世界最小のコンピューターは喫煙室です。 「スマート ダスト」: 最小のコンピュータ ミシガン マイクロ モートの仕組み
イスラエルの企業 CompuLab は、モバイルとモバイルの分野での画期的な進歩を約束します。 コンピューターテクノロジー。 実際のところ、同社のエンジニアは最も多くのものを作成することができました。 小型コンピュータ世の中のパソコン。 新製品はfit-PC2と呼ばれます。
この小さなものは、タバコの箱のようにポケットに入れることができます。 Fit-PC2 はデスク上で CD ケースよりもスペースを取りません。 その寸法が 101 x 115 x 27 mm であれば、何と言えるでしょうか。
作成者は、コンピュータを接続する可能性も具体的に提供しました。 通常のモニター- VESA コネクタに接続します。 したがって、fit-PC2 は机上のスペースをまったく占有しません。 正直に言うと、彼に気づくのは難しいでしょう。
同社は、fit-PC2 をいくつかの構成で生産する予定です。 それらすべてに共通することは、 以下のパラメータ:
— メモリ 1GB DDR2。
— 最大解像度 1920 ～ 1080 の DVI ビデオ出力。
— 統合されたグラフィックス チップセット。
- 標準オーディオ 高解像度 2.0;
— LANカード 1000 BaseT イーサネット。
— 6 USB コネクタ。
— 赤外線ポート;
- カード挿入口 miniSDメモリ;
- 12Vからの電源供給。
最も 安いモデル Fit-PC2 の価格は 245 ドルです。 その特徴:
— プロセッサー インテル アトム Z510 1.1GHz;
— HDD： 不在。 2.5インチ用のスロットを提供 ハードドライブSATA、ユーザーが自分で購入して挿入できます。
- Wi-Fiと オペレーティング·システム事実として欠落しています。
最も高価なモデル Fit-PC2 ($399) の主要なパラメーターは異なって見えます。
— Intel Atom Z530 1.6GHz プロセッサ;
— ハードドライブ 160 GB;
— Wi-Fi 802.11b/g;
- 手術室 Windowsシステム XP ホーム SP3 搭載 インストールされているコーデックサイバーリンクのパワーDVD。
小さなお子様には、1920 x 1080 ピクセルの解像度でビデオを再生するのに十分なリソースがあります。 Fit-PC2 でもプレイできます 単純なゲーム（特にカジュアルなものでは）。 Fit-PC2にはWindows XPに加えて、Ubuntu Linuxがインストールされます。
2009 年 3 月、Compulab は潜在的なパートナーにプロトタイプの送信を開始しました。 始める 連続生産 fit-PC2 は 2009 年 5 月に予定されています。
昨年3月、Google DeepMindが開発したプログラムAlphaGoが、世界最高の囲碁名人の一人、イ・セドル氏を破った。 この一連のゲームは、ニューラル ネットワークがどのような能力を備えているかを示す指標となりました。 また、マルウェアの検出や画像内のテキストの翻訳など、他の (それほどグローバルではない) アプリケーションでも使用されます。
近い将来、市場価格が高騰すると予想されます。 ソフトウェアは、ディープラーニングの力を利用して10億ドルを超えるでしょう。 したがって、研究者は、そのようなアプリケーションを処理できる特別なチップを設計しています。
その中で、Google、Nvidia、Qualcommなどが際立っていますが、今日はミシガン大学の科学者の開発、つまり体積1立方ミリメートルのミシガンマイクロモートプロジェクトについて話したいと思います。
ソフトバンク CEO 孫正義氏は、2035 年までにモノのインターネット ガジェットの数が 1 兆に達すると示唆しました。 しかし、 最新のデバイスカメラ、マイク、ロック、サーモスタットなどには欠点があります。情報を独自に分析できないため、常に情報をクラウドに送信し、エネルギーを無駄にします。
ミシガン大学の研究者たちは、この問題を解決し、IoT 用のセンサーを備えたスマートで小型のコンピューターを作成することに着手しました。
「1兆台のデバイスがどれだけのデータを生成するか想像するのは困難です」とミシガン大学のデビッド・ブラウ教授は言う。 「オンザフライで分析できる小型でエネルギー効率の高いセンサーを作成することで、環境をより安全にし、電力を節約できます。」
米粒ほどの大きさのミシガン州マイクロモートコンピュータが解決しなければならないのは、エネルギー消費の問題である。
ただし、完全に機能します コンピューティングシステムとして機能することができます。 スマートセンサー。 たとえば、眼圧を監視するために使用されます。
驚くほど低消費電力
このソリューションは、消費電力が非常に低い小型の Phoenix プロセッサをベースにしています。 Phoenix プロセッサはコアとペリフェラルに分かれています。 このコアは、8 ビット CPU、52 個の 40 ビット データ ランダム アクセス メモリ (DMEM)、64 個の 10 ビット ランダム アクセス メモリ (IMEM)、および 64 個の 10 ビット命令読み取り専用メモリ (IROM) で構成されます。パワーコントロールユニットも同様です。周辺には制御タイマーと温度センサーが含まれていますが、必要な機能に応じてさらに 8 個のセンサーを追加できます。
コアとペリフェラルは以下を使用して相互作用します。 システムバス、単純な非同期プロトコルを使用します。 Phoenix プロセッサは、ほとんどの時間を準備完了モードで過ごします。 低電流発振器であるウォッチドッグ タイマーはプロセッサをウェイクアップし、温度センサーの読み取り値の処理と保存を開始します。 タスクが完了すると、プロセッサは準備完了モードに戻り、次のコマンドを待ちます。このアプローチにより、消費電力を大幅に削減できます。
CPUなど 論理モジュールサービスが不要な場合は電源から切断できますが、メモリ (IMEM および DMEM) は書き込まれたデータを保存する必要があるため、切断できません。 したがって、SRAM モジュールは引き続き主なエネルギー消費者となります。 このため、開発者は漏れ電流を減らすように設計された技術を使用します。 上級トランジスタ入力の電圧。 同じ目的で、ゲートパルスの持続時間を長くしました。
消費電力をさらに削減するために、DMEM はいわゆるリストを使用して動作します。 空きメモリ。 このリストは CPU によって管理され、DMEM メモリ内で使用されている回線に関する情報が含まれています。 DMEM には 26 個のスイッチ (それぞれ 2 行に接続) があり、フリー メモリ リストの状態に基づいてスタンバイ モードで電流を選択的にオフにします。
開発者は最適化も行っています CPU動作 IMEM と DMEM を使用します。 IMEM を操作するには、それが使用されます 最小セット 基本的なコマンド。 命令の長さは 10 ビットに制限されており、一般的な演算は柔軟なアドレス指定方法を使用し、あまり一般的ではない演算は暗黙的なオペランドを使用します。 このプロセッサには、メモリ容量を最大化するためのハードウェア圧縮サポートも含まれています。
住所表示 仮想メモリ DMEM では、固定ハフマン アルゴリズムを使用して実行されます。 DMEM 自体は、静的に定義されたブロックと動的に定義されたブロックに分割されます。 仮想メモリの 16 バイトごとに 1 つの静的セクション行を受け取ります。 メモリ書き込みによってオーバーフローが発生した場合、超過分はポインタによって動的セクションに転送されます。
内蔵温度センサーについては上図のとおりです。 温度に依存しない電流源 (Iref) と絶対温度に応じて読み取り値が変化する電流源 (Iptat) が、温度情報をパルスに変換するリング オシレーターに接続されています。 これらの信号は加算カウンターに供給され、デジタル データが生成されます。 温度センサーの値を長期間記憶する必要がないため、アイドル時間帯は温度センサーをオフにし、さらなる省エネを実現します。
科学者たちは研究の中で、Phoenix プロセッサをテストしたところ、1 時間あたり 297 nW を消費することがわかりました。 アクティブモードスタンバイモードではわずか 29.6 pW です。
「サンドイッチ」は何でできているの？
プロセッサーに加えて、ミシガン州マイクロモートには、機能を実行する他の「レイヤー」がいくつかあります。 そのうちの 1 つは、 ソーラーパネル- 面積1平方ミリメートルの太陽電池は20nWの電力を生成できます。
その上 ソーラーパネル、デバイスは、制御モジュール、無線モジュール、センサー システム インターフェイス、プロセッサー自体、バッテリー、および電力制御要素で構成されます。
これらの層は、MBus と呼ばれる特別に設計されたユニバーサル インターフェイスを使用して相互に通信します。 この場合、科学者は単にレイヤーの 1 つを別のレイヤーに置き換えて、実装するだけで済みます。 新しいタイプ追跡装置。 この設計により、生産コストが大幅に削減されます。
マイクロフューチャーへの道
「私たちは現在、コンピューター間のメッセージング技術の改善に取り組んでいます」と Blaauw 氏は言います。 - これまでのところ、20メートルの距離に到達することができました。 このデバイスの最初のバージョンでは情報を送信できる距離はわずか 50 センチだったので、これは大きな進歩です。」
ミシガン州の科学者は、ISSCC 会議でこの技術の機能を実証しました。
カバレッジエリアを拡大する上での障害は、依然としてアンテナのサイズと、情報を送信するための電力を増加する必要性です。 長い距離、エネルギー消費に影響します。
研究者たちはマイクロコンピューターを改良するために別の措置を講じています。 たとえば、デバイスのメモリは常に改善されています。前世代の Micro Motes では SRAM が 8 キロバイトしか使用されておらず、オーディオやビデオの処理には適していませんでした。 そこで、科学者チームは新しいコンピューターに 1 メガバイトのフラッシュ メモリを搭載しました。
さらに、ISSCC で発表された Micro Mote デバイスの 1 つは、ディープラーニング プロセッサを搭載していました。 マイクロガジェットは制御できることが判明 ニューラルネットワーク、消費電力はわずか 288 μW です。 通常、このようなタスクには大規模なメモリ バンクと最新の GPU が提供する計算能力が必要です。
ブラウ氏によると、同社のスタートアップ CubeWorks はすでにデバイスのプロトタイプを作成し、市場調査を行っているという。 科学者らは、2年以内に、通行人などの中から指名手配犯を特定できる監視カメラが登場することを期待している。 スマートデバイス IoTの世界から。
イスラエルの企業 CompuLab は、モバイルおよびコンピューター技術の分野での画期的な進歩を約束しています。 実際、同社のエンジニアは世界最小の PC コンピューターを作成することに成功しました。 新製品はfit-PC2と呼ばれます。
この小さなものは、タバコの箱のようにポケットに入れることができます。 Fit-PC2 はデスク上で CD ケースよりもスペースを取りません。 その寸法が 101 x 115 x 27 mm であれば、何と言えるでしょうか。
作成者は、VESA コネクタを使用してコンピュータを通常のモニタに接続できるように特別に提供しました。 したがって、fit-PC2 は机上のスペースをまったく占有しません。 正直に言うと、彼に気づくのは難しいでしょう。
同社は、fit-PC2 をいくつかの構成で生産する予定です。 次のパラメータはすべてに共通です。
- メモリ 1GB DDR2;
- 最大解像度 1920×1080 の DVI ビデオ出力。
- 統合されたグラフィックス チップセット;
- 高解像度 2.0 標準に準拠したオーディオ。
- 1000 BaseT イーサネット ネットワーク カード;
- 6 USB コネクタ;
- 赤外線ポート;
- miniSD メモリカード用スロット;
- 12Vからの電源供給。
最も安い Fit-PC2 モデルの価格は 245 ドルです。 その特徴:
- インテル Atom Z510 1.1GHz プロセッサー;
- ハードドライブ: なし。 2.5 インチ SATA ハードドライブ用のスロットがあり、ユーザーが自分で購入して挿入できます。
- 実際には、Wi-Fi とオペレーティング システムがありません。
最も高価なモデル Fit-PC2 ($399) の主要なパラメーターは異なって見えます。
- Intel Atom Z530 1.6GHzプロセッサ;
- ハードドライブ 160 GB。
- Wi-Fi 802.11b/g;
- CyberLink PowerDVD コーデックがインストールされている Windows XP Home SP3 オペレーティング システム。
小さなお子様には、1920 x 1080 ピクセルの解像度でビデオを再生するのに十分なリソースがあります。 Fit-PC2 では、簡単なゲーム (特にカジュアルなゲーム) をプレイすることもできます。 Fit-PC2にはWindows XPに加えて、Ubuntu Linuxがインストールされます。
「私の成就した予測」セクションより。 Indiegogo では、ポケットに収まる小型コンピューターの募金活動を行っています。 彼には普通のことがある インテルプロセッサー Atom x5-Z8300、最大 4 ギガバイト ランダム・アクセス・メモリ最大 64 GB の永続フラッシュ メモリ (オプションの追加ユニットを使用して拡張可能) ハードドライブ）。 このハードウェアにはすべて Windows 10 がインストールされています。他の小型デスクトップ コンピューターと唯一異なるのは、ケースに LCD タッチ スクリーンが搭載されていることです。 ただし、同時に、ユニットはケースにある HDMI 経由でモニターに接続できます。
デバイスの寸法は134.62 x 91.44 x 20 mm、重量は200グラムです。 タブレットとの間に何かが判明しました デスクトップコンピューター。 ただ、タブレットで作業するのは不便な場合もあります。 固定のキーボードとマウスでは十分ではない場合、または Windows で通常のソフトウェアを実行する必要がある場合。 そしてこれを使えばモバイルを整理できます 職場。 家に座って仕事をし、保存し、オフィスに持ち込んでキーボードとマウスを使ってモニターに接続し、仕事を続けます。 必要に応じて、内蔵画面ですぐに何かを行うことができます。
もう1つの特徴は、AndroidとWindowsの2つのOSを切り替えることができることです。
ちなみに、彼らが約束する価格は非常に人道的なもので、改造内容に応じて100ドルから150ドルです。
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