Перспективы развития компьютерной техники
Работа из раздела: «
Программирование и комп-ры»
Содержание
Вступление……………………………………………….……………..3
1. Перспективы развития Intel………………………………………...4
2. Оптические компьютеры………………………………………...…6
3. Квантовый компьютер……………………………………………...8
4. Нейрокомпьютер…………………………………………………...10
Заключение……………………………………………………………..11
Список литературы…………………………………………………….12
На протяжении жизни всего лишь
одного поколения рядом с человеком вырос
странный новый вид: вычислительные и
подобные им машины, с которыми, как он
обнаружил, ему придется делить мир.
Ни история, ни философия, ни здравый
смысл не могут подсказать нам, как эти
машины повлияют на нашу жизнь в будущем,
ибо они работают совсем не так, как машины,
созданные в эру промышленной революции.
Марвин Минский
Вступление
Компьютеры появились очень давно в нашем мире, но только в последнее
время их начали так усиленно использовать во многих отраслях человеческой
жизни. Ещё десять лет назад было редкостью увидеть какой-нибудь
персональный компьютер — они были, но были очень дорогие, и даже не каждая
фирма могла иметь у себя в офисе компьютер. А теперь? Теперь в каждом
третьем доме есть компьютер, который уже глубоко вошёл в жизнь самих
обитателей дома.
Сама идея создания искусственного интеллекта появилась очень давно, но
только в 20 столетии её начали приводить в исполнение. Сначала появились
огромные компьютеры, которые были зачастую размером с огромный дом.
Использование таких махин, как вы сами понимаете, было не очень удобно. Но
что поделаешь? Но мир не стоял на одном месте эволюционного развития —
менялись люди, менялась их Среда обитания, и вместе с ней менялись и сами
технологии, всё больше совершенствуясь. И компьютеры становились всё меньше
и меньше по своим размерам, пока не достигли сегодняшних размеров.
Современные вычислительные машины представляют одно из самых
значительных достижений человеческой мысли, влияние, которого на развитие
научно-технического прогресса трудно переоценить. Области применения ЭВМ
непрерывно расширяются. Этому в значительной степени способствует
распространение персональных ЭВМ, и особенно микроЭВМ.
За время, прошедшее с 50-х годов, цифровая ЭВМ превратилась из
“волшебного”, но при этом дорогого, уникального и перегретого нагромождения
электронных ламп, проводов и магнитных сердечников в небольшую по размерам
машину - персональный компьютер - состоящий из миллионов крошечных
полупроводниковых приборов, которые упакованы в небольшие пластмассовые
коробочки.
В результате этого превращения компьютеры стали применяться повсюду.
Они управляют работой кассовых аппаратов, следят за работой автомобильных
систем зажигания, ведут учёт семейного бюджета, или просто используются в
качестве развлекательного комплекса, но это только малая часть возможностей
современных компьютеров. Более того, бурный прогресс полупроводниковой
микроэлектроники, представляющей собой базу вычислительной техники,
свидетельствует о том, что сегодняшний уровень как самих компьютеров, так и
областей их применения является лишь слабым подобием того, что наступит в
будущем. Постепенно изучение компьютерной техники пытаются вводить в
программы школьного обучения как обязательный предмет, чтобы ребёнок смог
уже с довольно раннего возраста знать строение и возможности компьютеров. А
в самих школах (в основном на западе и в Америке) уже многие годы
компьютеры применялись для ведения учебной документации, а теперь они
используются при изучении многих учебных дисциплин, не имеющих прямого
отношения к вычислительной технике.
1. Перспективы развития Intel
В этой работе я постараюсь заглянуть в ближайшие планы Intel.
27 сентября 1999 года - 133 МГц FSB
Итак, с этого дня начинается жизнь систем с частотой шины 133 МГц.
Казалось бы, VIA уже давно выпустил свой чипсет Apollo Pro133, который
имеет возможность использования этой частоты, однако процессоров
поддерживающих такую FSB не было, потому о полноценных 133 МГц говорить не
приходилось. В конце сентября ситуация изменилась - на рынок выпустили
первый процессор, рассчитанный на эту частоту. Правда, к сожалению, этим
процессором пока не станет давно ожидаемый Coppermine, представляющий собой
Pentium III, сделанный на базе технологии 0.18 мкм и имеющий
интегрированный в ядро и работающий на полной частоте процессора кеш
второго уровня размером 256 Кбайт. Ошибки, допущенные при проектировании
этого ядра, не дают возможности представить этот процессор в конце сентября
- его появлением будет ознаменован последний квартал этого года.
Но одними процессорами Intel, ясное дело, не ограничится - в этом
случае создалась бы достаточно нелепая ситуация - новинки поддерживались бы
только материнскими платами на чипсетах VIA. В этот же день свет увидят и
два новых чипсета i820 и i810e. Выход i820 - своего рода эпохальное событие
- этот чипсет откладывался и переделывался несметное количество раз -
первой официальной датой его выхода был июнь этого года. Но, наконец-то
разработчики и потенциальные потребители пришли к какому-никакому
соглашению, что и позволит вывести i820 на рынок.
Самым большим плюсом, и самым большим минусом i820 является
поддерживаемый им совершенно новый для PC тип памяти - Direct Rambus DRAM.
В общем, самое сомнительное звено - первые материнские платы на чипсете
i820 будут требовать от пользователя полностью сменить используемую память,
с модулей DIMM перейти на RIMM. Что, в сочетании с их дороговизной и
немалыми объемами памяти, требуемыми сегодняшними приложениями, выльется в
копеечку, и вряд ли вызовет массовый энтузиазм.
25 октября 1999 года - Coppermine
Технологию 0.18 мкм - в жизнь! Этот девиз однозначно описывает все
события, которые произошли 25 октября. В этот день начаты массовые продажи
Pentium III-процессоров, выпущенных по новой технологии и начиненные новым
ядром - Coppermine. Наличие в нем 256-килобайтного встроенного кеша второго
уровня, работающего на частоте ядра и подобного тому, что мы имеем сегодня
в Celeron, гарантирует новое увеличение производительности.
А дальше?
Что будет потом, зная гибкость самой любимой компании, точно сказать
уже достаточно тяжело. Однако некие общие тенденции можно описать.
Что касается процессоров, то помимо дальнейшего наращивания скоростей,
нас будет ждать и еще один ребенок из семейки Coppermine. Это новый
Celeron, сделанный на этом ядре, который был запущен где-то в районе
первого квартала 2000 года. Главные отличия от существующих Celeron будут
скрываться в поддержке частоты системной шины 100 МГц и долгожданной
поддержке набора интеловских SIMD-инструкций SSE.
После этого каких-то кардинальных событий с х86 процессорами от Intel
не случалось аж до 2001 года, когда миру было представлено новое
процессорное ядро - Willamette, обеспечивающее безпроблемную работу на
частотах более гигагерца, преодолеть который существующие архитектуры вряд
ли смогут. Willamette будет иметь L1-кеш объемом 256 Кбайт и L2-кеш как
минимум 1 Мбайт. При этом данный CPU начнет выпускаться по технологии 0.18
мкм с последующим переходом на 0.13 мкм и медную технологию, вводить
которую на 0.18 мкм Intel, в отличие от AMD, считает нецелесообразным.
Вторая интересность, поджидающая нас в том же втором квартале - Timna.
Это немного напоминает Cyrix MediaGX, поскольку является Pentium III
процессором c интегрированным L2-кешем 128 Кбайт, графическим контроллером
и контроллером памяти, поддерживающем Direct Rambus DRAM. Timna, по идее,
будет выпускаться также в виде FC-PGA, устанавливаемым в новый сокет -
PGA370-S. Впрочем, и это пока только проект, силикона еще нет, потому все
может измениться.
Не остановится на месте и направление Mainstream-чипсетов. Выход
Camino2 произойдет во втором-третьем квартале 2000 года. Этот чипсет,
представляющий собой усовершенствованный i820, будет специально
оптимизироваться под Coppermine. В его состав помимо всего прочего будет
входить четырехпортовый контроллер USB, контроллер Ultra ATA/100 (еще бы
знать, что это такое, многоканальный AC97 кодек, интегрированный LAN-
контроллер и некоторые другие возможности, которые к тому времени давно уже
появятся в чипсетах VIA. В общем, скучать не придется.
2. Оптические компьютеры
Развитие вычислительной техники представляет собой постоянно сменяющие
друг друга физические способы реализации логических алгоритмов - от
механических устройств (вычислительная машина Бэббиджа) к ламповым
(компьютеры 40-50-х годов Марк I и Марк II), затем к транзисторным и,
наконец, к интегральным схемам. И уже на рубеже XXI века идут разговоры о
скором достижении пределов применения полупроводниковых технологий и
появлении вычислительных устройств, работающих на совершенно ином принципе.
Все это свидетельствует о том, что прогресс не стоит на месте, и с течением
времени ученые открывают новые возможности создания вычислительных систем,
принципиально отличающихся от широко применяемых компьютеров. Существует
несколько возможных альтернатив замены современных компьютеров, одна из
которых - создание так называемых оптических компьютеров, носителем
информации в которых будет световой поток.
Проникновение оптических методов в вычислительную технику ведется по
трем основным направлениям. Первое основано на использовании аналоговых
интерференционных оптических вычислений для решения отдельных специальных
задач, связанных с необходимостью быстрого выполнения интегральных
преобразований. Второе направление связано с использованием оптических
соединений для передачи сигналов на различных ступенях иерархии элементов
вычислительной техники, т.е. создание чисто оптических или гибридных
(оптоэлектронных) соединений вместо обычных, менее надежных, электрических
соединений. При этом в конструкции компьютера появляются новые элементы -
оптоэлектронные преобразователи электрических сигналов в оптические и
обратно. Но самым перспективным направлением развития оптических
вычислительных устройств является создание компьютера, полностью состоящего
из оптических устройств обработки информации. Это направление интенсивно
развивают с начала 80-х годов ведущие научные центры (MTI, Sandia
Laboratories и др.) и основные компании-производители компьютерного
оборудования (Intel, IBM).
В основе работы различных компонентов оптического компьютера
(трансфазаторы-оптические транзисторы, триггеры, ячейки памяти, носители
информации) лежит явление оптической бистабильности. Оптическая
бистабильность - это одно из проявлений взаимодействия света с веществом в
нелинейных системах с обратной связью, при котором определенной
интенсивности и поляризации падающего на вещество излучения соответствуют
два (аналог 0 и 1 в полупроводниковых системах) возможных стационарных
состояния световой волны, прошедшей через вещество, отличающихся амплитудой
и (или) параметрами поляризации. Причем предыдущее состояние вещества
однозначно определяет, какое из двух состояний световой волны реализуется
на выходе. Для большего понимания явление оптической бистабильности можно
сравнить с обычной петлей магнитного гистерезиса (эффект, используемый в
магнитных носителях информации). Увеличение интенсивности падающего на
вещество светового луча до некоторого значения I1 приводит к резкому
возрастанию интенсивности прошедшего луча; на обратном же ходе при
уменьшении интенсивности падающего луча до некоторого значения I2
