Файл: Перспективы развития технологий ПК.pdf

Исследование ситуации в советской индустрии вычислительной техники представляет собой отдельную большую тему. Сейчас же только отмечу, что наше отставание в развитии вычислительной техники (даже 5 лет являются уже значительным отрезком для этой отрасли) предопределялось двумя факторами: более низкой эффективностью социалистической модели НИиОКР и производства в сочетании с невысокой общественной заинтересованностью в использовании вычислительных средств.

В результате данного отставания в СССР не произошло плавного перехода от второго к третьему этапу развития ИТ-отрасли, которое можно было наблюдать на Западе на десять лет раньше — в то время современная российская компьютерная инфраструктура только начала формироваться практически заново.

Информатика – это область человеческой деятельности, которая связана с процессами обработки информации с помощью средств вычислительной техники и взаимодействием этих средств со средой применения.^[16]

Научная область, которая воплощает практическое применение информатики, основана на следующих составляющих её частях:

1) Теоретическая информатика – раздел информатики, который активно использует математический аппарат для описания различных информационных процессов. Опирается на математическую логику и содержит теорию алгоритмов и автоматов, теорию информации и теорию кодирования, теорию формальных языков и грамматик, исследование операций (операционное исчисление) и т.д.

2) Вычислительная техника – раздел, в котором выполняется разработка общих принципов построения вычислительных систем. Раздел не изучает технические детали вычислительных систем, но принципиальные решения на уровне архитектуры, которые подразумевают описание состава, функциональных возможностей и принципов взаимодействия отдельных устройств.

3) Программирование – раздел информатики, который занимается разработкой системного и прикладного программного обеспечения. С помощью программирования образуется связь между различными научными областями, которая позволяет моделировать и решать задачи из этих областей с помощью вычислительных систем (компьютеров).

4) Информационные системы – составная часть информатики, отвечающая за анализ потоков информации, их оптимизацию, структурирование, принципы хранения и поиска информации. Значение информационных систем оценивается исследованиями в этой области, которые позволяют создавать новые операционные системы для ПК, была создана и успешно развивается глобальная сеть Интернет.

5) Искусственный интеллект – раздел информатики, в котором решаются вопросы различных наук (например, психологии, лингвистики, математики и т. д.): моделирование рассуждений, генерация новых знаний, перевод с одного языка на другой с помощью программного обеспечения и др.

Разработки в области искусственного интеллекта самым прямым образом влияют на создание интеллектуальных интерфейсных систем взаимодействия человека и компьютера, которые сведут это взаимодействие к более эффективному общению и оно станет более схожим на общение между людьми.

Глава 2 Развитие технологий персонального компьютера

2.1 Тенденции развития в ПК-технологиях

Такие компании, как Intel, AMD, Samsung и похожие на них, предпочитают рисовать красочную картину будущего: во время выставок и презентаций представители фирм регулярно объявляют о выпуске более мощных процессоров и улучшенных флеш-накопителей — и всегда в превосходной степени. Однако в этом году ситуация обстоит иначе: несколько уязвимостей, которые были обнаружены в начале января во всех современных процессорах, потрясли не только саму отрасль производства.^[17]

Через пару недель после обнаружения уязвимостей незащищенные пользователи получили лишь кучу бесполезных патчей. Те, для кого компьютерная техника является простым увлечением, ранее наблюдали со стороны за резким взлетом цен на видеокарты и модули памяти, так как майнеры биткоинов и разработчики искусственного интеллекта успевали раскупить товар до того, как он попадал на полки магазинов.

Интересно, достанется ли в этом трудном 2018 году компьютерщикам-любителям нечто большее, чем пара крошек, упавших с барского стола оптовых продавцов? В данной статье мы попробуем ответить на этот вопрос, рассмотрев представленные планы развития и утечки информации от крупных производителей чипов, таких как Intel, AMD и Samsung.

Рисунок 1 Сравнение моделей ПК

Атакам Meltdown и Spectre подвержены все архитектуры процессоров. Обновление ПО не позволяет закрыть все уязвимости. Для этого нужны новые процессоры

Уязвимости были обнаружены еще летом 2017 года, а в январе 2018-го, в результате утечки информация стала достоянием общественности: бреши в сотнях современных процессоров, которыми можно воспользоваться с помощью трех методов атаки (Spectre 1 и 2, а также Meltdown), до сих пор полностью не устранены. Spectre и Meltdown позволяют считывать и даже управлять областями памяти со стандартной защитой, в которых хранятся пароли.^[18]

Защититься от Meltdown, как правило, можно с помощью патчей для Windows и обновления браузера, в то время как для Spectre необходимо обновлять микрокод процессора. Полную защиту против Spectre даст только адаптация архитектуры центрального процессора, а для этого необходимо производство новых чипов.

Компания Intel, продукция которой подвержена уязвимости в наибольшей степени, заверяет, что новые CPU появятся уже в этом году. Более подробную информацию, помимо поверхностных заявлений о будущих намерениях, концерн пока не опубликовал. В начале 2019 года компания AMD будет устанавливать защиту в процессорах Zen-2 непосредственно при производстве. Так что счастливчики, которые решат приобрести новый процессор в текущем году, получат Spectre в качестве бонуса.

По крайней мере, компьютерщики-любители должны исходить из того, что при покупке новой материнской платы в будущем уже будет предусмотрено встроенное программное обеспечение, которое предоставляет защиту от атаки Spectre.^[19] Хотя патчи и снизят вычислительную мощность CPU на несколько процентов, зато ничто не станет препятствием для сборки нового ПК. Такое решение должно окупиться, ведь поединок за лучший процессор, начатый в 2017 году, продолжается.

Рисунок 2 Сравнение AMD и Intel

Intel продает все процессоры Core i 2018 года под обозначением i-8000. Подобную информацию показывает только кодовое имя, а уровень оптимизаций узнать из него невозможно. В 2018 году у покупателей возникает вопрос: процессор Ryzen от AMD или Core i от Intel? Благодаря новому поколению процессоров Ryzen несколько очков получает компания AMD, в то время как текущее и анонсированное предложение от Intel вызывает некоторое недоумение: показатели Core i больше не позволяют сделать выводы о процессе производства и об эффективности вычислений.

Intel снова отложили переход с 14 на 10 нм: производство первых десятинанометровых CPU было заявлено на конец 2017 года, теперь же такие чипы появятся только в конце 2018-го, да и то только в мобильной версии. Выход новой линейки процессоров для настольных компьютеров, разработанной под кодовым названием Ice Lake, запланирован на начало 2019 года, и при этом слишком высоки шансы того, что у десятинанометровых процессоров уже будет встроенная защита против Spectre.^[20]

В настоящее время Intel производит процессоры Coffee Lake для настольных ПК с надстройкой: самый быстрый процессор Core i-8700K должен быть доступен в больших количествах, а модели среднего класса серий i3 и i5 уже включаются в ассортимент некоторыми дилерами. Чипы дополняют ранее достаточно скромные показатели Coffee Lake в отношении производительности и низкой стоимости.

Также интерес представляет слияние процессора Intel с графическим процессором Vega от AMD на одной мини-плате — в определенном случае лучшее, что производят конкуренты. Vega от AMD использует напрямую установленную высокоскоростную память HBM2  и подключается к процессору Intel посредством PCe 3.0 через восемь линий обмена данными. Для Kaby Lake G предоставляются два варианта Vega, которые немного уступают в производительности nVidia GeForce 1050 или 1060, хорошим видеокартам среднего уровня. Данные примерно соответствуют опубликованным результатам бенчмаркинга.

Такая производительность умещается на довольно небольшой площади (около 6х3 см при высоте платы всего в 1,7 мм). Плата обеспечивает максимальную рассеиваемую мощность (TDP) в 65 или 100 Вт, что соответствует высокопроизводительным центральным процессорам настольных компьютеров.

Первыми продуктами с использованием Кaby Lake G станут последо­вательно выходящие на рынок мини-ПК NUC8i7HNK и NUC8i7HVK. Оба компьютера NUC по стоимости нельзя назвать дешевыми. Тем не менее именно подобные модели формируют будущее ПК без использования больших серых ящиков. Следует отметить, что даже компании HP и Dell выпускают ­ноутбуки на базе Kaby Lake G.^[21]

Гибридные процессоры (процессоры с видеоускорителем) Ryzen выходят на рынок с последующим обновлением линейки. Обновление Zen+ подходит также для старых плат, если они помечены как Desktop 2000 Ready

Февраль Гибридные процессоры для настольных ПК (Ryzen 3 2200G, Ryzen 5 2400G)

Март Гибридные процессоры для мобильных устройств (Ryzen 3 Pro 2300U, Ryzen 3 2200U, 2300U)

Апрель (Zen+ на базе технологии 12 нм: 2-е поколение процессоров Ryzen для настольных ПК (Ryzen 2.000)

Июль/август 2-е поколение высокопроизводительных процессоров Threadripper (Threadripper 2000)

Сентябрь Vega Mobile: игровое графическое ядро для мобильных процессоров

Начало 2019 года Zen 2: процессоры для настольных ПК на базе технологии 7 нм (Ryzen 3000, Threadripper 3000)

AMD входит в 2018 год с новыми гибридными процессорами (процессоры с видеоускорителем): Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G должны сменить менее производительные чипы Ryzen 1400 и 1200. В конце весны ожидается обновление процессоров для настольных ПК под кодовым названием Zen+. Наибольший интерес вызывает переход на более эффективный процесс производства с использованием транзисторов размером 12 нм: в этом аспекте компания AMD уже обгоняет Intel, которая делает ставку на оптимизированные 14-нанометровые процессоры.

С помощью восьми (и более) ядер Zen+ должен соответствовать в отношении вычислительной мощности Core i7 от Intel — и эти ядра работают с такой же или даже более высокой тактовой частотой, в чем до сих наблюдалось превосходство компании Intel. Выход первых процессоров Zen+ ожидается в апреле, и вместе с ними AMD выпускает новый чипсет для материнских плат.

В то же время Zen+ должен работать на актуальных моделях материнских плат после обновления BIOS. И если у вас уже есть ПК с Ryzen, вы можете обновить процессор.^[22]

Летом AMD обновляет свою серию Threadripper. Дорогие высокопроизводительные процессоры также находятся в выигрышной позиции благодаря технологии производства на базе 12 нм и будут еще быстрее. Пока что от компании Intel не последовало заявлений о модификации своих процессоров HEDT (High Efficiency Desktop), соответствующих серии Threadripper. Параллельно с Zen+ компания AMD также выпускает гибридные процессоры Zen для ноутбуков и ПК. Они сочетают в себе мобильный процессор Ryzen с графикой Vega.

И только время покажет, найдет ли AMD идеальный баланс между производительностью и продолжительностью работы. В ноутбуках на базе процессоров Ryzen, которые мы тестировали в нашей лаборатории, такой баланс пока не наблюдался: производительность была отличная, а вот батарея разряжалась быстро. Ответом компании AMD на Kaby Lake G может стать Vega Mobile. Мощный мобильный графический чип для ноутбуков должен появиться летом. Вероятно, речь при этом идет о применении графического компонента Kaby Lake G на чипе AMD.

2.2 Развитие компактных ПК и комплектующих

Если в ноутбуке для вас больше важна мобильность и долгое время работы от аккумулятора, то в 2018 году стоит обратить внимание на интересную альтернативу Intel и AMD. Ряд производителей анонсировали на конец первого квартала выход ноутбуков на базе процессора Qualcomm Snapdragon 835 с архитектурой ARM. На этих так называемых Always Connected PC установлен LTE-модем, а также Windows 10S, которую можно совершенно бесплатно обновить до версии 10 Pro. И самое главное: время работы батареи без подзарядки достигает 22 часов.^[23]

В конце 2018 года появятся ноутбуки с еще более мощным процессором Snapdragon 845, который установлен в новейшем поколении смартфонов Galaxy S9. Технический прогресс не остановить, и обновления SSD затронули самые глубины ячеек хранения данных флеш-памяти: в настоящее время производители SSD все больше используют тип памяти 3D-TLC с 64 слоями — еще в 2017 году стандартом были 32 слоя. Теперь ячейки флеш-памяти размещены в 64 слоя и сохраняют до трех битов на ячейку.