Миналия март програмата AlphaGo на Google DeepMind победи един от най-добрите майсторииди в света - Лий Седол. Тази серия от игри се превърна в доказателство за това на какво са способни невронните мрежи. И намират приложение в други (по-малко глобални) приложения, като откриване на зловреден софтуер или превод на текст в изображения.
Очаква се в близко бъдеще пазарната стойност софтуеризползването на способности за дълбоко обучение ще надхвърли 1 милиард долара. Ето защо изследователите се занимават с проектирането на специални чипове, които могат да се справят с подобни приложения.
Сред тях се открояват Google, Nvidia, Qualcomm и др. Но днес бихме искали да поговорим за развитието на учените от университета в Мичиган - проектът в Мичиган Микропарче- компютър с обем един кубичен милиметър.
Главният изпълнителен директор на SoftBank Масайоши Сон изчисли, че до 2035 г. ще има 1 трилион IoT джаджи. Въпреки това, в съвременни устройства, например, камери, микрофони, брави, термостати, има недостатък - те не са в състояние сами да анализират информация, поради което постоянно я предават в облака, изразходвайки енергия.
Изследователи от университета в Мичиган са си поставили задачата да решат този проблем и да направят умни и малки компютри със сензори за IoT.
„Трудно е да си представим колко данни ще генерират един трилион устройства“, каза професорът от Мичиганския университет Дейвид Блау. „Чрез създаването на малки, енергийно ефективни сензори, които могат да анализират в движение, ние ще направим околната среда по-безопасна и ще спестим електроенергия.“
Това е проблемът с консумацията на енергия, който компютърът трябва да реши Мичиган МикроПарче, което е толкова малко, че е с размерите на оризово зърно.
Въпреки това, той е напълно функционален изчислителна системаспособен да се държи като интелигентен сензор... Например, той се използва за наблюдение на вътреочното налягане.
Изненадващо ниска мощност
В основата на решението е малък процесор Phoenix с много ниска мощност. Процесорът Phoenix е разделен на ядро и периферно устройство. Ядрото се състои от 8-битов CPU, 52 x 40-битова памет с произволен достъп за данни (DMEM), 64 x 10-битова памет с произволен достъп (IMEM) и 64 x 10-битова ROM (IROM) за команди, както и като блок за управление на захранването.Периферията включва таймер за наблюдение и температурен сензор, но към техния брой могат да се добавят още 8 сензора в зависимост от необходимата функционалност.
Ядрото и периферията взаимодействат чрез системна шинаизползвайки прост асинхронен протокол. Процесорът Phoenix прекарва по-голямата част от времето си в режим на готовност. Watchdog таймерът, който е осцилатор с ниска консумация на ток, "събужда" процесора и стартира процеса на обработка и съхранение на показанията температурен сензор... След приключване на задачата процесорът се връща в режим на готовност и изчаква следващата команда - този подход може значително да намали консумацията на енергия.
Процесорът и другите логически модули могат да бъдат изключени от захранването, когато техните услуги не са необходими, но паметта (IMEM и DMEM) не е, тъй като тя трябва да съхранява данните, записани в нея. Следователно SRAM модулите остават основните консуматори на енергия. Поради тази причина разработчиците използват техники, предназначени да намалят тока на утечка, като напр високо нивонапрежение на входовете на транзисторите. За същата цел е увеличена продължителността на стробоскопския импулс.
За да намали допълнително консумацията на енергия, DMEM работи с така наречения списък свободна памет... Този управляван от CPU списък съдържа информация за редовете, използвани в DMEM паметта. DMEM има 26 превключвателя (всеки е свързан към 2 линии), които селективно изключват тока в режим на готовност въз основа на състоянието на списъка със свободна памет.
Разработчиците също са оптимизирани работа на процесорас IMEM и DMEM. За да работите с IMEM, използвайте минимален набор основни команди... Дължината на инструкциите е ограничена до 10 бита, като популярните операции използват гъвкави методи за адресиране, а по-малко популярните използват неявни операнди. Процесорът също има поддръжка за хардуерна компресия за максимизиране на капацитета на паметта.
Показване на адреси виртуална паметв DMEM се извършва с помощта на фиксирания алгоритъм на Huffman. Самият DMEM е разделен на статични и динамично дефинирани блокове. На всеки 16 байта виртуална памет се присвоява един статичен дял. Ако записването в паметта причини препълване, излишъкът се премества в динамичната секция чрез показалец.
Що се отнася до вградения температурен сензор, неговата диаграма е показана на фигурата по-горе. Независимият от температурата източник на ток (Iref) и източникът на ток, чиито показания се променят според абсолютната температура (Iptat), са свързани към генератор на пръстен, който преобразува информацията за температурата в импулси. След това тези сигнали се подават към суматор, който генерира цифрови данни. Тъй като температурният сензор не трябва да се съхранява за дълго време, той се изключва по време на престой, за да се пести допълнително енергия.
В работата си учените тестваха процесора Phoenix и установиха, че той консумира 297 nW на активен режими само 29,6 pW в режим на готовност.
От какво е направен "сандвичът"?
В допълнение към процесора, Michigan Micro Mote има няколко други "слоя", които служат на предназначението си. Един от тях е слънчеви панели- слънчева батерия с площ от 1 квадратен милиметър е в състояние да произведе 20 nW мощност.
В допълнение на слънчеви панели, устройството се състои от контролен модул, радиомодул, интерфейс на сензорна система, самия процесор, батерия и елемент за управление на мощността.
Слоевете комуникират помежду си с помощта на специално проектиран универсален интерфейс, наречен MBus. В този случай учените могат просто да заменят един от слоевете с друг чрез прилагане нов типпроследяващо устройство. Този дизайн значително намалява производствените разходи.
Пътят към микробъдещето
„В момента работим върху подобряването на технологията за обмен на съобщения между компютрите“, казва Блаув. - Досега успяхме да достигнем разстояние от 20 метра. Това е голямо подобрение, тъй като първите версии на устройството можеха да предават информация само до 50 сантиметра.
Възможностите на технологията бяха демонстрирани от учени от Мичиган на конференцията ISSCC.
Препъни камъкът за разширяването на зоната на покритие остава размерът на антената и необходимостта от увеличаване на мощността за предаване на информация към дълги разстояния, което се отразява на консумацията на енергия.
Изследователите предприемат други стъпки за подобряване на микрокомпютъра. Например, те непрекъснато подобряват паметта на устройството – предишните поколения Micro Motes използваха само 8 килобайта SRAM, което ги направи неподходящи за обработка на аудио и видео. Така екипът от учени оборудва новите компютри с 1 мегабайт флаш памет.
Нещо повече, един от Micro Motes, представени в ISSCC, имаше вграден процесор за дълбоко обучение. Микроджаджата успя да контролира невронна мрежадокато консумира само 288 μW. Обикновено такива задачи изискват големи банки памет и изчислителна мощностосигурени от съвременните графични процесори.
Blaauv казва, че тяхното стартиране CubeWorks вече прави прототипи на устройства и пазарни проучвания. Учените се надяват, че след 2 години ще има камери за наблюдение, които могат да открият издирвания нарушител точно сред минаващите хора и др. интелигентни устройстваот света на IoT.
израелски CompuLabобещава пробив в мобилните и компютърна технология... Факт е, че неговите инженери успяха да създадат най-много малък компютър PC в света. Новостта беше наречена fit-PC2.
Това бебе може да се сложи в джоба ви като кутия цигари. Fit-PC2 заема по-малко място на бюрото ви от кутия за CD. Но какво да кажем, ако размерите му са 101 x 115 x 27 мм.
Създателите дори специално предвидиха възможността за свързване на компютър редовен монитор- към VESA конектора. По този начин fit-PC2 може изобщо да не заема никакво място на бюрото. Честно казано, ще бъде трудно да го забележите.
Компанията планира да произвежда fit-PC2 в няколко конфигурации. Следните параметри ще бъдат общи за всички тях:
- 1GB DDR2 памет;
- DVI видео изход с резолюция до 1920 × 1080;
- интегриран графичен чипсет;
- аудио по стандарт Висока резолюция 2.0;
— Мрежова карта 1000 BaseT Ethernet;
- 6 USB конектора;
- слот за карта miniSD памет;
- захранва се от 12V.
Най-евтиният модел fit-PC2 ще струва $245. Неговите характеристики:
- Процесор Intel Atom Z510 1,1 GHz;
— HDD: отсъстващ. Слот за 2,5 инча SATA твърд дисккоито потребителят може да закупи и вмъкне сам;
- Wi-Fi и операционна системаотсъства като факт.
Ключовите параметри на най-скъпия модел fit-PC2 ($ 399) изглеждат различно:
— процесор Intel Atom Z530 1.6GHz;
- Твърд диск 160 GB;
- Wi-Fi 802.11b / g;
- операционна Windows система XP Home SP3 с инсталирани кодеци CyberLink PowerDVD.
Ресурсите на бебето ще са достатъчни за възпроизвеждане на видео с резолюция 1920 x 1080 пиксела. Също така на fit-PC2 ще бъде възможно да се играе прости игри(особено в ежедневните). В допълнение към Windows XP, fit-PC2 ще инсталира Ubuntu Linux.
През март 2009 г. Compulab започна да разпространява прототипи на потенциални партньори. Очаква се fit-PC2 да започне масово производство през май 2009 г.
От рубриката „Моите прогнози се сбъдват“. Indiegogo събира пари за мини-компютър, който се побира в джоба ви. Него конвенционален процесор Intel Atom x5-Z8300, до 4 гигабайта оперативна памети до 64 гигабайта постоянна флаш памет (може да се разшири с допълнителен блок с допълнителен твърд диск). На целия този хардуер е инсталиран Windows 10. Единственото нещо, което го отличава от другите малки стационарни компютри, е наличието на LCD сензорен екран върху корпуса. Но в същото време устройството може да бъде свързано към монитор чрез HDMI, който е на корпуса.
Размерите на устройството са 134,62 x 91,44 x 20 мм, теглото е 200 грама. Оказва се нещо средно между таблет и стационарен компютър... Само с таблет понякога е неудобно да се работи. Няма достатъчно стационарни клавиатура и мишка или трябва да стартирате познат софтуер под Windows. И с това нещо можете да организирате мобилен телефон работно място... Седиш си вкъщи, работиш, спасяваш се, носиш до офиса, свързваш се с монитор с клавиатура и мишка - и работиш по-нататък. Ако е необходимо, можете бързо да направите нещо на вградения екран.
Друга функция е възможността за превключване между две операционни системи: Android и Windows
Цената се обещава да бъде доста хуманна, между другото: от $ 100 до $ 150, в зависимост от модификацията.
Смятате ли, че ще бъде успешен?
Израелската компания CompuLab обещава пробив в мобилните и компютърните технологии. Факт е, че неговите инженери успяха да създадат най-малкия компютър в света. Новостта беше наречена fit-PC2.
Това бебе може да се сложи в джоба ви като кутия цигари. Fit-PC2 заема по-малко място на бюрото ви от кутия за CD. Но какво да кажем, ако размерите му са 101 x 115 x 27 мм.
Създателите дори специално предвидиха възможност за прикачване на компютър към обикновен монитор - към VESA конектора. По този начин fit-PC2 може изобщо да не заема никакво място на бюрото. Честно казано, ще бъде трудно да го забележите.
Компанията планира да произвежда fit-PC2 в няколко конфигурации. Следните параметри ще бъдат общи за всички тях:
- 1GB DDR2 памет;
- DVI видео изход с резолюция до 1920 × 1080;
- интегриран графичен чипсет;
- аудио по стандарта High definition 2.0;
- мрежова карта 1000 BaseT Ethernet;
- 6 USB конектора;
- инфрачервен порт;
- слот за miniSD карти памет;
- захранва се от 12V.
Най-евтиният модел fit-PC2 ще струва $245. Неговите характеристики:
- процесор Intel Atom Z510 1.1GHz;
- Твърд диск: липсва. Има слот за 2,5-инчов SATA твърд диск, който потребителят може да закупи и постави сам;
- Wi-Fi и операционната система липсват като факт.
Ключовите параметри на най-скъпия модел fit-PC2 ($ 399) изглеждат различно:
- процесор Intel Atom Z530 1.6GHz;
- Твърд диск 160 GB;
- Wi-Fi 802.11b / g;
- Операционна система Windows XP Home SP3 с инсталирани кодеци CyberLink PowerDVD.
Ресурсите на бебето ще бъдат достатъчни за възпроизвеждане на видео с резолюция 1920 x 1080 пиксела. Също така ще бъде възможно да играете прости игри (особено ежедневни) на fit-PC2. В допълнение към Windows XP, fit-PC2 ще инсталира Ubuntu Linux.
