I mars i fjor beseiret AlphaGo, et program utviklet av Google DeepMind, en av de de beste mestrene gå i verden - Lee Sedol. Denne serien med spill ble en indikator på hva nevrale nettverk er i stand til. Og de finner bruk i andre (mindre globale) applikasjoner, for eksempel programmer for å oppdage skadelig programvare eller oversette tekst i bilder.
Det forventes at i nær fremtid markedsverdien programvare, ved å bruke kraften til dyp læring, vil overstige 1 milliard dollar. Derfor designer forskere spesielle brikker som kan håndtere slike applikasjoner.
Blant dem skiller Google, Nvidia, Qualcomm, etc. seg ut. Men i dag vil vi gjerne snakke om utviklingen av forskere ved University of Michigan - Michigan Micro Mote-prosjektet - en datamaskin med et volum på en kubikkmillimeter.
SoftBank-sjef Masayoshi Son har antydet at innen 2035 vil antallet Internet of Things-gadgets nå 1 billion. Derimot, moderne enheter, for eksempel kameraer, mikrofoner, låser, termostater, har en ulempe - de er ikke i stand til å analysere informasjon på egen hånd, så de sender den hele tiden til skyen og sløser med energi.
Forskere ved University of Michigan satte seg fore 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," sier professor ved University of Michigan, David Blaauw. "Ved å lage små, energieffektive sensorer som kan analysere på farten, vil vi gjøre miljøet vårt tryggere og spare strøm."
Det er energiforbruksproblemet som må løses Michigan datamaskin Micro Mote, som er så liten at den kan sammenlignes i størrelse med et riskorn.
Den er imidlertid fullt funksjonell datasystem, i stand til å fungere som smart sensor. For eksempel brukes det til å overvåke intraokulært trykk.
Overraskende lav effekt
Løsningen er basert på en bitteliten 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-biters dataminne (DMEM), 64 x 10-bits tilfeldig tilgangsminne (IMEM) og 64 10-biters skrivebeskyttet instruksjonsminne (IROM). samt strømstyringsenheten.Periferien inkluderer en kontrolltimer og en temperatursensor, men 8 flere sensorer kan legges til antallet, avhengig av nødvendig funksjonalitet.
Kjernen og periferien samhandler vha systembuss, ved å bruke en enkel asynkron protokoll. Phoenix-prosessoren bruker mesteparten av tiden sin i klarmodus. Watchdog-timeren, som er en lavstrømsoscillator, vekker prosessoren og starter prosessen med å behandle og lagre avlesninger temperatur sensor. Etter å ha fullført en oppgave, går prosessoren tilbake til klarmodus og venter på neste kommando - denne tilnærmingen kan redusere strømforbruket alvorlig.
CPU-en og andre logikkmoduler kan kobles fra strømforsyningen når deres tjenester ikke er nødvendig, men minnet (IMEM og DMEM) kan ikke, siden det må lagre dataene som er skrevet til det. Derfor forblir SRAM-moduler de viktigste energiforbrukerne. Av denne grunn bruker utviklere teknikker designet for å redusere strømlekkasje, f.eks. høy level spenning ved transistorinngangene. For samme formål ble varigheten av portpulsen økt.
For å redusere strømforbruket ytterligere jobber DMEM med en såkalt liste ledig minne. Denne listen, administrert av CPU, inneholder informasjon om de brukte linjene i DMEM-minnet. DMEM har 26 brytere (hver koblet til 2 rader) som selektivt slår av strømmen i standby-modus basert på statusen til ledig minneliste.
Utviklerne har også optimalisert CPU-drift med IMEM og DMEM. For å jobbe med IMEM brukes den minimumssett grunnleggende kommandoer. Instruksjonslengden er begrenset til 10 biter, med populære operasjoner som bruker fleksible adresseringsmetoder og mindre populære som bruker implisitte operander. Prosessoren inkluderer også støtte for maskinvarekomprimering for å maksimere minnekapasiteten.
Adressevisning virtuell hukommelse i DMEM utføres ved hjelp av en fast Huffman-algoritme. DMEM i seg selv er delt inn i statiske og dynamisk definerte blokker. Hver 16 byte med virtuelt minne mottar en statisk seksjonsrad. Hvis en minneskriving forårsaker overløp, overføres overskuddet til den dynamiske seksjonen ved peker.
Når det gjelder den innebygde temperatursensoren, er diagrammet vist i figuren ovenfor. En temperaturuavhengig strømkilde (Iref) og en strømkilde hvis avlesninger varierer i henhold til absolutt temperatur (Iptat) er koblet til en ringoscillator som konverterer temperaturinformasjon til pulser. Disse signalene blir deretter matet til en summeringsteller, som genererer digitale data. Siden temperatursensorverdien ikke trenger å lagres over lengre tid, slår den seg av under hviletid for ytterligere å spare energi.
I arbeidet sitt testet forskere Phoenix-prosessoren og fant ut at den bruker 297 nW i timen. aktiv modus og kun 29,6 pW i standby-modus.
Hva er "smørbrødet" laget av?
I tillegg til prosessoren har Michigan Micro Mote flere andre "lag" som utfører sine funksjoner. En av dem er solcellepaneler- en solcelle med et areal på 1 kvadratmillimeter er i stand til å produsere 20 nW kraft.
I tillegg 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, implementere ny type sporingsenhet. Denne designen reduserer produksjonskostnadene betydelig.
Veien til en mikrofremtid
"Vi jobber for tiden med å forbedre teknologien for meldinger mellom datamaskiner," sier Blaauw. – Så langt har vi klart å nå en avstand på 20 meter. Dette er en alvorlig forbedring, siden de første versjonene av enheten kunne overføre informasjon bare 50 centimeter."
Forskere fra Michigan demonstrerte teknologiens evner på ISSCC-konferansen.
Snublesteinene for å utvide dekningsområdet forblir på størrelse med 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 enhetens minne – tidligere generasjoner av Micro Motes brukte kun 8 kilobyte med SRAM, noe som gjorde dem uegnet for lyd- og videobehandling. Derfor utstyrte forskerteamet de nye datamaskinene med 1 megabyte flash-minne.
Dessuten hadde en av Micro Mote-enhetene presentert på ISSCC en dyp læringsprosessor om bord. Microgadgeten viste seg å kunne kontrollere nevrale nettverket, mens den bare bruker 288 μW. Vanligvis krever slike oppgaver store minnebanker og datakraft levert av moderne GPUer.
Blaauw sier at oppstarten deres CubeWorks allerede lager prototyper av enheter og gjør markedsundersøkelser. Forskere håper at det om 2 år vil være overvåkingskameraer som er i stand til å identifisere en ettersøkt lovbryter midt blant folk som går forbi, og andre smarte enheter fra IoT-verdenen.
israelsk CompuLab-selskap lover et gjennombrudd innen mobil og datateknologi. Faktum er at ingeniørene deres klarte å skape mest liten datamaskin PC i verden. Det nye produktet heter fit-PC2.
Denne lille tingen kan puttes i lommen som en pakke sigaretter. På skrivebordet ditt tar fit-PC2 mindre plass enn et CD-deksel. Hva kan vi si hvis dimensjonene er 101 x 115 x 27 mm.
Skaperne sørget til og med spesifikt for muligheten for å koble datamaskinen til vanlig monitor- til VESA-kontakten. Dermed kan det hende at fit-PC2 ikke tar opp noen skrivebordsplass 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:
— minne 1 GB DDR2;
— DVI-videoutgang med oppløsning på opptil 1920?1080;
— integrert grafikk brikkesett;
- standard lyd Høy oppløsning 2.0;
— LAN-kort 1000 BaseT Ethernet;
— 6 USB-kontakter;
- kortspor miniSD-minne;
— strømforsyning fra 12V.
Den billigste fit-PC2-modellen vil koste $245. Dens funksjoner:
— Prosessor Intel Atom Z510 1,1 GHz;
— HDD: fraværende. Gir et spor for 2,5-tommers harddisk SATA, som brukeren kan kjøpe og sette inn selv;
- Wi-Fi og operativsystem mangler som et faktum.
Nøkkelparametrene til den dyreste modellen fit-PC2 ($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.
Den lille vil ha nok ressurser til å spille av video i en oppløsning på 1920 x 1080 piksler. Også på fit-PC2 kan du spille enkle spill(spesielt i uformelle). I tillegg til Windows XP vil Ubuntu Linux bli installert på fit-PC2.
I mars 2009 begynte Compulab å sende prototyper til potensielle partnere. Start av serieproduksjon av fit-PC2 forventes i mai 2009.
Fra delen "Mine oppfylte spådommer." Det er en pengeinnsamling på Indiegogo for en mini-datamaskin som får plass i lommen. Ham vanlig prosessor Intel Atom x5-Z8300, opptil 4 gigabyte tilfeldig tilgang minne og opptil 64 gigabyte permanent flash-minne (kan utvides ved hjelp av en valgfri enhet med ekstra harddisk). All denne maskinvaren kommer med Windows 10 installert 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, vekt 200 gram. Det viser seg noe mellom et nettbrett og stasjonær datamaskin. Det er bare det at noen ganger er det upraktisk å jobbe på et nettbrett. Du har ikke nok av et stasjonært tastatur og mus, eller du må kjøre den vanlige programvaren under Windows. Og med denne tingen kan du organisere en mobil arbeidsplass. Du sitter hjemme, jobber, sparer, tar den med til kontoret, kobler til en skjerm med tastatur og mus – og fortsetter å jobbe. 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 de lover er ganske human, forresten: fra 100 til 150 dollar, avhengig av modifikasjonen.
Tror du det 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. Det nye produktet heter fit-PC2.
Denne lille tingen kan puttes i lommen som en pakke sigaretter. På skrivebordet ditt tar fit-PC2 mindre plass enn et CD-deksel. Hva kan vi si hvis dimensjonene er 101 x 115 x 27 mm.
Skaperne sørget til og med spesielt for muligheten for å koble datamaskinen til en vanlig skjerm - ved hjelp av en VESA-kontakt. Dermed kan det hende at fit-PC2 ikke tar opp noen skrivebordsplass 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:
- minne 1 GB DDR2;
- DVI-videoutgang med oppløsning på opptil 1920×1080;
- integrert grafikk brikkesett;
- lyd i henhold til High Definition 2.0-standarden;
- 1000 BaseT Ethernet nettverkskort;
- 6 USB-kontakter;
- infrarød port;
- spor for miniSD-minnekort;
- strømforsyning fra 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 modellen fit-PC2 ($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.
Den lille vil ha nok ressurser til å spille av video i en oppløsning på 1920 x 1080 piksler. Du kan også spille enkle spill (spesielt uformelle) på fit-PC2. I tillegg til Windows XP vil Ubuntu Linux bli installert på fit-PC2.
