“Viedie putekļi”: kā darbojas mazākais dators Michigan Micro Mote. Mazākais dators pasaulē: foto, apraksts, vērtējums Palmas izmēra datori
Noteikti retais ir domājis, ka pasaulē ir datori, kuru izmēri nepārsniedz bankas karti. Vai jūs domājat, ka tas ir nereāli? Bet nē. Līdzīgi personālie datori pastāv, turklāt viens no tiem tika prezentēts tieši šogad. Tomēr kāpēc gan neizpētīt visus zināmos “mazo” datoru modeļus? Šodienas materiālā mēs runāsim par to, kādi ir mazākie datori pasaulē. Būs interesanti un informatīvi. Aiziet!
C.H.I.P.
Tātad šodienas saraksts tiek atvērts ar datoru no uzņēmuma C.H.I.P. Šī ierīce tika izveidota 2015. gadā. Datora izmēri ir pārsteidzoši - 45 x 30mm. Tādējādi pasaulē mazāko datoru var ērti ievietot makā, kabatā vai sērkociņu kastītē.
Datoru darbina GR8 procesors. Pulksteņa frekvence ir 1 GHz. RAM ietilpība ir 256/512 MB, un cietā diska ietilpība ir līdz 4 GB. Ir arī iebūvēti Wi-Fi un Bluetooth moduļi.
C.H.I.P. ir pievienots, izmantojot īpašu mātesplati, kurai ir USB ports. Platei var pievienot arī ārējo monitoru, tastatūru, peli, skaļruņus un Ethernet kabeli.
C.H.I.P. veidotāji arī apgalvo, ka, pieslēdzot viņu datoram 1-2 bezvadu spēļu paneļus, varat viegli spēlēt daudzas retro spēles, kas darbojas ar DOS. Kopumā "Chip" nav problēma, kas piemērota dažiem vienkāršiem biroja darbiem, multivides failu apskatei un citiem ne pārāk sarežģītiem uzdevumiem.
Personālā datora izmaksas šobrīd ir 16 dolāri (1000 rubļu), neskaitot mātesplati.
Edisons
Otrais pasaulē, par kuru tiks runāts, ir Edisons no Intel. Pasaulslavenais procesoru ražošanas uzņēmums nevarēja stāvēt malā, kad pasaulē sāka parādīties mazie personālie datori, un nolēma sniegt savu atbildi. Pirmā Edisona prezentācija notika 2014. gadā, un masveida tirdzniecība sākās jau 2015. gadā.
Intel datora izmēri ir pat mazāki nekā Chip - 35 x 25 mm. Ko tev izdevās uzlikt uz tik maza dēļa gabaliņa? Jā, patiesībā viss standarta komplekts: procesors ar 2 Silvermont kodoliem ar frekvenci 500 MHz, 4 GB atmiņa diskam, 1 GB RAM un moduļi Wi-Fi un Bluetooth. Starp citu, Wi-Fi antena var būt divu veidu - iebūvēta un ārējā.
Edison ir uzstādīts uz īpašas dēļa, kas ir iekļauta komplektā. Plātnes var būt dažādas, taču visizplatītākā ir saderīga ar Arduino. Šis dators ir diezgan viegli savienojams, izmantojot tāfeles USB portus. Standarta OS vietā varat instalēt jebkuru pielāgotu pēc saviem ieskatiem.
Kā apliecina izstrādātājs Intel, nākotnē Edisonam tiks izveidots īpašs lietojumprogrammu veikals, kas līdzinās Google Play vai Apple Store. Arī datora iespējas ir gana labas – tas ir piemērots ne tikai darbam, bet arī izklaidei.
CuBox-I 4 x 4
CuBox ierīce ir trešajā vietā kā mazākais dators pasaulē. Pēc izskata tas vairāk atgādina kompaktu datoru korpusā. “Mazuļa” izmēri ir 50 x 50 x 50 mm. Korpusam ir HDMI savienotāji, slots micro-SD atmiņas kartei un savienotājs strāvas vadam.
Runājot par tehniskajiem parametriem, šeit izmantotais procesors ir Freescale iMX6 mikroshēma, kas veidota uz Cortex A9 arhitektūras. Tā takts frekvence ir 1,0-1,2 GHz. Ir pat atsevišķa grafikas mikroshēma, kas darbojas kā video paātrinātājs - Vivante GC2000. Datoram ir 4 GB RAM. Attiecībā uz cieto disku tiek izmantota micro-SD atmiņas karte. Starp citu, komplektā uzreiz nāk 8 GB karte. Tiek atbalstītas visas bezvadu tehnoloģijas. Kubs darbojas uz Android operētājsistēmas versija 4.4 Diemžēl nav zināms, vai būs atjauninājums uz 5.1 un jaunāku versiju.
Pēc iespējām CuBox ir ļoti pielīdzināms planšetdatoriem, tikai veiktspējas ziņā daudz labāks. Negatīvā puse, iespējams, ir nespēja strādāt tieši ar exe failiem un pārinstalēt OS uz jebkuru citu. Runājot par izmaksām, jūs varat iegādāties CuBox par 150-170 dolāriem (9500 - 10790 rubļiem).
Mičiganas MicroMote
Michigan Micro Mote ir pasaulē mazākā datora nosaukums, kas šodienas sarakstā atrodas priekšpēdējā vietā. Vēl nesen šī konkrētā ierīce tika uzskatīta par mazāko. Micro Mote izmēri ir vienkārši pārsteidzoši – tikai 1 kub.mm. Pat kviešu sēkla vai grauds ir lielāks par šo datoru.
Tomēr ar ko Micro Mote var lepoties? Nu ir Phoenix procesors, kas ir sadalīts 2 daļās. Viens darbojas kā centrālais procesors, bet otrs ir tieši atbildīgs par perifērijas ierīcēm, atmiņas ierīcēm un jaudas pārvaldības vienību.
Šī datora iespējas ir vairāk piemērotas dažiem rūpnieciskiem mērķiem vai pārnēsājamām ierīcēm. Kopā tas var kalpot kā dažādi sensori, piemēram, lai mērītu temperatūru, spiedienu u.c. Dators spēj arī fotografēt, meklēt minerālus un vadīt dažādu elektroniku. Dators, starp citu, tiek “darbināts” ar saules enerģiju, tāpēc ir arī videi draudzīgs.
IBM
Nu esam sasnieguši pēdējo vietu, kurā lepni atrodas pasaulē mazākais dators no IBM. Datora izmēri ir 1 x 1 mm, kas ir pat mazāks par tās pašas sāls kristālu.
Ir vērts uzreiz pateikt, ka ierīces galvenais mērķis ir rūpniecība, viedie sīkrīki un cita elektronika. Tas nozīmē, ka jūs nevarēsit izmantot datoru mājās. Datora jauda, kā apgalvo IBM izstrādātāji, ir salīdzināma ar 90. gadu procesoriem, kas ir diezgan labs šādai ierīcei. Procesors ir aprīkots ar simtiem tūkstošu mikrotranzistoru, SRAM tipa operatīvo atmiņu, fotomoduli barošanai, LED indikatoru paziņošanai un informācijas nosūtīšanai u.c.. Interesanti, ka procesoram ir iebūvēts blokķēdes modulis, ar kuru datorā darbojas strādā perfekti.
Un šeit patiesībā ir pasaulē mazākā datora fotogrāfija:
Izstrādātāji arī apgalvo, ka viņu mazo datoru var viegli izmantot kā mikroshēmu pasta sūtījumu izsekošanai, kā "smadzenes" viedās mājas, automašīnas, lidmašīnas vadīšanai un, protams, kā mākslīgo intelektu, ar kuru līdz šim var rīkoties tikai vienkāršus uzdevumus, piemēram, datu šķirošanu un apstrādi, taču nākotnē IBM sola paplašināt iespējas.
Mazie datori vēl nav īpaši populāri, taču esmu pārliecināts, ka daudzi lietotāji tos novērtēs. Personīgi es iepriekš biju skatījies uz mazajiem datoriem, bet tobrīd pārdošanā nebija neviena mini Windows datora, kas varētu aizstāt stacionāro datoru.
Protams, ir klēpjdatori, kas ir kompakti un daudzpusīgi, un tie var aizstāt sistēmas bloku. Bet man iekšā lēti klēpjdatori ir 2 nopietni trūkumi:
- Klēpjdatoriem ir maza ekrāna diagonāle un zema izšķirtspēja. Displeja kvalitāte ir ļoti zema; ja novirzāties no taisnā leņķa, attēls izgaist.
- Lētiem klēpjdatoriem nav SSD, un tas ir nopietns veiktspējas trūkums.
Protams, klēpjdators ceļojumā nav nomaināms, un man ir portatīvais dators, ko ņemu līdzi, bet, ja runa ir par tā lietošanu mājās, tad man personīgi monitors ar lielu diagonāli, augstu izšķirtspēju un IPS matricu ir. labāk. Šie ir iemesli, kāpēc es izvēlējos mini datoru. 
Parunāsim par visu kārtībā, šodien mēs runājam par klusu mazu datoru, kas var aizstāt sistēmas bloku:
Mini dators tiek piegādāts nelielā kastītē, 
Komplektā ietilpst: 
1 - pats dators
2 - barošanas avots
3-220V kabelis
4 - divas Wi-FI antenas, stiprinājuma skrūves. Atsevišķi no tā paša pārdevēja es nopirku VESA stiprinājumu monitoram.
5 - montāžas skrūves
6 — VESA stiprinājums (nav iekļauts, jāpasūta atsevišķi)
Izmēri
Kā jau pamanījāt, datora izmēri ir ļoti kompakti 14 x 11 x 3,5 cm, izmēri ir salīdzināmi ar 3,5 collu cietā diska izmēriem galddatoram: 
Specifikācijas
Vispār šo mazo datoru var iegādāties dažādās komplektācijās, saites uz tiem sniegšu zemāk. Tikmēr mēs runāsim par šo konkrēto gadījumu.
Ārējie savienotāji
Visi savienotāji atrodas divos pretējos galos.
No vienas puses 
- ieslēgšanas poga
- barošanas avota savienotājs
- 1 USB 3.0 ports
- 4 USB 2.0 porti
No otras puses 
- 2 antenas savienotāji
- 3,5 collu audio izeja
- 3,5 collu mikrofona ligzda
- RJ-45 tīkla adapteris
- HDMI izeja
- VGA izeja
Kas ir iekšā
Ja paskatīsimies iekšā mini datorā, tad redzēsim, ka iekšā viss ir kompakts. Šeit jūs varat redzēt 1 SO-DIMM slotu ar atmiņas moduli, mSATA savienotāju ar ievietotu SSD disku, Mini PCIE savienotāju, kurā ir ievietots Wi-Fi modulis. 
Ir arī SATA savienotājs cietā diska pievienošanai un nestandarta barošanas savienotājs cietajam diskam. Es nemēģināju pievienot papildu disku, jo nebija strāvas kabeļa. Un, godīgi sakot, šaubos, ka tas var iederēties šajā gadījumā, vismaz nav tam paredzēti stiprinājumi.
Dzesēšana
Dzesēšanas sistēma šeit ir pasīva, tas ir, šajā datorā fanu nav, un maza datora rievotais korpuss ir atbildīgs par siltuma izkliedi. Ņemot vērā norādītās prasības procesora siltuma izkliedei - TDP 7,5 W, korpuss diezgan labi tiek galā ar siltuma izkliedi. Kas attiecas uz pārkaršanu, tad līdz šim neesmu saskāries, dators 2 mēnešu laikā ne reizi nav sasalis vai izslēgts. 
Temperatūras mērījumi tika veikti, izmantojot procesorā iebūvēto sensoru visu testu laikā, tas ir aptuveni 80 minūtes. Kā redzams no mērījumiem:
- minimālā temperatūra bija 40°C
- Maksimālā temperatūra bija 50°C
Kurā robeža līdz kritiskajai temperatūrai bija 50°C no maksimālās.
Ventilatora un klasiskā cietā diska neesamība nozīmē pilnīgu trokšņa neesamību, man tas ir liels pluss.
operētājsistēma
Datorā bija iepriekš instalēta angļu Windows 7, kopija nebija licencēta. Es uzreiz uzinstalēju Windows 8.1 x64 draiverus, viss tika instalēts, vienīgais, ko es darīju, bija tos atjaunināt. 
Linux sistēmas strādā pie šī mazuļa, Ubuntu Live CD startēja bez problēmām. Es domāju, ka visas pārējās izplatīšanas darbosies tikpat labi.
Datora specifikācijās norādīts, ka tas atbalsta veco labo Windows XP, bet es šo sistēmu neinstalēju, tāpēc nevaru precīzi pateikt, cik pareizi tas darbojas, kā ir ar draiveriem.
Performance
Es tev tūlīt pateikšu Spēlētāji – šis dators nav priekš jums! Kā jau rakstīju par grafiku šeit, Intel HD Graphics, kas iebūvēts procesorā, diemžēl modernās spēles nedarbos. Bet dažām spēlēm ar to pilnīgi pietiek.
Ja izvēlaties datoru, kas aizņemtu maz vietas sērfošanai internetā, darbam biroja aplikācijās, video skatīšanai un mūzikas klausīšanai, darbam Photoshop un citos grafiskos redaktoros - tad varat būt drošs, ka šis mazulis tiks galā viegli ar visiem šiem uzdevumiem!
Veiktspējas pārbaude
Lai izmērītu veiktspēju, mēs izmantojām PerfomanceTest 8 testu, kuru varat lejupielādēt šajā vietnes www.passmark.com lapā, šajā testā:
- Kopējais rezultāts dators 680.4-709.0
- Procesors uzrādīja par 30% zemāku rezultātu nekā Core2Duo E8400
- Grafikas māksla, kā gaidīts, vājš, apmēram 2 reizes lēnāks nekā Radeon 6450
- Saskaņā ar atmiņas testu atpaliek no DDR2 - 16%, no DDR3 - vairāk nekā 37%
- Disks uzrādīja rezultātus 2,5 reizes ātrāk nekā parastie diskdziņi un 38% lēnāk nekā citi SSD diskdziņi
Detalizēti testa rezultāti:
2D grafika:
3D grafika:
Procesors:
Atmiņa:
Disks:
Gala rezultāts:
Pagājušā gada martā Google DeepMind izstrādātā programma AlphaGo uzvarēja vienu no labākajiem Go meistariem pasaulē Lī Sedolu. Šī spēļu sērija kļuva par indikatoru tam, uz ko spēj neironu tīkli. Un tās tiek izmantotas citās (mazāk globālās) lietojumprogrammās, piemēram, programmās ļaunprātīgas programmatūras noteikšanai vai teksta tulkošanai attēlos.
Paredzams, ka programmatūras tirgus, kas izmanto dziļas mācīšanās iespējas, tuvākajā nākotnē pārsniegs 1 miljardu ASV dolāru. Tāpēc pētnieki izstrādā īpašas mikroshēmas, kas spēj apstrādāt šādas lietojumprogrammas.
To vidū izceļas Google, Nvidia, Qualcomm u.c.. Taču šodien mēs gribētu runāt par Mičiganas universitātes zinātnieku attīstību - Michigan Micro Mote projektu - datoru, kura tilpums ir viens kubikmilimetrs.
SoftBank izpilddirektors Masayoshi Son ir ierosinājis, ka līdz 2035. gadam lietiskā interneta sīkrīku skaits sasniegs 1 triljonu. Tomēr mūsdienu ierīcēm, piemēram, kamerām, mikrofoniem, slēdzenēm, termostatiem, ir trūkums - tās nespēj pašas analizēt informāciju, tāpēc tās pastāvīgi pārraida to uz mākoni, tērējot enerģiju.
Mičiganas universitātes pētnieki nolēma atrisināt šo problēmu un izveidot viedus un mazus datorus ar sensoriem IoT.
"Ir grūti iedomāties, cik daudz datu ģenerēs triljons ierīču," saka Mičiganas Universitātes profesors Deivids Blauvs. "Izveidojot mazus, energoefektīvus sensorus, kas var analizēt lidojuma laikā, mēs padarīsim savu vidi drošāku un ietaupīsim elektroenerģiju."
Tieši enerģijas patēriņa problēma ir jāatrisina Michigan Micro Mote datoram, kas ir tik mazs, ka pēc izmēra pielīdzināms rīsa graudam.
Tomēr tā ir pilnībā funkcionāla skaitļošanas sistēma, kas spēj darboties kā viedais sensors. Piemēram, to izmanto, lai kontrolētu acs iekšējo spiedienu.
Pārsteidzoši maza jauda
Risinājuma pamatā ir mazs Phoenix procesors ar ļoti zemu enerģijas patēriņu. Phoenix procesors ir sadalīts kodolā un perifērijas ierīcēs. Kodols sastāv no 8 bitu centrālā procesora, 52 x 40 bitu datu brīvpiekļuves atmiņas (DMEM), 64 x 10 bitu brīvpiekļuves atmiņas (IMEM) un 64 10 bitu instrukciju lasāmatmiņas (IROM). kā arī jaudas vadības bloks.Perifērijā ietilpst vadības taimeris un temperatūras sensors, bet to skaitam var pievienot vēl 8 sensorus atkarībā no nepieciešamās funkcionalitātes.
Kodols un perifērijas ierīces sazinās, izmantojot sistēmas kopni, kas izmanto vienkāršu asinhrono protokolu. Phoenix procesors lielāko daļu laika pavada gatavības režīmā. Watchdog taimeris, kas ir vājstrāvas oscilators, pamodina procesoru un sāk apstrādāt un saglabāt temperatūras sensora rādījumus. Pēc uzdevuma pabeigšanas procesors atgriežas gatavības režīmā un gaida nākamo komandu - šī pieeja var nopietni samazināt enerģijas patēriņu.
CPU un citus loģiskos moduļus var atvienot no barošanas avotiem, kad to pakalpojumi nav nepieciešami, bet atmiņu (IMEM un DMEM) nevar, jo tai ir jāsaglabā tajā ierakstītie dati. Tāpēc SRAM moduļi joprojām ir galvenie enerģijas patērētāji. Šī iemesla dēļ dizaineri izmanto metodes, kas paredzētas, lai samazinātu strāvas noplūdi, piemēram, augstu sprieguma līmeni tranzistoru ieejās. Šim pašam mērķim tika palielināts bloķēšanas impulsa ilgums.
Lai vēl vairāk samazinātu enerģijas patēriņu, DMEM darbojas ar tā saukto bezmaksas sarakstu. Šajā sarakstā, ko pārvalda CPU, ir informācija par izmantotajām līnijām DMEM atmiņā. DMEM ir 26 slēdži (katrs savienots ar 2 rindām), kas selektīvi izslēdz strāvu gaidīšanas režīmā, pamatojoties uz brīvās atmiņas saraksta stāvokli.
Izstrādātāji arī optimizēja CPU veiktspēju, izmantojot IMEM un DMEM. Lai strādātu ar IMEM, tiek izmantots minimāls pamata komandu kopums. Instrukcijas garums ir ierobežots līdz 10 bitiem, populārajās operācijās tiek izmantotas elastīgas adresācijas metodes, bet mazāk populārās – netiešos operandus. Procesors ietver arī aparatūras saspiešanas atbalstu, lai maksimāli palielinātu atmiņas ietilpību.
Virtuālās atmiņas adrešu kartēšana DMEM tiek veikta, izmantojot fiksētu Hafmena algoritmu. DMEM pati par sevi ir sadalīta statiskos un dinamiski definētos blokos. Katrs 16 virtuālās atmiņas baiti saņem vienu statisku sadaļu rindu. Ja atmiņas ierakstīšana izraisa pārplūdi, pārpalikums ar rādītāju tiek pārsūtīts uz dinamisko sadaļu.
Kas attiecas uz iebūvēto temperatūras sensoru, tā diagramma ir parādīta attēlā iepriekš. No temperatūras neatkarīgs strāvas avots (Iref) un strāvas avots, kura rādījumi mainās atkarībā no absolūtās temperatūras (Iptat), ir savienoti ar gredzena oscilatoru, kas temperatūras informāciju pārvērš impulsos. Pēc tam šie signāli tiek ievadīti summēšanas skaitītājā, kas ģenerē digitālos datus. Tā kā temperatūras sensora vērtība nav jāuzglabā ilgu laiku, tas izslēdzas dīkstāves laikā, lai vēl vairāk taupītu enerģiju.
Savā darbā zinātnieki pārbaudīja Phoenix procesoru un atklāja, ka tas patērē 297 nW aktīvajā režīmā un tikai 29,6 pW gatavības režīmā.
No kā ir izgatavota “sviestmaize”?
Papildus procesoram Michigan Micro Mote ir vairāki citi “slāņi”, kas pilda savas funkcijas. Viens no tiem ir saules paneļi – saules baterija 1 kvadrātmilimetra platībā spēj saražot 20 nW jaudu.
Papildus saules paneļiem ierīce sastāv no vadības moduļa, radio moduļa, sensoru sistēmas saskarnes, paša procesora, akumulatora un jaudas vadības elementa.
Slāņi sazinās savā starpā, izmantojot īpaši izstrādātu universālu interfeisu, ko sauc par MBus. Šajā gadījumā zinātnieki var vienkārši aizstāt vienu no slāņiem ar citu, ieviešot jauna veida izsekošanas ierīci. Šis dizains ievērojami samazina ražošanas izmaksas.
Ceļš uz mikronākotni
"Mēs pašlaik strādājam pie tehnoloģijas uzlabošanas ziņojumapmaiņai starp datoriem," saka Blaauw. – Līdz šim mums ir izdevies sasniegt 20 metru attālumu. Tas ir nopietns uzlabojums, jo pirmās ierīces versijas varēja pārraidīt informāciju tikai par 50 centimetriem.
Zinātnieki no Mičiganas ISSCC konferencē demonstrēja šīs tehnoloģijas iespējas.
Pārklājuma zonas paplašināšanas klupšanas akmeņi joprojām ir antenas izmērs un nepieciešamība palielināt jaudu, lai pārraidītu informāciju lielos attālumos, kas ietekmē enerģijas patēriņu.
Pētnieki veic citus pasākumus, lai uzlabotu mikrodatoru. Piemēram, viņi nepārtraukti uzlabo ierīces atmiņu – iepriekšējās Micro Motes paaudzes izmantoja tikai 8 kilobaitus SRAM, kas padarīja tos nepiemērotus audio un video apstrādei. Tāpēc zinātnieku komanda jaunos datorus aprīkoja ar 1 megabaita zibatmiņu.
Turklāt vienai no Micro Mote ierīcēm, kas tika prezentētas ISSCC, bija dziļš mācību procesors. Mikrosīkrīks spēja kontrolēt neironu tīklu, vienlaikus patērējot tikai 288 μW. Parasti šādiem uzdevumiem ir nepieciešamas lielas atmiņas bankas un skaitļošanas jauda, ko nodrošina mūsdienu GPU.
Blaauw saka, ka viņu starta uzņēmums CubeWorks jau izstrādā ierīču prototipus un veic tirgus izpēti. Zinātnieki cer, ka pēc 2 gadiem būs pieejamas novērošanas kameras, kas spēs identificēt meklēto likumpārkāpēju tieši starp garāmgājējiem, un citas viedierīces no IoT pasaules.
