Перспективы развития микропроцессоров
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?тва нанометрового (молекулярного) размера. Ожидается, что в обозримом будущем они заменят элементы аналогичного назначения в компьютерах. В результате будет достигнут теоретический предел плотности записи информации (порядка одного бита на молекулу) и вычислительные машины обретут практически неограниченную память и быстродействие, лимитируемое только временем прохождения сигнала через прибор.
Существует 2 основных типа нанотрубок: одностенные нанотрубки ОСНТ (single-walled nanotubes - SWNT), у которых одна оболочка из атомов углерода, и многостенные МСНТ (multi-walled nanotubes - MWNT), которые состоят из множества сгруппированных углеродных трубок. Нанотрубки склонны крепко слипаться между собой, формируя набор или канат, состоящий из металлических и полупроводниковых нанотрубок. Металлические проводящие ток нанотрубки могут выдерживать плотности тока в 100 раз выше, чем обычные металлы, а полупроводниковые нанотрубки можно электрически включать и выключать посредством поля, генерируемого электродом, что позволяет создавать полевые транзисторы.
Квантовые компьютеры
Фейнман высказал мысль о том, что квантовые задачи должен решать квантовый компьютер: природе задачи должен соответствовать способ ее решения. И предложил один из вариантов квантового компьютера. Но настоящий бум начался в 1995 году, когда американский математик Шор переложил для квантового компьютера алгоритм вычисления простых множителей больших чисел. Шор показал, что если классический компьютер для нахождения множителей числа из 1000 двоичных знаков должен сделать 2 в степени 1000 операций, то квантовому компьютеру для этого понадобится всего 1000 в степени 3 операций.
Компьютер на ядерно-магнитном резонансе.
Теоретических моделей квантового компьютера множество. Проблема, скорее, в том, чтобы найти разумные пути создания реального прибора. Существует как минимум два подхода к осуществлению идеи такого устройства. Ученые, сами того не предполагая, уже создали квантовый компьютер. Его первый опытный образец - это импульсный ядерный магнитно-резонансный (ЯМР) спектрометр высокого разрешения. При воздействии импульсом на резонансной частоте одного из ядер оно начинает эволюционировать, остальные же ядра молчат. Для того чтобы заставить эволюционировать второй атом, надо взять другую частоту и дать импульс на ней. Иными словами, процесс вычислений управляется импульсами переменного магнитного поля, - нужно только написать алгоритм поставленной задачи.
Компьютер на ионных ловнадо взять другую частоту и дать импульс на ней. Иными словами, процесс вычислений управляется импульсами переменного магнитного поля, - нужно только написать алгоритм поставленной задачи.
Компьютер на ионных ловушках.
Этот подход основан на использовании ионных ловушек, или подвешенных в вакууме ионов. Больше всего экспериментов по квантовым вычислениям с использованием таких кристаллов предложили ученые Инсбрукского университета в Австрии, а осуществили их больше всего ученые из Лос-Аламосской лаборатории в США. И оказалось, что больших кристаллов не удается получить, на сегодняшний день получена цепочка из 30 ионов. Но дальнейший прогресс в увеличении числа ионов связывают с созданием трехмерной лазерной стоячей волны - трехмерной совокупности точек с минимумами потенциальной энергии для поляризованных атомов. Конечно, в этом направлении очень много работы, но само направление, безусловно, верное.
Квантовый компьютер на твердом теле.
Это могут быть сверхпроводники, как предлагают ученые из Института Ландау. Предпочтительнее же подход, который в позапрошлом году высказал австралийский физик Кейн: делать квантовый компьютер на точно таком же кремнии, на котором сегодня работает традиционная микроэлектроника. В нужных местах на расстояниях порядка 100 мкм располагают атомы фосфора - обычная примесь в кремнии, которая прекрасно изучена. Если на таком расстоянии расположить два атома фосфора, то облака внешних электронов немного пересекутся, что необходимо для их взаимодействия, и атомы смогут обмениваться состояниями (один атом управляет электронами другого). Очень похоже на полевой транзистор - те же затворы, только вместо тока - состояния атома.
3. Сравнительные характеристики процессоров
.1 Процессоры Intel на ядре Clarkdale
Ценовое позиционирование двухъядерного CPU Intel Core i3-530 представляется намного более взвешенным и обоснованным по сравнению с его собратом Intel Core i5-661. Недорогой Intel Core i3-530 унаследовал от линейки Clarkdale поддержку технологии Intel Hyper-Threading с возможностью создания виртуальных ядер, интегрированный контроллер памяти DDR3 и большой потенциал производительности, заложенный в новейшей архитектуре Intel. Уникальность процессоров на ядре Clarkdale состоит в том, что они содержат два кристалла: на одном располагаются два 32 нм вычислительных ядра Westmere и кэш-память, а на другом 45 нм графическое ядро, встроенный контроллер памяти и контроллер PCI Express. Процессоры на ядре Clarkdale работают на Socket LGA1155 и Socket LGA1156 платформах, однако использовать возможности встроенного графического ядра позволяют только материнские платы с сокетом LGA1155.
Краткая характеристика процессоров линейки Clarkdale показаны в таблице 1.
МодельЯдерПотоковНоминальная частота ядраЧастота TurboКэш L3Потребление энергииЦена $Core i3-530242.93 ГГц-4 Мб73 Вт113Core i5-661243.33 ГГц3.60 ГГц4 Мб87 Вт196Core i7-920482.66 ГГц2.93 ГГц8 Мб130 Вт284Таблица 1. Краткая характеристика процессоров Intel линейки Clarkdale
Относительно недорогой Intel Core i3-530 инженеры Intel лишили возможности при определённых условиях автоматически поднимать тактовую частоту - такую функциональность обеспечивает технология Intel Turbo Boost. Правда, при этом е