Новости
В космосе есть токсичные грибы, и никто не знает, опасны ли они Потенциально опасные грибы сейчас живут на космических станциях и космических кораблях - но мы понятия не имеем, вредны... 25.04.2019
LG Electronics больше не будет производить смартфоны в Южной Корее Компания LG Electronics намерена свернуть производство смартфонов в Южной Корее. 25.04.2019
Tesla снова терпит убытки: за первый квартал 2019 года потеряно 702 миллиона долларов После двух прибыльных кварталов подряд в 2018 году автопроизводитель сообщил об убытках. 25.04.2019
Трамп назвал себя самым "прозрачным" лидером Американский лидер Дональд Трамп заявил, что до этого не было президента, который бы "был более прозрачным". 25.04.2019
Рабочие, ремонтировавшие Нотр-Дам, признались, что они курили на крыше Компания реставрации собора признала факт курения своих рабочих во время работы, но отрицает, что это причина... 25.04.2019
Facebook грозит очередной штраф на сумму $5 млрд В Facebook заявили, что компания может быть оштрафована на сумму до 5 миллиардов долларов в результате расследования,... 25.04.2019
С 1 мая украинцы смогут сменить оператора мобильной связи без смены номера телефона Уже с 1 мая украинцам станет доступна услуга бесплатной смены мобильного оператора без потери своего номера. 25.04.2019
Православные христиане отмечают Чистый четверг: традиции и обычаи этого праздника Сегодня, 25 апреля, православные христиане отмечают Великий Четверг, празднуемый в течение Страстной недели. В народе... 25.04.2019
На Шри-Ланке прогремел очередной взрыв В результате предыдущих взрывов в стране погибли 359 людей 25.04.2019
Книга украинского автора попала в международный список самых лучших изданий Издание современного украинского автора Марка Ливина внесли в международный каталог IBBY как одно из лучших для детей с... 25.04.2019
Новый смартфон от Xiaomi - Redmi Y3 с камерой 32 Мп за $143 Xiaomi представила новый смартфон, который будет продаваться под недавно отделенным брендом Redmi — Y3, который может... 25.04.2019
Журнал People назвал самую красивую женщину в мире в 2019 году В 2019 году ею стала голливудская актриса и многодетная мама Дженнифер Гарнер. 25.04.2019
В Минюсте подвели итоги инициативы "Чужих детей не бывает" Петренко подвел итоги инициативы "Чужих детей не бывает" 25.04.2019
МВД собирается рассылать автомобильные номерные знаки Новой почтой Заказать госзнак с индивидуальным номером можно онлайн. 25.04.2019
В МЭРТ рассказали, как в Украине набирает обороты промышленность По данным Минэкономразвития, наибольший рост показало производство мебели и продуктов 25.04.2019




Магазин сантехники
Предлагаем купить сантехнику в Киеве. Отличная цена!
dushik.com.ua

Курс банковских металлов НБУ Курсы валют Стоимость нефти (ICE)
грн./тр.унциюИзм., %
Золото33875.695-0.324
Серебро398.248-0.218
Платина23562.463-0.799
 ПродажаПокупкаНБУ
USD26.85026.57526.594
EUR30.15029.60029.809
RUB0.4250.3250.416
$/баррельИзм., %Дата
BRENT75.24+0.90Apr
WTI67.49-0.8446Aug
GAS OIL630.25-0.5157Aug
Наука и технологии / №49-50(331) 26 ДЕКАБРЯ 2011
Краеугольные «камни»    Печатная версия    в избранное
ВЕЛИКИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В нынешнем году самой главной микросхеме любого компьютера — процессору — исполнилось 40 лет

«Сердцем» компьютера является арифметико-логическое устройство (АЛУ). У первых «счетчиков» оно представляло собой огромный шкаф, забитый электронными лампами или транзисторами. В середине 1960-х годов появились микросхемы, и размеры АЛУ сразу уменьшились до нескольких печатных плат. Однако это не устраивало бизнесменов, которым в качестве замены механическому арифмометру был необходим примитивный компьютер — калькулятор.

В 1969-м японская компания Nippon Calculating Mashine (позже Busicom) обратилось к Intel с просьбой разработать дюжину микросхем для настольного калькулятора. Американский инженер Тэд Хофф предложил поступить иначе: передать функции АЛУ одной микросхеме, названной микропроцессором (МП), а на сленге инженеров — «камнем». В качестве периферии он собирался использовать чипы памяти для хранения программного микрокода (постоянное запоминающее устройство, ПЗУ) и данных пользователя (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) плюс контроллер дисплея. Идея понравилась заказчику, и японцы частично профинансировали проект. Ведь чем меньше микросхем в устройстве, тем оно дешевле.

Разработку первых микропроцессоров Intel и технологии их производства возглавил физик-кибернетик Федерико Фаджин, ранее работавший в гигантской компьютерной компании Olivetti (Италия). А 15 ноября 1971-го его команда представила первый в мире коммерческий микропроцессор Intel 4004. Он был четырехразрядным и выполнял 60 тыс. операций в секунду.

В том же году по заданию американской компании CTC (позже Datapoint) Intel разработал первый восьмиразрядный процессор 1210. Однако CTC отказалась от его использования, а новым продуктом заинтересовалась фирма Seiko. После небольшой доработки 1 апреля 1972-го микропроцессор, переименованный в i8008, был поставлен на поток. А предназначался он для продвинутых калькуляторов и… автоматов бутылочного розлива. В 1974 году на базе «бутылочного» процессора американский студент Джонатан Титус создал первый в мире домашний компьютер Mark 8.

Увидев, как тепло самодельщики и независимые компании отнеслись к новинке, Intel разработал i8080 — первый восьмиразрядный коммерческий микропроцессор с 16-разрядной шиной памяти. Именно на его основе в 1975-м компания MITS создала Altair-8800 — предшественника современных персональных компьютеров (см. «Плюс персонализация всех и вся»).

Борьба за рынок

Выпущенный в 1982 году IBM 286 стал важной вехой в развитии вычислительной техники
Принципиальное отличие процессоров группы Pentium от семейства x86 заключается в 64-разрядных шинах и смещении в сторону RISC-архитектуры
Современные планшетные компьютеры и смартфоны работают на базе ARM-процессоров
Нетбуки отмирают под натиском планшетов

В 1974 году компания Motorola представила микропроцессор МС6800. Это была равная по цене, но превосходящая по возможностям альтернатива i8080: МС6800 оперировал с 16-разрядными данными и был первым в мире коммерческим микропроцессором с одним питающим напряжением (+5 В). Конкурирующим изделиям для работы требовалось от трех до пяти напряжений.

В начале 1970-х электронная промышленность США пережила кризис, в результате которого многие специалисты по микропроцессорам остались без работы. Объединившись, они основали две компании: MOS Technology и Zilog. Ядром первой стали бывшие сотрудники Motorola, вторую сформировала команда, уволенная из Intel.

В 1975 году на рынке появился микропроцессор MOS Technology 6502, стоивший в семь раз дешевле i8080 и ставший основой первых персональных компьютеров Apple I и Apple II. Этот же микрочип предвосхитил RISC-архитектуру. Попробуем коротко рассказать о ней. Традиционные процессоры имеют расширенный набор команд — многие из них выполняются за несколько тактов (в это время процессор не реагирует на внешние раздражители). RISC-процессоры работают с урезанным «словарем», все его инструкции занимают один такт машинного времени. Оказалось, что микрокод, содержащий бОльшее число примитивных команд, выполняется быстрее, чем более короткий набор многотактных инструкций.

Летом 1976-го на рынке был представлен самый массовый процессор Zilog Z80, разработанный под руководством создателя i4004 Федерико Фаджина. Низкая стоимость и неприхотливость Z80 стали главной причиной вездесущности этого восьмиразрядного микрочипа. На базе Z80 выпускали компьютеры, пульты дистанционного управления, факсы, оружие и даже культовые музыкальные инструменты — например, синтезатор MemoryMoog. Его также применяли в бытовых компьютерах ZX-Spectrum и самодельных определителях номеров (АОН).

Коммерческий успех Z80 напугал руководство Intel, и корпорация приступила к срочной разработке процессоров i8085 (аналог i8080 с одним питанием). Вскоре наступила очередь 16-битного i8800, который благодаря Стивену Морзе трансформировался в i8086 — микропроцессор, ставший родоначальником семейства x86 и «сердцем» персональных компьютеров IBM XT.

х86 forever?

Первого февраля 1982 года компания Intel выпустила на рынок микропроцессор i80286 (или просто i286). Для обеспечения совместимости с микрочипами i808х/8018х новый процессор имел два режима работы: реальный и защищенный. В первом случае i80286 вел себя как i8086, что позволяло использовать огромный парк программ, написанный под этот процессор. В защищенном режиме i286 оперировал с 16 мегабайтами оперативной памяти (фантастическая тогда величина) и функционировал в многозадачном режиме. Благодаря появлению i286 стали быстро развиваться многозадачные операционные системы (ОС) Microsoft Windows, IBM OS/2 и персональные ветки ОС UNIX, которые ранее использовались большими компьютерами (мейнфреймами).

Все последующие процессоры семейства х86, так или иначе, основаны на идеях, заложенных в i286. И до появления «Пентиума» никаких революционных изменений не было.

Принципиальное отличие процессоров группы Pentium (в среде программистов — i686) от семейства x86 заключается в 64-разрядных шинах и смещении в сторону RISC-архитектуры. Однако сегодня становится всё более очевидной тупиковость этой эволюционной ветки. Так, на протяжении трех лет не повышается максимальная тактовая частота процессоров (примерно 3 ГГц), а появление многоядерных процессоров семейства i686 (Core Duo) не дает реального прироста производительности, поскольку программы, оптимизированные под данную архитектуру, можно пересчитать по пальцам.

Что будет завтра?

В 2000-х начался процесс стремительной миниатюризации компьютеров и их специализации. Не во всех сегментах он прошел гладко: карманные компьютеры «умерли» как класс, а под натиском планшетов в развитых странах отмирают и нетбуки, построенные на процессорах Intel Atom.

«Сердце» планшетов и смартфонов — 32-битные RISC-процессоры, архитектура и инструментарий для которых разрабатываются британской компанией ARM Limited (среди ее соучредителей значится и Apple Inc.). Она не выпускает процессоры, а продает собственные разработки таким гигантам, как Cirrus Logic, Samsung, VIA, Qualcomm, Texas Instruments.

Сегодня ARM-процессоры являются основой более 90% интеллектуальных портативных устройств — планшетов, смартфонов, карманных медиаплееров. Такие ключевые игроки компьютерного рынка, как ASUS и Toshiba, начали производство смартбуков — дешевых нетбуков на базе «телефонных» процессоров. Главная причина успеха ARM-процессоров — распространение ОС, альтернативных Microsoft Windows: Android, Bada, Blueberry, iOS, Linux, Symbian. Они эффективно используют ресурсы сравнительно маломощных процессоров, периферии и батарей.

А вот мощность современных процессоров Intel для решения большинства задач оказывается избыточной, а значит, потребитель переплачивает за продукт. Однако в ближайшее десятилетие альтернативы им не будет.

Вероятнее всего, эволюция альтернатив семейства х86 будет идти по пути увеличения кэш-памяти первого уровня, переноса в процессор функций периферийных устройств (в частности, видеоадаптеров и звуковых карт), перехода на трехмерные топологии, которые позволят уменьшить размеры кристалла и снизить энергопотребление.

Что касается революционных изменений, то они лежат в плоскости новых принципов работы. Так, голландский физик Рон Янсен уверен, что будущее за «магнитными» процессорами, у которых носителем сигнала будет не заряд электрона, а его магнитное поле. А по мнению профессора физики и астрономии из Университета Питсбурга Джереми Леви, будущее за микрочипами, созданными на основе алюмината лантана и титаната стронция. Взаимодействуя между собой, указанные материалы мгновенно переключаются из состояния изолятора в проводник. При этом размеры элементарных ячеек памяти могут составлять менее одного нанометра. Подобные микрочипы позволят работать на частотах в десятки гигагерц, потребляя минимум энергии. Кроме того, они сулят такие возможности, о которых современная кибернетика пока даже не мечтает.



Автор: Игорь Мягченков

 печать  отправить ссылку другу  в избранное
КОММЕНТАРИИ


Нет комментариев.

ОБСУДИТЬ СТАТЬЮ



ЧИТАЙТЕ ЕЩЕ В РУБРИКЕ "НАУКА И ТЕХНОЛОГИИ"
Сланцев бряг
Точки бифуркации
Сколько будет стоить и во что выльется Украине добыча нетрадиционного газа
По звездам и спутникам
Навигация
Глава Best Business Group Евгения Дубинская рассказала о том, как с помощью GPS бороться с человеческим фактором
Проколы в броне
Годовщина отечественной войны
В первые месяцы Великой Отечественной войны Красная армия потеряла почти все свои танки. Но вовсе не потому что их было мало и они были устаревшими, как утверждает советская историография
Новая эпоха медицины
Мнение
Здравоохранение станет непрерывным процессом и войдет в нашу повседневную жизнь (пока оно представляет собой серию эпизодических событий вроде визитов к врачу). Например, каждое утро, чистя перед зеркалом зубы, мы будем проходить беглый медицинский осмотр
Что Гейтс в грядущем нам готовит?
It
Начало продаж операционной системы Windows 8 не остановило проседание рынка персональных компьютеров, но открыло новые возможности для производителей электроники
Прокрустово ложе энергоальтернатив
Энергетика
Борис Костюковский, заведующий отделом прогнозирования атомной и возобновляемой энергии Института общей энергетики НАН Украины, пояснил, почему «зеленая» и прочая альтернативная энергетика не решит проблем энергобаланса страны
ОООперация «Дигитализация»
Цифровое тв
До 1 января 2015 года Украина обязана отказаться от аналогового телевидения. Миллиардные прибыли достанутся частным компаниям
Сотня атомных лет
Энергетика
О том, чем жили, живут и будут жить атомная физика и энергетика в мире и в Украине
Парник для человечества
1913–2013 / природа
Температура на планете растет. Если так пойдет и дальше, то еще каких-то сто лет — и почти всё население Земли будет жить в тропиках. Правда, суши станет меньше, а значительная часть континентов покроется пустынями
Что век грядущий нам готовит
1913–2013 / наука и технологии
Попытка футурологического анализа с прогнозом и литературными реминисценциями






Новости компаний
Главные качества наушников — ТОП-5 параметров 01.03.2019
Покупка запчастей Volkswagen Polo в «Рipicar» – выгодно и быстро Найти по-настоящему надежные автозапчасти порой бывает нелегко и это известно каждому опытному автовладельцу. Если ваша... 19.02.2019
«Элит-Такси» анонсировала выход обновленного приложения Web-Cab Дизайн обновленного приложения стал не только интуитивно понятным, но и включил в себя большое количество новых... 01.02.2019
Вся правда о портативных зарядных устройствах Power Bank В новых моделях гаджетов все заметнее и заметнее улучшается качество экранов, мощность камер, устройства обрастают... 04.12.2018
Как провести выходные? Сидеть дома на выходные не очень хочется. Разве что после того, как вся рабочая неделя прошла под невероятным... 28.11.2018





Публикации
Датское королевство перекрыло «Северный поток» 19.04.2019
Солнце на страже трудовых кадров: Украинский гигант стал альтернативой работе за рубежом 19.04.2019









Главная Реклама на сайте
Материалы помеченные значком имеют ограниченный доступ. Использование материалов Эксперт.in.UA разрешается при условии ссылки (для интернет-изданий - гиперссылки) на expert.in.ua
©2018-2019 Эксперт.in.ua   Реклама на сайте