Kichwa kidogo zaidi cha kompyuta. "Smart dust": jinsi kompyuta ndogo zaidi ya Michigan Micro Mote inavyofanya kazi

Kampuni ya Israeli CompuLab inaahidi mafanikio katika uwanja wa simu na teknolojia ya kompyuta. Ukweli ni kwamba wahandisi wake waliweza kuunda zaidi kompyuta ndogo PC duniani. Bidhaa mpya inaitwa fit-PC2.

Kitu hiki kidogo kinaweza kuwekwa kwenye mfuko wako kama pakiti ya sigara. Kwenye meza yako, fit-PC2 inachukua nafasi kidogo kuliko kipochi cha CD. Tunaweza kusema nini ikiwa vipimo vyake ni 101 x 115 x 27 mm.

Waumbaji hata walitoa hasa kwa uwezekano wa kuunganisha kompyuta kufuatilia mara kwa mara- kwa kiunganishi cha VESA. Kwa hivyo, fit-PC2 inaweza isichukue nafasi yoyote ya mezani kabisa. Kuwa mkweli, itakuwa ngumu kumwona.


Kampuni inapanga kutengeneza fit-PC2 katika usanidi kadhaa. Nini itakuwa kawaida kwa wote ni vigezo vifuatavyo:

- kumbukumbu 1GB DDR2;

- Pato la video la DVI na azimio hadi 1920?1080;

- chipset ya michoro iliyojumuishwa;

- sauti ya kawaida Ufafanuzi wa juu 2.0;

Kadi ya LAN 1000 BaseT Ethernet;

- Viunganishi 6 vya USB;

bandari ya infrared;

- yanayopangwa kadi kumbukumbu ya miniSD;

- usambazaji wa umeme kutoka 12V.


wengi zaidi mfano wa bei nafuu fit-PC2 itagharimu $245. Vipengele vyake:

- Kichakataji Intel Atom Z510 1.1GHz ;

HDD: haipo. Hutoa nafasi kwa inchi 2.5 gari ngumu SATA, ambayo mtumiaji anaweza kununua na kuingiza mwenyewe;

- Wi-Fi na mfumo wa uendeshaji kukosa kama ukweli.


Vigezo muhimu vya modeli ya gharama kubwa zaidi inafaa-PC2 ($ 399) inaonekana tofauti:

Kichakataji cha Intel Atom Z530 1.6GHz;

- Gari ngumu 160 GB;

— Wi-Fi 802.11b/g;

- chumba cha upasuaji Mfumo wa Windows XP Home SP3 na codecs zilizowekwa CyberLink PowerDVD.

Mdogo atakuwa na rasilimali za kutosha kucheza video katika azimio la 1920 kwa 1080 saizi. Pia kwenye fit-PC2 unaweza kucheza michezo rahisi(hasa katika zile za kawaida). Mbali na Windows XP, Ubuntu Linux itasakinishwa kwenye fit-PC2.

Mnamo Machi 2009, Compulab ilianza kutuma prototypes kwa washirika watarajiwa. Kuanza kwa uzalishaji wa mfululizo wa fit-PC2 kunatarajiwa Mei 2009.

Kutoka kwa sehemu “Utabiri Wangu Uliotimia.” Kwenye Indiegogo, wanachangisha pesa kwa ajili ya kompyuta ndogo ambayo inafaa mfukoni mwako. Ina processor ya kawaida ya Intel Atom x5-Z8300, hadi gigabytes 4 kumbukumbu ya ufikiaji bila mpangilio na hadi gigabytes 64 za kumbukumbu ya kudumu ya flash (inaweza kupanuliwa kwa kutumia kitengo cha hiari na ziada gari ngumu) Vifaa hivi vyote vinakuja na Windows 10 imewekwa. Kitu pekee kinachofautisha kutoka kwa kompyuta nyingine ndogo ndogo ni uwepo wa skrini ya kugusa ya LCD kwenye kesi hiyo. Lakini, wakati huo huo, kitengo kinaweza kushikamana na kufuatilia kupitia HDMI, ambayo iko kwenye kesi hiyo.

Vipimo vya kifaa ni 134.62 x 91.44 x 20 mm, uzito wa gramu 200. Inageuka kitu kati ya kibao na Tarakilishi. Ni kwamba wakati mwingine ni ngumu kufanya kazi kwenye kompyuta kibao. Upungufu kibodi fasta na panya, au unahitaji kuendesha programu ya kawaida chini ya Windows. Na kwa jambo hili unaweza kuandaa simu ya mkononi mahali pa kazi. Unakaa nyumbani, fanya kazi, uhifadhi, uipeleke ofisini, unganishe kwa mfuatiliaji na kibodi na panya - na uendelee kufanya kazi. Ikiwa ni lazima, unaweza haraka kufanya kitu kwenye skrini iliyojengwa.

Kipengele kingine ni uwezo wa kubadili kati ya OS mbili: Android na Windows

Bei wanayoahidi ni ya kibinadamu kabisa, kwa njia: kutoka dola 100 hadi 150, kulingana na marekebisho.

Je, unadhani itafanikiwa?

Kampuni ya Israeli CompuLab inaahidi mafanikio katika uwanja wa teknolojia ya simu na kompyuta. Ukweli ni kwamba wahandisi wake waliweza kuunda kompyuta ndogo zaidi ya PC duniani. Bidhaa mpya inaitwa fit-PC2.

Kitu hiki kidogo kinaweza kuwekwa kwenye mfuko wako kama pakiti ya sigara. Kwenye meza yako, fit-PC2 inachukua nafasi kidogo kuliko kipochi cha CD. Tunaweza kusema nini ikiwa vipimo vyake ni 101 x 115 x 27 mm.

Waumbaji hata hutolewa hasa kwa uwezekano wa kuunganisha kompyuta kwa kufuatilia mara kwa mara - kwa kutumia kontakt VESA. Kwa hivyo, fit-PC2 inaweza isichukue nafasi yoyote ya mezani kabisa. Kuwa mkweli, itakuwa ngumu kumwona.

Kampuni inapanga kutengeneza fit-PC2 katika usanidi kadhaa. Vigezo vifuatavyo vitakuwa vya kawaida kwa wote:
- kumbukumbu 1GB DDR2;
- Pato la video la DVI na azimio hadi 1920 × 1080;
- chipset ya graphics jumuishi;
- sauti kulingana na Ufafanuzi wa juu wa kiwango cha 2.0;
- 1000 BaseT Ethernet kadi ya mtandao;
- Viunganisho 6 vya USB;
- bandari ya infrared;
- yanayopangwa kwa kadi za kumbukumbu za miniSD;
- usambazaji wa umeme kutoka 12V.

Muundo wa bei nafuu zaidi wa kufaa-PC2 utagharimu $245. Vipengele vyake:
- Intel Atom Z510 1.1GHz processor;
- Hifadhi ngumu: hakuna. Kuna slot kwa gari ngumu ya SATA 2.5-inch, ambayo mtumiaji anaweza kununua na kuingiza mwenyewe;
- Wi-Fi na mfumo wa uendeshaji haupo kama ukweli.

Vigezo muhimu vya modeli ya gharama kubwa zaidi inafaa-PC2 ($ 399) inaonekana tofauti:
- Intel Atom Z530 1.6GHz processor;
- Gari ngumu 160 GB;
- Wi-Fi 802.11b/g;
- Mfumo wa uendeshaji wa Windows XP Home SP3 na kodeki za CyberLink PowerDVD zilizosakinishwa.

Mdogo atakuwa na rasilimali za kutosha kucheza video katika azimio la 1920 kwa 1080 saizi. Unaweza pia kucheza michezo rahisi (hasa ya kawaida) kwenye fit-PC2. Mbali na Windows XP, Ubuntu Linux itasakinishwa kwenye fit-PC2.

Machi iliyopita, AlphaGo, programu iliyotengenezwa na Google DeepMind, ilishinda mojawapo ya programu mabwana bora nenda ulimwenguni - Lee Sedol. Msururu huu wa michezo ukawa kiashiria cha kile ambacho mitandao ya neural inaweza kufanya. Na hupata matumizi katika programu zingine (zisizo za kimataifa), kama vile programu za kugundua programu hasidi au kutafsiri maandishi kwenye picha.

Inatarajiwa kwamba katika siku za usoni thamani ya soko programu kutumia fursa kujifunza kwa kina, itazidi dola bilioni 1. Kwa hiyo, watafiti wanatengeneza chips maalum ambazo zinaweza kushughulikia maombi hayo.

Miongoni mwao, Google, Nvidia, Qualcomm, nk.. Lakini leo tungependa kuzungumza juu ya maendeleo ya wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Michigan - mradi wa Michigan Micro Mote - kompyuta yenye ujazo wa milimita moja ya ujazo.

Mkurugenzi Mtendaji wa SoftBank Masayoshi Son amependekeza kuwa kufikia 2035 idadi ya vifaa vya Internet of Things itafikia trilioni 1. Hata hivyo, vifaa vya kisasa, kwa mfano kamera, maikrofoni, kufuli, thermostats, wana drawback - hawana uwezo wa kuchambua habari peke yao, hivyo wao daima kusambaza kwa wingu, kupoteza nishati.

Watafiti katika Chuo Kikuu cha Michigan waliazimia kutatua tatizo hili na kutengeneza kompyuta mahiri na ndogo zenye vihisi vya IoT.

"Ni vigumu kufikiria ni kiasi gani cha data ambacho vifaa trilioni vitatoa," anasema profesa wa Chuo Kikuu cha Michigan David Blaauw. "Kwa kuunda vitambuzi vidogo, visivyotumia nishati ambavyo vinaweza kuchanganua kwa kuruka, tutafanya mazingira yetu kuwa salama na kuokoa umeme."

Ni tatizo la matumizi ya nishati ambalo lazima litatuliwe na kompyuta ya Michigan Micro Mote, ambayo ni ndogo sana kwamba inaweza kulinganishwa kwa ukubwa na punje ya mchele.

Hata hivyo inafanya kazi kikamilifu mfumo wa kompyuta, mwenye uwezo wa kutenda kama sensor smart. Kwa mfano, hutumiwa kufuatilia shinikizo la intraocular.

Nguvu ya chini ya kushangaza

Suluhisho linatokana na processor ndogo ya Phoenix na sana matumizi ya chini ya nguvu. Processor ya Phoenix imegawanywa katika msingi na pembeni. Msingi unajumuisha 8-bit CPU, 52 x 40-bit data random access memory (DMEM), 64 x 10-bit kumbukumbu ya upatikanaji nasibu (IMEM) na 64-bit 10-bit kumbukumbu ya kusoma tu (IROM). , kama pamoja na kitengo cha kudhibiti nguvu.

Pembezoni ni pamoja na kipima saa cha kudhibiti na kihisi joto, lakini sensorer 8 zaidi zinaweza kuongezwa kwa nambari yao, kulingana na utendaji unaohitajika.

Mzunguko wa processor ya Phoenix ()

Msingi na pembezoni huingiliana kwa kutumia basi ya mfumo, kwa kutumia itifaki rahisi ya asynchronous. Kichakataji cha Phoenix hutumia wakati wake mwingi katika hali iliyo tayari. Kipima saa, ambacho ni kiosilata cha chini cha sasa, huamsha kichakataji na kuanza mchakato wa kuchakata na kuhifadhi usomaji. sensor ya joto. Baada ya kukamilisha kazi, processor inarudi kwenye hali iliyo tayari na inasubiri amri inayofuata - njia hii inaweza kupunguza matumizi ya nguvu.

CPU na wengine moduli za kimantiki inaweza kukatwa kutoka kwa vifaa vya umeme wakati huduma zao hazihitajiki, lakini kumbukumbu (IMEM na DMEM) haiwezi, kwani lazima ihifadhi data iliyoandikwa kwake. Kwa hivyo, moduli za SRAM zinabaki kuwa watumiaji wakuu wa nishati. Kwa sababu hii, watengenezaji hutumia mbinu iliyoundwa ili kupunguza uvujaji wa sasa, k.m. ngazi ya juu voltage kwenye pembejeo za transistor. Kwa madhumuni sawa, muda wa pigo la gating uliongezeka.

Usanifu wa kumbukumbu ya data (DMEM) na seli ya SRAM ()

Ili kupunguza zaidi matumizi ya nishati, DMEM hufanya kazi na orodha inayoitwa kumbukumbu ya bure. Orodha hii, inayodhibitiwa na CPU, ina taarifa kuhusu mistari iliyotumika kwenye kumbukumbu ya DMEM. DMEM ina swichi 26 (kila moja iliyounganishwa kwa safu 2) ambayo huzima kwa kuchagua sasa katika hali ya kusubiri kulingana na hali ya orodha ya kumbukumbu isiyolipishwa.

Watengenezaji pia wameboresha Uendeshaji wa CPU na IMEM na DEM. Kufanya kazi na IMEM, seti ndogo hutumiwa amri za msingi. Urefu wa maagizo ni mdogo kwa biti 10, huku utendakazi maarufu kwa kutumia mbinu rahisi za kuhutubia na zisizo maarufu kwa kutumia uendeshaji kamili. Kichakataji pia kinajumuisha usaidizi wa ukandamizaji wa maunzi ili kuongeza uwezo wa kumbukumbu.

Onyesho la anwani kumbukumbu halisi katika DEM inafanywa kwa kutumia algoriti isiyobadilika ya Huffman. DMEM yenyewe imegawanywa katika vizuizi tuli na vilivyofafanuliwa kwa nguvu. Kila baiti 16 za kumbukumbu pepe hupokea safu mlalo moja ya sehemu tuli. Ikiwa maandishi ya kumbukumbu husababisha kufurika, ziada huhamishiwa kwa sehemu inayobadilika kwa pointer.

Mzunguko wa kihisi joto ()

Kuhusu sensor ya joto iliyojengwa, mchoro wake unaonyeshwa kwenye takwimu hapo juu. Chanzo cha sasa kisichotegemea halijoto (Iref) na chanzo cha sasa ambacho usomaji wake unatofautiana kulingana na halijoto kamili (Iptat) huunganishwa kwenye kioscillata cha pete ambacho hubadilisha taarifa za halijoto kuwa mipigo. Ishara hizi hulishwa kwa kaunta ya muhtasari, ambayo hutoa data ya kidijitali. Kwa kuwa thamani ya kihisi joto haihitaji kuhifadhiwa kwa muda mrefu, inazima wakati wa kutofanya kitu ili kuokoa nishati zaidi.

Katika kazi yao, wanasayansi walijaribu processor ya Phoenix na kugundua kuwa hutumia 297 nW kwa saa. hali amilifu na 29.6 pW pekee katika hali ya kusubiri.

"sandwich" imetengenezwa na nini?

Mbali na processor, Michigan Micro Mote ina "tabaka" zingine kadhaa zinazofanya kazi zao. Mmoja wao ni paneli za jua- seli ya jua yenye eneo la milimita 1 ya mraba ina uwezo wa kutoa 20 nW ya nguvu.

Sehemu ya Michigan Micro Mote ()

Mbali na hilo paneli za jua, kifaa kina moduli ya kudhibiti, moduli ya redio, interface mfumo wa hisia, processor yenyewe, betri na kipengele cha kudhibiti nguvu.

Tabaka huwasiliana kwa kutumia kiolesura kilichoundwa mahususi cha ulimwengu kinachoitwa MBus. Katika kesi hii, wanasayansi wanaweza tu kuchukua nafasi ya moja ya tabaka na nyingine, kutekeleza aina mpya kifaa cha kufuatilia. Ubunifu huu kwa kiasi kikubwa hupunguza gharama za uzalishaji.

Njia ya microfuture

"Kwa sasa tunajitahidi kuboresha teknolojia ya kubadilishana ujumbe kati ya kompyuta," anasema Blaauw. - Hadi sasa tumeweza kufikia umbali wa mita 20. Hili ni uboreshaji mkubwa, kwani matoleo ya kwanza ya kifaa yanaweza kusambaza habari kwa sentimita 50 tu."

Wanasayansi kutoka Michigan walionyesha uwezo wa teknolojia katika mkutano wa ISSCC.

Vikwazo vya kupanua eneo la chanjo hubakia ukubwa wa antenna na haja ya kuongeza nguvu ya kusambaza habari kwa umbali mrefu, ambayo huathiri matumizi ya nishati.

Watafiti wanachukua hatua zingine ili kuboresha kompyuta ndogo. Kwa mfano, wao huboresha kumbukumbu ya kifaa mara kwa mara - vizazi vya awali vya Micro Motes vilitumia kilobytes 8 tu za SRAM, ambayo iliwafanya kuwa haifai kwa usindikaji wa sauti na video. Kwa hiyo, timu ya wanasayansi iliweka kompyuta mpya na megabyte 1 ya kumbukumbu ya flash.

Aidha, moja ya Vifaa vidogo Mote iliyowasilishwa katika ISSCC ilikuwa na kichakataji cha kina cha kujifunza ubaoni. Microgadget iligeuka kuwa na uwezo wa kudhibiti mtandao wa neva, huku ukitumia 288 μW tu. Kwa kawaida, kazi hizo zinahitaji mabenki makubwa ya kumbukumbu na nguvu ya kompyuta zinazotolewa na GPU za kisasa.

Blaauw anasema uanzishaji wao wa CubeWorks tayari una vifaa vya kuiga na kufanya utafiti wa soko. Wanasayansi wanatumai kuwa katika miaka 2 kutakuwa na kamera za uchunguzi zenye uwezo wa kutambua mhalifu anayetafutwa kati ya watu wanaopita, na wengine. vifaa smart kutoka kwa ulimwengu wa IoT.