Как будут развиваться дальше процессоры?

 
1 2 3 4
+
-
edit
 

avmich

координатор

First Ever Nanotube Transistors On A Circuit


01.05.2004 - Researchers create first ever integrated silicon circuit with nanotube transistors

UC Berkeley Press Release
Researchers create first ever integrated silicon circuit with nanotube transistors
By Sarah Yang, Media Relations | 05 January 2004
BERKELEY – The discovery of carbon nanotubes heralded a new era of scientific discovery that included the promise of ultra-sensitive bomb detectors and super-fast computer memory chips. But finding a way to incorporate nanomaterials into a working nanoelectronic system has been a frustratingly elusive achievement - until now.
Magnified view of carbon nanotube
grown on silicon MOS circuitry.

// Дальше — www.berkeley.edu
 

 

MIKLE

старожил
★☆
au, 11.01.2004 17:21:43:
Насчёт оптических компов — было уже, не состоялось. Электронные миниатюризировать можно намного больше. Кто-то представляет себе оптический аналог транзистора с размерами нынешних электронных? Другое дело передача данных — тут оптика выигрывает.
 

Ну будет на порядок-два больше, а быстродействие на три. типа плохо...
Передача-дело десятое, а вот обработка изображения?
Модифицированым комплексам модифицированые танки. (С) VooDoo ХАЧУУУ МАТАЦИКЛ!!!!!!  
RU Alesandro #11.01.2004 21:24
+
-
edit
 

Alesandro
Серокой

координатор
★★★★
А вот обработку изображения как раз хорошо на FPGA делать. Ну или на DSP - что почти то же самое в данном случае, потому как на FPGA реализуется нужный алгоритм обработки. Причём на вполне существующих микросхемах.
Больше не раскалятся ваши колосники. Мамонты пятилеток сбили свои клыки. ©  
Это сообщение редактировалось 11.01.2004 в 21:33
EE Татарин #11.01.2004 21:52
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
au, 11.01.2004 17:21:43 :
Насчёт оптических компов — было уже, не состоялось. Электронные миниатюризировать можно намного больше. Кто-то представляет себе оптический аналог транзистора с размерами нынешних электронных?
 


Проблема в том, что Вы совершенно неверно представляете себе оптический комп. Вот прямо так в лоб переносить "электронный" подход в иную технологию - аналог ключа/транзистора, шины данных, защелки - глупо... нет, на самом деле это уже давно пройденый и действительно неинтересный этап. Когда сейчас говорят "оптические вычисления", подразумевают немного иные штуки.

Представьте себе сложную систему линз - вот вам пример оптического процессора. Оцените производительность: разрядность слова - гигабиты, производительность - триллионы операций в секунду, сама операция, которая выполняется один "такт" - комплекс сложных тригонометрических (и не только) вычислений, потребление - микроватты, рассеянное тепло - ноль с далеким хвостиком, линейные размеры - порядка сантиметров. СлабО такое сделать на кремнии? А на арсениде галлия легче?
Неважно, что система убога и умеет выполнять пару операций с некоторыми вариациями оных, двухразрядный сумматор на коммутационных реле для уличного освещения тоже не впечатляет ни универсальностью, ни надежность, ни габаритами. Я просто привел пример подхода. Правильного подхода.

Настоящий полностью твердотельный процессор мог бы быть гораздо универсальнее.
Нужны подходящие материалы, нужны концепции. Перспективы действительно светлые, но нужно работать, бо путь сильно извилист.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  
Это сообщение редактировалось 12.01.2004 в 01:51

Rada

опытный

2 au:
К тому же работа с сигналами на таких масштабах превращается в дурдом.
 
Не точно выразились - не в масштабах дело, а задержках распространения сигналов и в ограничении скоростей переключения. Наоборот, маленькие размеры помогают решить эти проблемы, ведь производители полупроводников не зря стремятся к уменьшению размеров.

В связи с этим хочу заметить что проблема скорее всего лежит в самом принципе синхронных цепей, так как задержки сигналов данных и тактов относительно друг друга требуют очень серьёзных вычислений и отладки. Решение может лежать в переходе на асинхронную логику, уже есть несколько изделий построенных по этому принципу, в т.ч. процессор архитектуры ARM. В них единый тактовый сигнал отсутствует, синхронизация между вычилительными элементами осуществляется с помощью обратных связей (handshaking). Это автоматически решает проблему задания оптимальной скорости вычислений.
С себя можно начать когда все остальное будет в порядке.  

au

   
★★☆
Татарин, 11.01.2004 21:52:34:
Проблема в том, что Вы совершенно неверно представляете себе оптический комп.
 

Проблема в другом. Я подразумеваю ЦИФРОВОЙ ПРОГРАММИРУЕМЫЙ комп на оптических компонентах, в общем случае универсальный, а вы предлагаете АНАЛОГОВЫЙ оптический вычитель, или точнее сказать схему, которая сможет выполнять одну функцию, или несколько близких. Такое можно куда-то в ниши приткнуть, но это будет экзотика из экзотики. Есть уже сетевые маршрутизаторы (или что-то такое) полностью оптические, но это не комп.

Насчёт обработки изображений. Вот я занимаюсь этим, и прицел в основном на FPGA (ASIC — слишком круто, да и ограничивает), и как опция — возможность работы на обычном процессоре с потерей скорости — это для очень маленьких изображений и скоростей. При этом система планируется (с самого начала!) так, чтобы с одной стороны заходил сигнал от камеры (под гигабит/с), а с другой выходили сигналы в килобиты/с — интересующие характеристики изображения. Никаких внешних памятей под сигнал, винтов, шин и прочих подобных вещей там не будет, отчего и возможно линейное увеличение скорости обработки (ограниченное возможностями камеры) с ростом тактовой, и линейное увеличение сложности анализа изображений (ограниченное ресурсами чипа). Тактовая чипа ожидается в районе пары сотен МГц (тактовая сигнала от камеры — 66МГц), а сколько он там операций в секунду будет делать — я понятия не имею, можно только сказать сколько видеоданных он будет обрабатывать в секунду. Кстати, с самого начала было посчитано что с учётом всех ожидаемых прогрессов, что реализовывать мою задачу обработки изображений на последовательных процессорах бессмысленно — они просто непригодны. Либо при нужной скорости будет неприемлемое потребление энергии, либо цена.
Вот такой у меня "оптический комп" вырисовывается.
 

au

   
★★☆
Rada, 11.01.2004 22:51:44:
2 au:
К тому же работа с сигналами на таких масштабах превращается в дурдом.
 
Не точно выразились - не в масштабах дело, а задержках распространения сигналов и в ограничении скоростей переключения. Наоборот, маленькие размеры помогают решить эти проблемы, ведь производители полупроводников не зря стремятся к уменьшению размеров.
 

Почитайте eedesign.com.
 

MIKLE

старожил
★☆
В чём проблема создать прграмируемый оптический комп? Транзистор сам по себе тоже не програмируемый, но когда их миллион-можно поигратся.
Так и с оптикой.
128 каналов(разорядов) и соответветствующая обработка. Толко частота не МГц-ы а минимум ГГц-ы
Модифицированым комплексам модифицированые танки. (С) VooDoo ХАЧУУУ МАТАЦИКЛ!!!!!!  
EE Татарин #13.01.2004 01:32
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
au, 12.01.2004 17:28:32 :
Проблема в другом. Я подразумеваю ЦИФРОВОЙ ПРОГРАММИРУЕМЫЙ комп на оптических компонентах, в общем случае универсальный, а вы предлагаете АНАЛОГОВЫЙ оптический вычитель, или точнее сказать схему, которая сможет выполнять одну функцию, или несколько близких. Такое можно куда-то в ниши приткнуть, но это будет экзотика из экзотики. Есть уже сетевые маршрутизаторы (или что-то такое) полностью оптические, но это не комп.

Насчёт обработки изображений. Вот я занимаюсь этим, и прицел в основном на FPGA (ASIC — слишком круто, да и ограничивает), и как опция — возможность работы на обычном процессоре с потерей скорости — это для очень маленьких изображений и скоростей. При этом система планируется (с самого начала!) так, чтобы с одной стороны заходил сигнал от камеры (под гигабит/с), а с другой выходили сигналы в килобиты/с — интересующие характеристики изображения. Никаких внешних памятей под сигнал, винтов, шин и прочих подобных вещей там не будет, отчего и возможно линейное увеличение скорости обработки (ограниченное возможностями камеры) с ростом тактовой, и линейное увеличение сложности анализа изображений (ограниченное ресурсами чипа). Тактовая чипа ожидается в районе пары сотен МГц (тактовая сигнала от камеры — 66МГц),  а сколько он там операций в секунду будет делать — я понятия не имею, можно только сказать сколько видеоданных он будет обрабатывать в секунду. Кстати, с самого начала было посчитано что с учётом всех ожидаемых прогрессов, что реализовывать мою задачу обработки изображений на последовательных процессорах бессмысленно — они просто непригодны. Либо при нужной скорости будет неприемлемое потребление энергии, либо цена.
Вот такой у меня "оптический комп" вырисовывается.
 


Я Вас понимаю. Цифровой. Программируемый. Да.
Я привел пример подхода к процессингу, к самому оптическому компу оно имеет отношение примерно такое же, как электромагнитный пускатель с двумя парами контактов - к пентиуму4.
Я просто не знаю, как нагляднее, не залезая во всякости показать разницу подхода.

Представьте себе кристалл в 1 кубический сантиметр. Представьте себе, что в кристалле построена сверхрешетка из оптических сумматоров (на каких-нить редких землях) в комплексе с глубокими ловушками (например, на КПЗ - комплексах с переносом заряда). Засвечивая кристалл определенным образом с разных граней разными длинами волн мы формируем там объемную картинку из зон с "неправильными" коэфициентами преломления для какой-то третей длины волны.
Теперь если пропустить через кристалл "слово" (картинку- поток света) с этой третьей длиной волны, на выходе мы получим ее преобразованной по тому интерфереционному закону, что мы сформировали.

Математически это будет выглядеть примерно так: преобразование матрицы с помощью заданного тензора третьего ранга в матрицу. Исходная-конечная матрица, допустим, 30000х30000 элементов, это значит, что одной операцией (а их может быть сотни миллиардов в секунду) мы с помощью 30-ти терабитного массива обрабатываем слово в гигабит. Если мы захотим, то можем сделать так, что какие-то ячейки в момент прохождения слова будут изменяться, сами подготавливая базу для следующей операции - улавливаете мощь местного "автоинкримента"? Впрочем, если захотим, можем использовать кристалл как тупой перемножитель двух гигабитных слов с последующей сверткой... как сумматор. Можем как хранилище инфы для обработки: конечно, терабайт - это немного, но ведь и у обычного компа память регистров небольшая. А для хранения объемных данных есть другие блоки, за счет игры с фазами, вполне можно добиться бита на 10х10х10 нм (пока никто не заметил - поправил ). Это примерно 10Е18бит на кубический сантиметр - стоит того, чтобы подумать над этим, не так ли?
Оцените мощь по сравнению с любым перспективным линейным электронным компом.

Да, тут есть та же линейность. Но разрядность операций - это дает другой уровень. Например, задачу распознавания образов легко свести к векторному перемножению матрицы на тензор третьего ранга с поледующей сверткой... да, у нас не перемножение... а если подумать?
Один раз создав и записав образ в процессор-память можно распознавать образы с почти терагерцовой частотой - плохо ли?
Кстати, "элемент" матрицы-слова не обязан быть однобитным. Оцените и это.
Управляющие слова, команды разрядностью в терабайты - это непривычно, да. Ассемблер специфический. Ну дык, всегда есть посредники-помошники из потомков машинки Тьюринга.

Вычисления синусов-косинусов, свертки и прочие обратные фурье на этом фоне выглядят неинтересно. Если потребуется, их можно выдавать на-гора в таком количестве, что задохнется любая электроника интерфейса. Да, кстати, все это практически без потерь энергии по дороге - только преобразование. Потребляемая мощность - все те же милливатты.

Короче, смысл есть. Путь извилист, но перспективы, в общем, довольно светлые.

...

А насчет ПЛИС... да, я давно жалею, что в состав типичного компа (или его процессора) не входит хорошая ПЛИС-матрица. И, к сожалению, из-за многозадачности опсистем и косности программеров это уже вряд ли будет реализовано. Чудес понаворотить можно было бы много.

Был шанс с видеопроцессорами. Упустили. Опять все вылилось в линейное программирование, увы.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  
Это сообщение редактировалось 13.01.2004 в 18:02

Rada

опытный

2 Татарин:
вы не о голограммах говорите? Читал как-то насчёт голограммной памяти, правда об оптической обработке (собственно процессорах) ничего не слышал. Память на таком принципе может хранить какие-то сумашедшие обьёмы.
С себя можно начать когда все остальное будет в порядке.  
RU CaRRibeaN #13.01.2004 02:39
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

>да, я давно жалею, что в состав типичного компа (или его процессора) не входит хорошая ПЛИС-матрица.

а смысл? При таких тиражах выгоднее ASIC. Ведь все хостовые или там шинные вопросы в принципе можно решить на FPGA. Но при тираже в 10 миллионов чипов самодельный кремний дешевле.
Shadows of Invasion.  
RU Alesandro #13.01.2004 12:33
+
-
edit
 

Alesandro
Серокой

координатор
★★★★
В комп-то ПЛИС вставить можно. Но дело в том, что просто ПЛИС - это железка. А кто её будет программировать? Какому обычному пользователю хватит терпения ждать 4 часа, пока разводится ПЛИС, для того, чтобы поиграть в третью кваку? А потом при изменении задачи снова разводить? А если иметь готовый набор библиотечных прошивок - то гибкости, ради которой всё это затевалось, уже и нет.
ПЛИС в компе имеет смысл как PCI-ная плата - для обработки чего-либо, но это уже давно есть...

ЗЫ. Забавно, кстати, 4 часа разводки - это на МОЩНОМ компьютере, 2,4ГГц и не менее 1 ГБ памяти. Так что - замкнутый круг.
Больше не раскалятся ваши колосники. Мамонты пятилеток сбили свои клыки. ©  
Это сообщение редактировалось 13.01.2004 в 12:45

U235

старожил
★★★★★

А как в оптическом комьютере столь часто необходиоме для прикладных вычислительных задач преобразование Фурье делать - так это же вообще песня. Один такт - и готово
В человеке всё должно быть прекрасно: погоны, кокарда, исподнее. Иначе это не человек, а млекопитающее  
RU Alesandro #13.01.2004 15:37
+
-
edit
 

Alesandro
Серокой

координатор
★★★★
Немного про оптические умножители.

Не найдено Article Phtml?ID=15666

Ничего не найдено

// www.itc.ua
 

Больше не раскалятся ваши колосники. Мамонты пятилеток сбили свои клыки. ©  
+
-
edit
 

avmich

координатор

Пробовали уже делать ПК на FPGA. Несколько стартапов, говорят, на этой идее погибли... Рынок не востребовал. А идея красивая, конечно .
 
EE Татарин #13.01.2004 20:19
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Rada, 13.01.2004 02:37:40:
2 Татарин:
вы не о голограммах говорите? Читал как-то насчёт голограммной памяти, правда об оптической обработке (собственно процессорах) ничего не слышал. Память на таком принципе может хранить какие-то сумашедшие обьёмы.
 

Да, принцип тот же - интерференция в объеме материала. Только "голограмма" - это все-таки узкое понятие. Свойства кристалла можно сделать несколько более интересными.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  
EE Татарин #13.01.2004 20:24
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
CaRRibeaN, 13.01.2004 02:39:05:
>да, я давно жалею, что в состав типичного компа (или его процессора) не входит хорошая ПЛИС-матрица.

а смысл? При таких тиражах выгоднее ASIC. Ведь все хостовые или там шинные вопросы в принципе можно решить на FPGA. Но при тираже в 10 миллионов чипов самодельный кремний дешевле.
 

Нет... пойнт в том, чтобы программировать микрооперации непосредственно в процессоре или около него. Например, прошиваем себе систему, которая за один такт аппаратно свертку Винограда делает и потом пользуем как нормальную команду проца. В результате дивиксы быстро жмем. Потом перешиваем систему - и наоборот, фильмы смотрим с "аппаратным ускорением"...

Что-то вроде.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★★
Всё хорошо, но какие максимальные частоты у таких ПЛИС? Не быстрее ли на процессоре универсальном, но быстрейшем на два порядка будет посчитать?
 
EE Татарин #13.01.2004 20:35
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Alesandro, 13.01.2004 12:33:52:
А если иметь готовый набор библиотечных прошивок - то гибкости, ради которой всё это затевалось, уже и нет.
 

А почему только библиотечных?
Запускается квака - перешивает под себя ПЛИС. Пользует ее и летает с присвистом.
Запустился фильмоигратель - под себя перешил, прошивка в его код входит точно так же, как и программный код для пентиума-Х.
Запустилась программа расчета пи-мезонного гиперглюкатора, подгрузила фортрановские библиотеки для матричных операций. Ну вот интересно этой программе детерминанты считать, так почему это обязательно именно последовательными операциями сложение-деление делать? Медленно, неудобно... железяки шумят и греются. Зачем?

ПЛИС в компе имеет смысл как PCI-ная плата - для обработки чего-либо, но это уже давно есть...
 

Если б на них четкий стандарт был и стояли бы они погуще...
Вот что досадно-то: ни чужую наработку из библиотеки не попользовать, ни своей не поделисться. Каждый сам для себя - разве это счастье? Да нафиг оно мне в таком формате - проще еще атлон купить и под стол поставить.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  
RU Alesandro #13.01.2004 20:35
+
-
edit
 

Alesandro
Серокой

координатор
★★★★
Частоты - ну, более - менее сложный алгоритм - 50-100 МГц. Не более.
Даже если ручками констрейнты править.
Больше не раскалятся ваши колосники. Мамонты пятилеток сбили свои клыки. ©  
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★★
Я считаю, что надо идти по транспьютерной стезе. Набивать комп кучей универсальных процессоров так, как мы сейчас DIMM-памятью набиваем. Делается в мамке десяток слотов, ставятся туда процессоры (с небольшой набортной памятью, скажем, по 64Мб на гигагерц тактовой ) по мере надобности и возможностей... И все эти упаковки/распаковки DivX можно распределять отдельными процессами. Главная трудность - хорошая операционка и идеология программирования, чтобы это всё автоматически учитывалось
 
EE Татарин #13.01.2004 20:40
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Balancer, 13.01.2004 20:33:27:
Всё хорошо, но какие максимальные частоты у таких ПЛИС? Не быстрее ли на процессоре универсальном, но быстрейшем на два порядка будет посчитать?
 

Максимальные сейчас - порядка 600-700МГц, это хай-енд, навроде последних-распоследних пентиумов, цена соответствует - под сотни баксов. Да, на фоне 3+ГГц универсальных процов - не очень. Но экономия-то по частоте может быть как бы не в тысячи раз...

Вот, например, видеускорители. Какие там у них сейчас типичные частоты? Небольшие ведь.
А таки не думаю, что какой-нибудь второй захудалый гефорс можно последним пентом эмулировать, даже если крепко упереться... и это при разнице в два поколения по технологии и в порядок с лишним по цене.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  
RU Alesandro #13.01.2004 20:42
+
-
edit
 

Alesandro
Серокой

координатор
★★★★
Татарин, 13.01.2004 20:35:33:
1. А почему только библиотечных?
Запускается квака - перешивает под себя ПЛИС. Пользует ее и летает с присвистом.

2. Если б на них четкий стандарт был и стояли бы они погуще...
 

1. Интересный подход... Только принять стандарт на интерфейс...
Правда, ещё проблема: всё же ПЛИСины отличаются, у меня одна и та же прошивка на разных микросхемах(одинаковых по номенклатуре, производители разные) с разными таймингами работают...

2. Да уж, каждый делает под себя и для себя. В общем, это неплохо, потому как чётко понимая задачу, сделаешь так как надо. А стандарт - это всегда какие-то рамки.
Больше не раскалятся ваши колосники. Мамонты пятилеток сбили свои клыки. ©  
RU Alesandro #13.01.2004 20:46
+
-
edit
 

Alesandro
Серокой

координатор
★★★★
Татарин, 13.01.2004 20:40:17:
Максимальные сейчас - порядка 600-700МГц, это хай-енд, навроде последних-распоследних пентиумов, цена соответствует - под сотни баксов.
 

Более -менее приличная ПЛИС стоит около тысячи долларов. Это средняя. Частоты 600-700 - да не верю! Что это за частота? Работы ВСЕГО устройства? Или просто обратная величина задержки регистр-регистр?
Больше не раскалятся ваши колосники. Мамонты пятилеток сбили свои клыки. ©  
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★★
Татарин, 13.01.2004 21:40:17:
Максимальные сейчас - порядка 600-700МГц, это хай-енд
 

Это скорости переключения вентилей. Схема, собранная на них, буде медленнее от разов до порядков (в зависимости от сложности преобразования).

>Вот, например, видеускорители. Какие там у них сейчас типичные частоты? Небольшие ведь.

Сотни мегагерц. Под специализированный, непрограммируемый (аппаратно) девайс.
 
1 2 3 4

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru