Kьnftig der Computertechnik (der Teil 2)

Jewgenij Rudometov, Wiktor Rudometov.
authors@rudometov.com

Dank den Erfolgen auf dem Gebiet der hohen Technologien geht die Menschheit von der industriellen Etappe der Entwicklung zur Дra vorzugsweise informativ ungestьm ьber. Dabei dauert trotz der Meinung der Pessimisten, der Zehn der Jahre der zahlreichen der Existenz voraussagenden Grenzen dem wissenschaftlich-technischen Fortschritt, die Entwicklung der Computertechnologien. Die Rechner werden billiger sein eben ist zugдnglicher, und ihre Macht und die Funktionalitдt wachsen ungestьm, was sie zulдsst, tatsдchlich in allen Sphдren der menschlichen Tдtigkeit zu verwenden.

 

Die drahtlosen Netze und Radio Free Intel

Zur Zeit teilen die Gelehrten und die Ingenieure die groЯe Aufmerksamkeit der Entwicklung den Erzeugnissen zu, in deren Grundlage die drahtlosen Technologien (wireless) gelegt sind. Die Hersteller Intel nennen es "Radio Free Intel". Hier das Hauptziel — die Radiomittel so billig und integriert zu machen, inwiefern es ьberhaupt mцglich ist. Und fьr die Errungenschaft dieses Ziels schon gibt es die Reihe der entwickelten perspektivischen Technologien.

Eine solcher perspektivischen Technologien — MEMS (Micro-Electro Mechanical System — die Mikroelektrischen Mechanischen Systeme).

Als die Grundlage wird das Silizium verwendet. Berьcksichtigend, und seine mechanischen Eigenschaften mit den Mцglichkeiten der neuen Technologie der Lithographie vereinigend, kann man die groЯe Zahl der sehr interessanten multifunktionalen Einrichtungen erstellen. Die neuen Einrichtungen kцnnen in sich wie die mechanischen Elemente zum Beispiel die Elektromotoren, das Relais und die Umschaltern, als auch die elektronischen Elemente und die Radioketten vereinen. Zu den Letzten, verhalten sich zum Beispiel die Quarzresonatoren, die die hohe Stabilitдt der Frequenz der Arbeit der Analog- und digitalen Generatoren gewдhrleisten, sowie der Induktionsspule ьbrigens, ohne die keine Radioemfangs- und radioьbergebende Einrichtung nicht umgeht.

Die Technologie MEMS ermцglicht wesentlich, den Umfang und den Wert der passiven Komponenten zu verringern: die Induktionsspulen, die Kondensatoren, die Quarzresonatoren, die Linien der Latentzeit, der Antenne u.a. Diese Elemente sind typisch und notwendig in den hochfrequenten elektrischen Ketten des Rundfunks.

Die Einfьhrung MeMs-tehologii lдsst zu, diese Elemente im einheitlichen Kцrper zu realisieren, zusammen digital und die Analogteile aufstellend. Das alles lдsst zu, die superwinzigen Radiosender und die Radioapparate zu erstellen.

Die Einrichtungen, die mit Hilfe der MEMS-Technologie erstellt sind

Ьbrigens muss man, dass die Optik der modernen Erzeugnisse erinnern, deren Arbeit auf den sichtbaren Umfang des Spektrums gerechnet ist, ist aufgrund des Glases erstellt. Und das Glas stellt das Oxid des Siliziums (SIO2), des Materials aktiv verwendet in den modernen integrierten Schaltkreisen fьr die gegenseitige Isolierung ihrer Elemente wie bekannt dar.

Mit Hilfe der Technologie MEMS kann man in einheitlichen Zyklus auf der Unterlage des Siliziums die Strukturen der integrierten Halbleiterschaltkreise, die mechanischen Teile der Einrichtung, und sogar die optischen Systeme mit den notwendigen Eigenschaften zьchten. Dabei kann man als die mechanischen Einrichtungen die komplizierten Konstruktionen, die bestehen und der Zahnrдder und der Elektromotoren zьchten. So auf den Kieselunterlagen kann man zum Beispiel die winzigen Fotos und die Camcorder mit allen ihren elektronischen und mechanischen Teilen, einschlieЯlich die umgeordnete Optik erstellen. Dabei kцnnen die Erzeugnisse so winzig sein, dass etwas von ihnen zum Beispiel im Fingerhut zusammen mit ihren Stromquellen leicht unterbracht werden werden. Eingebaut in ihren Bestand des Rundfunks des Mittels werden zulassen, die Informationen in die Rechner zu ьbergeben, zur Hilfe der Stecker und der Kabel nicht herbeilaufend.

Fьr die drahtlosen Technologien existiert eine Menge der Perspektiven, eine Menge der Standards und der Umgebungen der Anwendung. Eine der Richtungen, an denen die Fachkrдfte Intel arbeiten, ist das Roaming. Die Benutzer haben die Mцglichkeit, an das gewцhnliche lokale Drahtnetz (LAN) angeschlossen zu werden, dann, von ihr abgeschaltet zu werden und, auf das drahtlose Netz ьberzugehen (wireless LAN), und dann die Handlungen letzt die Grenzen zu ьberschreiten und wird auf einiges globales drahtloses Netz (global wireless LAN) umgeschaltet werden. Es ist die Technologie, die den standardmдЯigen Begriff des Netzes ausdehnt, sich stьtzend auf dem Begriff mobil IP und seiner Erweiterung schon entwickelt. Die Hersteller Intel bemьhten sich, nicht einfach einigen automatischen Ьbergang aus einem Netz in andere, und das ganze erledigte System zu erstellen, das alle Sphдren bis zum regionalen drahtlosen Netz erfasst. Und, wird und solche wichtigen Sachen, wie die Sicherheit, VPN u.a. ьbrigens aufnehmen Dabei, es ist offenbar, man muss die vollwertige Arbeit der Anwendungen (die Sicherung IP) auf dem ganzen Pfad von einem Standard des Netzes in anderem gewдhrleisten, was mit Hilfe des Kieselrundfunks gemacht sein kann.

Eine Technologie des Kieselrundfunks betrachtend, muss man noch einmal, dass die modernen Erzeugnisse, die auf der Nutzung der Radiowellen gegrьndet sind erinnern, werden mit der groЯen Vielfдltigkeit der Elemente charakterisiert, die bis in die letzte Zeit nicht gelang von den Krдften der Integraltechnologien zu erstellen. Ьbrigens hat als das Argument Patrik Gelsingera wдhrend des Vortrags auf IDF das mobile Telefon wirkungsvoll untergeteilt, es auf den Demonstrationstisch geworfen, seine Elemente den anwesend seienden Computerfachkrдften und den Journalisten vorgefьhrt, die entsprechenden Kommentare begleitet.

Wirklich nehmen in den modernen Radioeinrichtungen den meisten Platz nicht vysokointegrirovannye die Halbleiterchips, und die passiven Komponenten ein: die Kondensatoren, die Resistoren, die Spulen, die Umschaltern usw. Und sie stцrten bis in die letzte Zeit, den Umfang der Radioerzeugnisse, da man sie von den Mitteln der Integraltechnologien, die der Produktion bilden nicht erstellen durfte, sagen wir, der Prozessoren und chipsetov zu verringern. Aber das Problem kann mit Hilfe der Technologie MEMS entschieden sein.

Im Ergebnis der vorliegenden Integration kann man die neuen raumsparenden Erzeugnisse des Rundfunks, die das drahtlose Verbinden der Komponenten der Computersysteme gewдhrleisten, einschlieЯlich die Mцglichkeit der Arbeit in den Netzen erstellen. Berьcksichtigend die Tatsache, dass zwischen verschiedenen Netzen, so handelt es sich um die Realisierung sofort einiger Einrichtungen zum Beispiel netz-, der Rundfunk umgeschaltet werden muss. Und, natьrlich, ist zweckmдssig, sie in einem Erzeugnis zu vereinigen (Silicon Radio), die Unterstьtzung ihrer Funktionen gewдhrleistet.

Auf die nдchste Perspektive die breiteste Unterstьtzung des Computerzweiges bekommen die Standards der drahtlosen Verbindung Bluetooth, IEEE 802.11b, IEEE 802.11a. Dabei wird Bluetooth fьr die Verbindung der Peripheriegerдte, die Standards EEE 802.11b und IEEE 802.11a fьr das Verbinden der Rechner in die Netze hauptsдchlich verwendet  .

Die Klientsky Karte des Standards IEEE 802.11a

Schon gibt es die fertigen Entwicklungen in dieser Richtung. Wir werden noch einmal erinnern, dass aller nur aus dem Silizium mit den traditionellen Zusдtzen fьr die Versorgung der notwendigen Typen der Leitungsfдhigkeit und der mechanischen Eigenschaften mit der Nutzung der metallischen Interverbinden und der Teile im Kristall des Halbleiters erfьllt wird. Bole jenen, zur Zeit schon existieren die Einrichtungen, die auf den Frequenzen 10 GGts und mehr standfest funktionieren.

Die Ingenieure Intel haben die Einrichtungen entwickelt, die automatisch fдhig sind zwischen den Netzen zwecks der Errungenschaft zum Beispiel der meisten Flexibilitдt und der Schnelligkeit beim kleinsten Wert umgeschaltet zu werden.

Doch sind die Hersteller Intel im Begriff, die angegebenen Technologien zu verwirklichen und ist weiter, als es ist die Nutzung der hochfrequenten Radioketten in den komplizierten Einrichtungen einfach, wie es zum Beispiel in den mobilen Telefonen gemacht ist. Es ist geplant, dass in der unweiten Zukunft tatsдchlich jedes Kieselchip mit den eingebauten Radiomitteln vervollstдndigt werden wird. Zum Beispiel, schon werden in die nдchsten Jahre es jeden chipset und den Prozessor, und den weitere Rundfunk wird in jedem Element und der Einrichtung. Es ist die Realisierung der Konzeption Radio Free Intel eben.

Ist es, vor allem mit dem Problem der Leitungen, die tatsдchlich jedes Computererzeugnis begleiten verbunden. Wirklich, mit der VergrцЯerung der Zahl der Einrichtungen bei einem beliebigen Benutzer werden zu sehr viele Leitung und der Kabel um den Arbeitsplatz angesammelt. Den Ьberfluss der gegebenen Verbinden auЯen und innerhalb der Kцrper nicht nur verschlimmern die Дsthetik der Einrichtungen, es erstellt bestimmte Probleme. Unter diesen Problemen kann man zum Beispiel die Komplexitдt der Ausbeutung und das oft ungenьgende Niveau der Zuverlдssigkeit nennen. Die inneren Kabel verschlimmern die thermischen Regimes der Ausbeutung.

Der Rundfunk ist ein, was, die Zahl der Leitungen fдhig wesentlich zu verringern. AuЯerdem die Nutzung des Rundfunks lдsst zu, das Niveau der Mobilitдt der Computereinrichtungen und der Peripherie zu erhцhen.

Gleichzeitig wird mit der Realisierung der angegebenen Ziele die Technologie der Breitbandsendung der Informationen nach der Radiopipe (UWB — Ultra-Widwband) entwickelt . Es wird zulassen, die groЯen Strцme der Informationen und rechtzeitig zu ьbergeben wird die traditionellen Weisen des Verbindens der Komponenten zum Beispiel populдr schon das Interface USB 2.0 ersetzen.

fotonika

Die Vorzьge des Rundfunks betrachtend, muss man bemerken, dass die Bandweite des gegebenen Verbindungskanales von den physischen Gesetzen beschrдnkt ist. Fьr die selben Fдlle, wenn es die hohen DatenflьЯe gibt, ist zweckmдssig, die optischen Technologien zu verwenden. Damit beschдftigt sich halbleiter-fotonika (Silicon Photonics) eben, deren Ziel die Suche der Pfade der Nutzung der Halbleiterkomponenten und der standardmдЯigen Halbleitertechnologien fьr die Bildung der optischen Einrichtungen ist.

Die Datenьbertragung mit der hohen Geschwindigkeit kann mittels der Laser verwirklicht sein es ist durch die Luftumgebung oder durch volokonnoopticheskie der Verbindungsleitung unmittelbar. Die hohe Frequenz der elektromagnetischen Schwingungen, die das Wesen des Lichtes bilden, ist ein Pfand der hohen informativen Kapazitдt solcher ьbergebenden Umgebungen, wie das ausgestrahlte Licht des Lasers — die Grundlage opticheschkoj der Kommunikation.

Die optische Kommunikation — Optical networks (Silicon Photonics) ist fьr den am meisten allgemeinen Fall auf folgende Weise veranstaltet. Vor allem, es ist die Quelle des Lichtes, in dessen Qualitдt der Halbleiterlaser verwendet wird, und den Modulator des Signals fьr die Abfahrt des Signals notwendig. AuЯerdem es ist der Farbfilter und die Diode fьr das Erhalten des Signals notwendig. Solches System soll auf eine bestimmte Lдnge der Welle angepaЯt sein. Bei solcher Architektur kann man die Ьbertragungsrate der Daten in etwas Dutzende gigabit in die Sekunde verhдltnismдЯig erreichen. Ьbrigens hдngt es nicht nur von den Mцglichkeiten der Elemente, sondern auch der Entfernung ab.

Die Sendung der Informationen, die mit Hilfe des Lichtes verwirklicht wird, verwirklicht sich gewцhnlich durch den Speziellen ist faser-Glasfaserkabel, charakterisiert auЯerordentlich hoch die Durchsichtigkeit im verwendeten Umfang. Der Hauptvorteil solchen Kabels besteht darin, dass man zur Zeit das Licht auf die sehr groЯen Entfernungen ьbergeben kann, tatsдchlich, ohne wesentliche Verluste in der Macht des Signals.

Noch eine Wьrde der optischen Systeme besteht in der Mцglichkeit der Sendung sofort einige (der Dutzende oder sogar Hundert) der Signale mit verschiedenen Lдngen der Wellen durch das einzige Lichtfaserkabel. Diese Technologie hat den Titel Dense Wavelens Division Multiplexing (DWDM) bekommen, was das Multiplexen des Ьbertragungsmediums bedeutet, und es ist auch der entsprechenden Umwandler, einschlieЯlich die optischen Systeme, mit Hilfe der Nutzung verschiedener Lдngen der Wellen ьbergeben und, natьrlich, der ьbernommenen Ausstrahlung mцglich.

Ab Datum des Erscheinens von der Mitte 1990 Jahre der ersten Systeme DWDM ist die Zahl der Datenkanдle in mehrmals gewachsen. Es sind die Systeme mit der Zahl der Pipen mehr 40 zur Zeit hдufig. Dabei gelingt es, auf die bedeutenden Entfernungen nach 10 Gbit/mit auf die Pipe zu ьbergeben . Die Entwicklung dieser Technologie und die Verbesserung der Parameter der Elemente des optischen Systems lдsst in der Perspektive zu, die Ьbertragungsrate der Daten nach einem optovoloknu des Niveaus Billion Bit pro Sekunde zu erreichen! Zum Wort, zu sagen, es ьbertritt den ganzen existierenden zur Zeit Verkehr des Internets.

Die GrцЯe der Bandweite optovolokna

Fьr die Realisierung dieser Mцglichkeit im Bestande von solchen Systemen der Datenьbertragung werden die Sendeempfangsgerдte, die auf die bestimmten Wellen der optischen Signale angepaЯt werden verwendet.

Zur Zeit werden etwas verschiedene Laser hauptsдchlich verwendet, deren Ausstrahlung auf den bestimmten, fixierten Frequenzen geschieht.

Um den Wert der Mittel der Datenьbertragung zu verringern, ist in den Systemen der folgenden Generation die Anwendung der derartigen Laser vorgesehen. Die Verдnderung ihrer Frequenz der Ausstrahlung verwirklicht sich der individuellen Anpassung.

Die gebrachten Systeme sind auch des Weges verhдltnismдЯig kompliziert, was ihre breite Einfьhrung behindert. Eine Lцsung dieser Probleme ist die Vereinigung der groЯen Zahl der Komponenten in eine einfache Einrichtung, die auf der kleinen Zahl der integrierten Schaltkreise aufgebaut ist. Es ist dank modernen Kiesel- und anderen Errungenschaften, die in Silicon Photonics verwendet werden mцglich. In der Perspektive — die Entwicklung und die Nutzung der superwinzigen Einrichtungen, die in sich aller Funktion nach der Modulationen vereinen, der Sendung, der Aufnahme und der Demodulation der Informationen. Die Vorteile der дhnlichen Methode — die Einfachheit der Konstruktion, die Billigkeit, sowie, die leichte Anpassung, mцglich, sogar gelцscht.

Wie den Beweis der Mцglichkeit der Realisierung der angegebenen Plдne von den Mitteln der existierenden Technologien, Patrik Gelsinger auf IDF die Muster der neuesten Einrichtungen vorgestellt hat. Sind allerlei Einrichtungen der Aufnahme und der Sendung der optischen Signale zur Zeit entwickelt, die es und in die Dutzende um vieles einfacher ist, und manchmal ist und in Tausende Males als die breit verwendeten Analoga billiger.

Optovolokno — das umfangreichste Ьbertragungsmedium

Auf IDF im Laufe des Vortrags war das System aus zwei solchen Sendern und den Empfдnger vorgestellt, sowie es ist die Mцglichkeit der Anpassung des Systems demonstriert.

Fьr dieses Ziel war spezialisiert GUI verwendet. Fьr die wenigen Sekunden war das System angepaЯt. Mit den existierenden Einrichtungen nimmt es viel grцЯer Uhrzeit ein.

Die breite Nutzung der modernen Technologien, Radio Free Intel, Silicon Photonics, wireless LAN aufnehmend, wie ihre Hersteller rechnen, werden in der grьndlichen Weise das Leben дndern. Sogar die alltдglichen Einrichtungen werden den neuen Wert, die neue Funktionalitдt gewinnen.

Die Rechner werden beginnen, verschiedene Haushaltseinrichtungen zu kontrollieren, werden die Mцglichkeit der automatischen und halbautomatischen Verwaltung von ihnen gewдhren, sogar die Fernьberwachung zum Beispiel aus dem Auto oder dem Bьro aufnehmend. Die Computereinrichtungen, die die Mittel des gewohnheitsmдЯigen Interfaces ergдnzt sind, im Zustand, die gewцhnliche Weise des Lebens zu дndern, seine komfortabeler gemacht.

In der unweiten Zukunft wird von der Realitдt das winzige mobile Telefon, vom Umfang gibt es als mehrere weiblichen Ohrring. (Ьbrigens wie behaupten die fьhrenden Fachkrдfte Intel, keine prinzipielle Probleme darin gibt es. Das einzige Hindernis ist mit der Nachfrage der дhnlichen Einrichtungen, da die Behandlung mit ihnen von ganz anderer sein soll) verbunden. Und das Radiomikrofon kann zum Beispiel in Form vom Knopf erfьllt sein. Fьr solches Mikrofon nicht nur die Umfдnge, sondern auch wird der Wert schon in der nдchsten etwas Jahre den Preis des angegebenen Elementes der Kleidung nicht ьbertreten.

AuЯerdem es werden die Mittel der individuellen Kontrolle hinter der Gesundheit, verwirklichend das fortlaufende Monitoring der Hauptparameter des Organismus erscheinen. Falls notwendig werden solche Mittel nicht nur die termingemдЯe Indikation, sondern auch die Verbindung mit den Heilinstitutionen gewдhrleisten.

Das Ziel der Fachkrдfte, die sich mit der Entwicklung der neuen Technologien und die Erzeugnisse beschдftigen — in die allernдchste Zeit, alle angegebenen Mцglichkeiten zu gewдhren. Und es nicht ist die nдchste Utopie schon die Realitдt. Zum Pfand jenem dienen die Erfahrung und die Autoritдt der Fachkrдfte der fьhrenden Computergesellschaften, sowie die unumstцsslichen Erfolge der modernen Hochtechnologietechnologien.

Im Artikel waren die Materialien IDF, sowie die offenen Dokumente der Firma Intel verwendet.

Ist in der Zeitschrift "den Express die Elektronik" verцffentlicht

Zu razrelu die Prozessoren ьberzugehen