внутренности гермоблока мы рассмотрели, давайте теперь вернёмся к контроллеру, так как очень сложная и важная часть жёсткого диска. Эта плата с разъёмами представляет собой интегральную схему, которая синхронизирует работу диска с компьютером и управляет всеми всеми процессами внутри hdd. Перевернув плату, можно увидеть что это целый микрокомпьютер со своим процессором, оперативной и постоянной памятью и есть своя система ввода/вывода.
А вот два других крупных чипа это Flash память и её контроллер. Они действует как большой кэш для часто используемых данных, для повышения производительности. Но эти чипы устанавливаются только в гибридных HDD и в большенстве дисков их нет.
(по сути это ssd внутри hdd=SSHD).
Так же, важным чипом является контроллер управления двигателем и головками VCM controller, так как, он управляет питанием MCU, Блоком магнитных головок внутри гермозоны и двигателем hdd.
Так же на плату устанавливаются датчики вибрации (shock sensor) которые определяет уровень тряски и в случаи высокой интенсивности отправляют сигнал VCM контролеру на корректировку движения головок или на их парковку и выключение hdd. В действительности, эти датчики плохо работают, так что лучше не трясти и не ронять жёсткий.
Компоненты hdd мы рассмотрели, давайте теперь свяжем всё это вместе чтобы был понятен сам принцип работы жесткого диска.
При подаче питания на Жёсткий диск, двигатель расположенный внутри корпуса начинает раскручивать шпиндель на котором закреплены магнитные пластины. И пока пластины ещё не набрали обороты, чтобы между головкой коромысла и диском образовалась воздушная подушка, головки запаркованы у шпинделя у центра, чтобы не навредить секторам с информацией и самой головке. Как только обороты достигают нужного уровня, сервопривод (электромагнитный двигатель) приводит в движение коромысло, которое уже позиционируется в то место, откуда нужно считать служебную информацию о состоянии жесткого диска и других необходимых сведениях о нем, эта область со служебной информацией называется нулевой дорожкой. После неё уже считываются все остальные данные хранящиеся на диске.
Ну а в случае когда питание, резко прекращается, двигатель переходит в режим генератора, и энергия от вращения шпинделей превращается в электрическую энергию, благодаря которой, головки безопасно паркуются и не повреждаются.
Как вы видите, жёсткий диск удивительное и сложное инженерное устройство. Надеюсь, что я смог достаточно понятно и подробно представить для вас базовую информацию об его устройстве.
Загрузочный флоппик с ms dos
Samsung представила оперативную память, которой ещё не было: DDR5 с шиной CXL
Блок памяти может подключаться с использованием протоколов PCIe 5.0 и иметь ёмкость до одного терабайта и больше, а также сможет одновременно быть базовой памятью процессора, видеокарты и ускорителей
По словам Samsung, новые модули прошли испытания в системах под управлением процессоров Intel. Компания AMD также высоко оценила возможности модулей оперативной памяти с подключением по шине CXL. К консорциуму CXL компания AMD присоединилась в 2019 году и начала принимать активное участие в его деятельности. Хотя инициатором стандарта CXL выступила компания Intel, в AMD по достоинству оценили способность нового интерфейса поднять производительность и расширить масштабирование подсистемы памяти и вычислительной системы в целом.
Не так давно стало известно, что компания Micron также решила делать ставку на интерфейс CXL в дальнейшем выпуске продуктов на основе оперативной памяти. Для производителей чипов DRAM это будет продукт с очень и очень высокой добавленной стоимостью. Очевидно, что на модули памяти с интерфейсом CXL будет уходить громадное количество микросхем DRAM и стоить они будут немало, когда это станет востребованным. Производители памяти нащупали для себя новый рынок сбыта. Надеемся, это не приведёт к значительному скачку на рынке обычной компьютерной памяти.
Добавим, Samsung не уточнила рабочие характеристики новинки, но утверждает, что латентность обращения к банку памяти в виде модуля с шиной CXL значительно снижается по сравнению с традиционными модулями ОЗУ.
https://3dnews.ru/1039284/samsung-predstavila-operativnuyu-p.
IBM PS/2 L40SX
Не так давно ко мне в руки попал один (а на самом деле три) интересный ноутбук производства компании IBM. Эта машина принадлежит линейке PS/2 и была выпущена в 1991 году, то есть за год до появления линейки IBM Thinkpad.
Характеристики этого компьютера таковы:
Процессор: Intel 386SX на 20МГц
Сопроцессор: Intel 387SX
Экран: монохромный Dual-scan диагональю 10″ VGA
Oперативная память 4МБ
Жесткий диск IDE 2.5″, который я заменил на CF карту объемом 256МБ
После того, как я разобрал и отмыл ноутбук, он стал выглядеть, как новенький.
Запустим машинку. Нас встречает Windows 3.11 на довольно блеклом экране со слабенькой подсветкой. Для того, чтобы наслаждаться играми, лучше подключиться к внешнему монитору, но при большом желании можно убивать фашистов в Wolfenstein и на встроенном дисплее 🙂
Ноутбук мой, поэтому ставлю соответствующий тег.
Родители и технологии
Отец в 1993: хватит кинескоп садить, и Марио твой кирпичи башкой ломает, что за чушь
Отец в 2005: да зачем эти ваши компуктеры, у меня печатная машинка есть, да и от руки написать быстрее
Отец в 2021: я в облако фотографии сканированные закинул, посмотри, что там из них вытянуть можно. Мне вечером надо статью на сайт поставить. И я текст книги закончил, фотографии подписал, теги в тексте расставил, можно на верстку отдавать. И это, опять обновление на Виндовс вышло, у меня камера и фотоаппарат не определяются через USB теперь, есть новости, когда починят? А давай вечером через ТимВьювер тебя подключу, помоги мне пару файлов найти. И может квадрокоптер уже купим, мне надо с воздуха объекты осматривать.
72 года, золотое время. Торчит вторую неделю в больнице на плановом осмотре с ноутом, срач в комментах в политических постах разводит :/
Хозяйке на заметку
Вдруг пригодится кому, когда в отпуск опять разрешат летать:
Китайцы сокрушили миф о квантовом превосходстве Google
Для этого понадобилось всего 60 видеокарт NVIDIA.
Группа исследователей из пекинского Института теоретической физики Китайской академии наук повторила эксперимент компании Google по демонстрации квантового превосходства. На решение специфической задачи квантовая система Google Sycamore затратила 3 минуты и 20 секунд. Ту же самую задачу новый алгоритм китайских учёных без затей решил за 5 дней всего на 60 видеокартах компании NVIDIA. Квантового превосходства Google не случилось. Ждём нового.
О достижении квантового превосходства — способности быстро решать задачи, на которые классическим компьютерам требуется буквально вечность — Google сообщила в октябре 2019 года. По словам компании, её квантовая система Sycamore решила за 200 секунд задачу, на решение которой самому быстрому на тот момент суперкомпьютеру IBM Summit потребовалось бы 10 тыс. лет. В IBM оспорили это утверждение. Компания заявила, что улучшенный алгоритм мог бы решить квантовую задачу Google за 2,5 дня. Правда, компания не подтвердила эти слова практическим экспериментом.
Вместо IBM заявление Google о квантовом превосходстве опровергли учёные из Китая. Они разработали алгоритм, который на 60 видеокартах NVIDIA на графических процессорах V100 и A100 решил задачу Google примерно за пять дней. Тем самым, кстати, китайские исследователи показали, что суперкомпьютеры тоже не всегда самые лучшие инструменты, и важна не сама вычислительная мощность, а умение ею пользоваться.
В то же время необходимо отметить, что поиск доказательств квантового превосходства той или иной квантовой платформы имеет больше спортивный характер, чем прикладной (китайцы тоже играют в эту игру). Но это позволяет нащупать границу между классическими и квантовыми вычислениями, ведь полной ясности в прикладных возможностях последней всё ещё нет. Китайцы, к слову, в новой пятилетке планируют перевести поиск квантовых алгоритмов из теоретической плоскости в практическую. Посмотрим, что из этого получится.