I mars i fjor beseiret Google DeepMinds AlphaGo-program en av de de beste mestrene gå i verden - Lee Sedol. Denne serien med spill har blitt et bevis på hva nevrale nettverk er i stand til. Og de finner bruk i andre (mindre globale) applikasjoner, for eksempel oppdagelse av skadelig programvare eller oversettelse av tekst i bilder.
Det forventes at i nær fremtid markedsverdien programvareå utnytte dyplæringsevner vil overstige 1 milliard dollar. Derfor er forskere engasjert i design av spesielle brikker som kan takle slike applikasjoner.
Blant dem skiller seg ut Google, Nvidia, Qualcomm, etc. Men i dag vil vi gjerne snakke om utviklingen av forskere ved University of Michigan - Michigan-prosjektet Micro mote- en datamaskin med et volum på én kubikkmillimeter.
SoftBank-sjef Masayoshi Son har anslått at det vil være 1 billion IoT-gadgets innen 2035. Imidlertid moderne enheter, for eksempel kameraer, mikrofoner, låser, termostater, det er en ulempe - de er ikke i stand til å analysere informasjon på egen hånd, derfor overfører de den konstant til skyen og bruker energi.
Forskere ved University of Michigan har satt seg i oppgave å løse dette problemet og lage smarte og små datamaskiner med sensorer for IoT.
"Det er vanskelig å forestille seg hvor mye data en billion enheter vil generere," sa professor David Blaauw ved University of Michigan. "Ved å lage små, energieffektive sensorer som kan analysere på farten, vil vi gjøre miljøet vårt tryggere og spare strøm."
Det er strømforbruksproblemet datamaskinen skal løse Michigan mikro En flekk som er så liten at den er på størrelse med et riskorn.
Den er imidlertid fullt funksjonell datasystem i stand til å opptre som smart sensor... For eksempel brukes det til å overvåke intraokulært trykk.
Overraskende lav effekt
Kjernen i løsningen er en liten Phoenix-prosessor med svært lavt strømforbruk. Phoenix-prosessoren er delt inn i kjerne og periferiutstyr. Kjernen består av en 8-bits CPU, 52 x 40-bits tilfeldig tilgangsminne for data (DMEM), 64 x 10-bits tilfeldig tilgangsminne (IMEM) og 64 x 10-biters ROM (IROM) for kommandoer samt en strømforsyningskontrollenhet.Periferien inkluderer en watchdog-timer og en temperatursensor, men 8 flere sensorer kan legges til antallet, avhengig av nødvendig funksjonalitet.
Kjernen og periferien samhandler vha systembuss ved hjelp av en enkel asynkron protokoll. Phoenix-prosessoren bruker mesteparten av tiden sin i standby-modus. Watchdog-timeren, som er en oscillator med lavt strømforbruk, "vekker" prosessoren og starter prosessen med å behandle og lagre avlesninger temperatur sensor... Etter å ha fullført oppgaven går prosessoren tilbake til klarmodus og venter på neste kommando - denne tilnærmingen kan redusere strømforbruket betydelig.
CPU og andre LUN-er kan kobles fra strømforsyninger når deres tjenester ikke er påkrevd, men minne (IMEM og DMEM) er det ikke, siden det må lagre data som er skrevet til det. Derfor forblir SRAM-moduler hovedforbrukerne av energi. Av denne grunn bruker utviklere teknikker designet for å redusere lekkasjestrøm, som f.eks høy level spenning ved inngangene til transistorene. For samme formål ble varigheten av strobe-pulsen økt.
For å redusere strømforbruket ytterligere jobber DMEM med en såkalt liste ledig minne... Denne CPU-drevne listen inneholder informasjon om linjene som brukes i DMEM-minnet. DMEM har 26 brytere (hver koblet til 2 linjer) som selektivt kobler fra strømmen i standby-modus basert på tilstanden til ledig minneliste.
Utviklerne har også optimalisert CPU-drift med IMEM og DMEM. For å jobbe med IMEM, bruk minimalt sett grunnleggende kommandoer... Instruksjonslengden er begrenset til 10 biter, med populære operasjoner som bruker fleksible adresseringsmetoder, og mindre populære som bruker implisitte operander. Prosessoren har også støtte for maskinvarekomprimering for å maksimere minnekapasiteten.
Viser adresser virtuell hukommelse i DMEM utføres ved hjelp av den faste Huffman-algoritmen. Selve DMEM er delt inn i statiske og dynamisk definerte blokker. Hver 16 byte med virtuelt minne mottar én statisk partisjonslinje. Hvis skriving til minnet forårsaker overløp, flyttes overskuddet til den dynamiske delen for peker.
Når det gjelder den innebygde temperatursensoren, er diagrammet vist i figuren ovenfor. Den temperaturuavhengige strømkilden (Iref) og strømkilden, hvis avlesninger endres i henhold til den absolutte temperaturen (Iptat), er koblet til en ringgenerator som konverterer temperaturinformasjonen til pulser. Disse signalene blir deretter matet til en totalisator som genererer digitale data. Siden temperatursensoren ikke trenger å lagres over lengre tid, slås den av ved stillestående for ytterligere å spare energi.
I sitt arbeid testet forskere Phoenix-prosessoren og fant ut at den forbruker 297 nW pr. aktiv modus og bare 29,6 pW i standby-modus.
Hva er "smørbrødet" laget av?
I tillegg til prosessoren har Michigan Micro Mote flere andre «lag» som tjener deres formål. En av dem er solcellepaneler- et solcellebatteri med et areal på 1 kvadratmillimeter er i stand til å produsere 20 nW strøm.
I tillegg til solcellepaneler, består enheten av en kontrollmodul, en radiomodul, et sensorsystemgrensesnitt, selve prosessoren, et batteri og et strømkontrollelement.
Lagene kommuniserer med hverandre ved hjelp av et spesialdesignet universelt grensesnitt kalt MBus. I dette tilfellet kan forskere ganske enkelt erstatte ett av lagene med et annet ved å implementere ny type sporingsenhet. Denne designen reduserer produksjonskostnadene betydelig.
Veien til mikro-fremtiden
"Vi jobber for tiden med å forbedre teknologien for utveksling av meldinger mellom datamaskiner," sier Blaauv. – Så langt har vi klart å nå en avstand på 20 meter. Dette er en stor forbedring, siden de første versjonene av enheten bare kunne overføre informasjon opptil 50 centimeter."
Teknologiens evner ble demonstrert av forskere fra Michigan på ISSCC-konferansen.
Snublesteinene for utvidelse av dekningsområdet er størrelsen på antennen og behovet for å øke kraften for å overføre informasjon til lange avstander, som påvirker energiforbruket.
Forskere tar andre skritt for å forbedre mikrodatamaskinen. For eksempel forbedrer de stadig minnet til enheten - tidligere generasjoner av Micro Motes brukte bare 8 kilobyte med SRAM, noe som gjorde dem uegnet til å behandle lyd og video. Derfor utstyrte forskerteamet de nye datamaskinene med 1 megabyte flash-minne.
Dessuten hadde en av Micro Motes på ISSCC en dyp læringsprosessor ombord. Microgadgeten var i stand til å kontrollere nevrale nettverket mens den kun forbruker 288 μW. Vanligvis krever slike oppgaver store minnebanker og datakraft levert av moderne GPUer.
Blaauv sier at oppstarten deres CubeWorks allerede er engasjert i enhetsprototyping og markedsundersøkelser. Forskere håper at det om 2 år vil være overvåkingskameraer som er i stand til å finne den ettersøkte lovbryteren midt blant folk som går forbi, og andre smarte enheter fra IoT-verdenen.
israelsk CompuLab lover et gjennombrudd innen mobil og datateknologi... Faktum er at ingeniørene klarte å skape mest liten datamaskin PC i verden. Nyheten fikk navnet fit-PC2.
Denne babyen kan puttes i lommen som en pakke sigaretter. Fit-PC2 tar mindre plass på skrivebordet enn et CD-deksel. Men hva skal jeg si, hvis dimensjonene er 101 x 115 x 27 mm.
Skaperne sørget til og med spesifikt for muligheten for å koble til en datamaskin vanlig monitor- til VESA-kontakten. Dermed kan det hende at fit-PC2 ikke tar opp plass på bordet i det hele tatt. For å være ærlig, vil det være vanskelig å legge merke til ham.
Selskapet planlegger å produsere fit-PC2 i flere konfigurasjoner. Følgende parametere vil være felles for dem alle:
- 1 GB DDR2-minne;
- DVI-videoutgang med en oppløsning på opptil 1920 × 1080;
- integrert grafikk brikkesett;
- lyd etter standard Høy oppløsning 2.0;
— Nettverkskort 1000 BaseT Ethernet;
- 6 USB-kontakter;
- kortspor miniSD-minne;
- drevet av 12V.
Den billigste fit-PC2-modellen vil koste $ 245. Dens funksjoner:
- Prosessor Intel Atom Z510 1,1 GHz;
— HDD: fraværende. Spor for 2,5 tommer SATA-harddisk som brukeren kan kjøpe og sette inn selv;
- Wi-Fi og operativsystem fraværende som et faktum.
Nøkkelparametrene til den dyreste fit-PC2-modellen ($ 399) ser annerledes ut:
— Intel-prosessor Atom Z530 1,6 GHz;
- Harddisk 160 GB;
- Wi-Fi 802.11b / g;
- Operasjonssal Windows-system XP Home SP3 med installerte kodeker CyberLink PowerDVD.
Babyens ressurser vil være nok til å spille av video i en oppløsning på 1920 x 1080 piksler. Også på fit-PC2 vil det være mulig å spille enkle spill(spesielt i uformelle). I tillegg til Windows XP vil fit-PC2 installere Ubuntu Linux.
I mars 2009 begynte Compulab å distribuere prototyper til potensielle partnere. Starten av serieproduksjonen av fit-PC2 forventes i mai 2009.
Fra overskriften "Mine spådommer blir sanne". Indiegogo samler inn penger til en minidatamaskin som får plass i lommen. Ham konvensjonell prosessor Intel Atom x5-Z8300, opptil 4 gigabyte tilfeldig tilgangsminne og opptil 64 gigabyte permanent flash-minne (kan utvides med en valgfri blokk med en ekstra hardisk). Windows 10 er installert på all denne maskinvaren. Det eneste som skiller den fra andre små stasjonære datamaskiner er tilstedeværelsen av en LCD-berøringsskjerm på dekselet. Men samtidig kan enheten kobles til en skjerm via HDMI, som er på dekselet.
Dimensjonene på enheten er 134,62 x 91,44 x 20 mm, vekten er 200 gram. Det viser seg noe mellom et nettbrett og stasjonær datamaskin... Bare et nettbrett er noen ganger upraktisk å jobbe med. Det er ikke nok stasjonært tastatur og mus, eller du må kjøre kjent programvare under Windows. Og med denne tingen kan du organisere en mobil arbeidsplass... Du sitter hjemme, jobber, redder deg selv, bærer til kontoret, kobler til en skjerm med tastatur og mus – og jobber videre. Om nødvendig kan du raskt gjøre noe på den innebygde skjermen.
En annen funksjon er muligheten til å bytte mellom to operativsystemer: Android og Windows
Prisen er lovet å være ganske human, forresten: fra $ 100 til $ 150, avhengig av modifikasjonen.
Hva tror du blir vellykket?
Det israelske selskapet CompuLab lover et gjennombrudd innen mobil- og datateknologi. Faktum er at ingeniørene klarte å lage den minste PC-datamaskinen i verden. Nyheten fikk navnet fit-PC2.
Denne babyen kan puttes i lommen som en pakke sigaretter. Fit-PC2 tar mindre plass på skrivebordet enn et CD-deksel. Men hva skal jeg si, hvis dimensjonene er 101 x 115 x 27 mm.
Skaperne sørget til og med spesifikt for muligheten for å koble en datamaskin til en vanlig skjerm - til VESA-kontakten. Dermed kan det hende at fit-PC2 ikke tar opp plass på bordet i det hele tatt. For å være ærlig, vil det være vanskelig å legge merke til ham.
Selskapet planlegger å produsere fit-PC2 i flere konfigurasjoner. Følgende parametere vil være felles for dem alle:
- 1 GB DDR2-minne;
- DVI-videoutgang med en oppløsning på opptil 1920 × 1080;
- integrert grafikk brikkesett;
- Høydefinisjon 2.0-lyd;
- nettverkskort 1000 BaseT Ethernet;
- 6 USB-kontakter;
- infrarød port;
- spor for miniSD-minnekort;
- drevet av 12V.
Den billigste fit-PC2-modellen vil koste $ 245. Dens funksjoner:
- Intel Atom Z510 1,1 GHz-prosessor;
- Harddisk: ingen. Det er et spor for en 2,5-tommers SATA-harddisk, som brukeren kan kjøpe og sette inn selv;
– Wi-Fi og operativsystem mangler som et faktum.
Nøkkelparametrene til den dyreste fit-PC2-modellen ($ 399) ser annerledes ut:
- Intel Atom Z530 1,6 GHz-prosessor;
- Harddisk 160 GB;
- Wi-Fi 802.11b / g;
- Windows XP Home SP3-operativsystem med CyberLink PowerDVD-kodeker installert.
Babyens ressurser vil være nok til å spille av video i en oppløsning på 1920 x 1080 piksler. Også på fit-PC2 vil det være mulig å spille enkle spill (spesielt uformelle). I tillegg til Windows XP vil fit-PC2 installere Ubuntu Linux.
