Опубликовано на сайте Fcenter

Мобильный мир в будущем (по материалам IDF Spring 2003)
(продолжение)

Виктор Рудометов
Евгений Рудометов
authors@rudometov.com

< <К началу статьи

Итак, какой же видится одному из ведущих руководителей фирмы Intel фабрика полупроводниковых компонентов в 2015 году? В качестве примера была рассмотрена работа на фабрике с гипотетическим наименованием Fab52, производящей процессоры на 450 мм подложке по будущему 11 нм технологическому процессу. На такой фабрике будущего довольно сложные, свободно перемещающиеся роботизированные механизмы, выполняя необходимые производственные операции, обмениваются разнообразной информацией. При этом они будут использовать возможности беспроводной передачи данных, позиционируя себя с помощью технологий типа LAC. Управляться все это будет как распределенными, так и мощными централизованными вычислительными средствами с использованием многих из вышеперечисленных технологий. Везде установлены беспроводные датчики, данные автоматически передаются в центральный управляющий компьютер. При необходимости компьютер сообщает информацию голосом. Каждый рабочий имеет практически мгновенный беспроводной доступ ко всем необходимым данным, используя мобильное устройство, которое свободно помещается на руке. Центральный компьютер контролирует и координирует работу беспроводным способом, зная, где расположен инженер, и что он делает. В качестве примера было продемонстрировано, как компьютер подсказал инженеру, как пройти к большому экрану для просмотра электронной схемы нового разрабатываемого устройства.
Итак, на такой фабрике немногочисленному персоналу останутся в основном ключевые функции контроля, осуществляемого либо локально, либо дистанционно с помощью разнообразных мобильных устройств, функциональные возможности и вычислительная мощь которых постоянно возрастает. И как уже неоднократно подчеркивалось, мобильные устройства, дополненные средствами, реализующими разнообразные беспроводные технологии, позволяют не только более эффективно выполнять уже существующие рабочие операции, но и значительно расширить сферу возможных применений данных перспективных изделий.

На данный же момент мобильные платформы, например, 2004 года должны включать:

преобразуемый, съемный ноутбук,
2,4 фунтовый (1,09 кг) графический планшет, 4,5 фунтовый (2,04 кг) лаптоп,
мощная аккумуляторная батарея, обеспечивающая работу в течение 6 часов,
литий полимерная (Li-Polymer) технология для аккумулятора, которая позволит создавать источник энергопитания произвольной формы и располагать его, например, по периметру компьютера,
Always-On Office Warrior,
Always Best Connected,
802.11a/b, GPRS, Bluetooth,
отсутствие вентиляторов,
жесткий диск форм-фактора 1,8",
датчик окружающего освещения, который позволит регулировать подсветку экрана в зависимости от освещенности окружающей среды,
высокопроизводительный процессор следующего поколения.

Несмотря на то, что многое из перечисленного ориентировано на будущее, образцы таких портативных компьютеров, являющихся физическим воплощением многих рассмотренных выше мобильных технологий, были неоднократно продемонстрированы на основных и специализированных докладах Форума Intel.

Дополнительный экран Always-On на крышке

Графический планшет, физически отделенный от ноутбука

Презентация новой технологии на ключевом докладе Ананда Чандрасекера


К слову сказать, большую роль в достижении поставленных целей совершенствования архитектуры и расширения возможностей мобильных компьютеров играет перспективная технология PCI Express. Она способна обеспечить сравнительно высокую пропускную способность, а, следовательно, и производительность. Кроме того, ее характеризует масштабируемость, сравнительно низкое энергопотребление, небольшая стоимость реализации.

Новый форм-фактор плат PCI Express, ориентированных в настоящее время в основном на мобильные решения и получившие наименование NEWCARD, подразумевает существенно меньшие размеры по сравнению с используемыми PCMCIA. Новые карты составляют приблизительно сорок процентов размера старых. Схожий дизайн внутренних (miniPCI Express) и внешних (NEWCARD) карт стандарта PCI Express существенно снижает стоимость разработки новых устройств, предназначенных для использования в мобильных компьютерах. Таким образом, разработав очередное внешнее устройство, производитель с легкостью сможет в перспективе мигрировать к его внутреннему использованию. Кроме этого форм-фактора, разработан также стандарт двойных карт. Эти карты сочетают в себе два устройства PCI Express и имеют, соответственно, двойную ширину. Вследствие этого при тех же, что и PCMCIA карты, размерах можно создавать уже два устройства.

Все необходимые для производства и использования карт нового форм-фактора спецификации будут доступны уже в 2003 году.

Слева направо карты: PCMCIA, PCI Express внешняя и внутренняя

Схемы использования внутренних и внешних карт PCI Express размера


Следует отметить, что немаловажное значение для эксплуатации мобильных устройств имеет такой параметр, как время автономной работы, обеспечиваемое внутренним источником питания. Над этой проблемой работают многие фирмы. В результате уже к концу 2004 года планируется создавать системы, способные работать более 8 часов. Чтобы понять пути возможной экономии энергии, на представленном ниже рисунке приведен процентный расход энергии батареи различными устройствами в мобильном компьютере. Указанные оценки были получены в процессе тестирования, в котором использовалась система, созданная на основе следующих компонентов:
процессор Intel Pentium III-M с тактовой частотой 1,2 ГГц,
чипсет Intel 830MP,
дисплей LCD 14,1” SXGA+,
жесткий диск 30 Гбайт,
оперативная память 256 Мбайт,
оптический дисковод CD/DVD Combo,
операционная система Windows XP,
тест MobileMark 2002.

Процентный расход энергии батареи различными устройствами в мобильном компьютере

На представленной диаграмме видно, что основными потребителями энергии являются дисплей, процессор и система энергопреобразования. Именно поэтому ведутся разработки дисплеев с низкой потребляемой мощностью 3 Вт. Что касается процессоров, то фирма Intel уже разработала новую мобильную платформу и даже продемонстрировала ее в действии. Речь идет о технологии, получившей наименование Intel Centrino. Эта технология предусматривает использование следующих компонентов мобильной платформы:

процессор Intel Pentium M, ранее известный как Banias и состоящий примерно из 77 млн. транзисторов,
специально разработанный чипсет (семейство Intel 855 с хабом ICH4-M),
плата беспроводного доступа Intel Pro.

Применение указанных компонентов позволяет не только повысить производительность мобильных решений, но и реализовать дополнительные функции, например, такие, как беспроводной доступ к сетевым ресурсам, а также значительно снизить общее энергопотребление.

Необходимо отметить, что в 2002 году системы строились из расчета потребления в среднем 15 Вт. В 2003 году этот показатель должен быть снижен до уровня 13 Вт. Системы же 2004 года будут потреблять уже в среднем менее 10 Вт.

Энергопотребление компонентов компьютера
   2003, Вт  2004, Вт
 LCD (14.1' XGA) + Inverter  4.20  3.20
 CPU  1.00  0.80
 GMCH  1.00  1.10
 Memory ICH  0.30  0.50
 Wireless  0.60  0.75
 Другие компоненты  1.20  1.20
 Тактовый генератор  0.70  0.50
 Вентилятор  0.30  0.30
 HDD  1.20  1.20
 DVD / CD-RW  0.40  0.40
 Потери в источнике питания  1.11  0.89
 ELB (оптимизация потребления DVD, LCD, ALS и т.д.)  -  -1.00
 Суммарная мощность  12.16  9.99

Следует отметить, что вместе с многочисленными технологиями, обеспечивающими снижение уровня энергопотребления компонентами мобильных систем, разрабатываются альтернативные традиционным литий ионным (Li-Ion) батареям источники питания. Наиболее многообещающими и перспективными является технологии электропитания, основанные на использовании разнообразных топливных элементов.

Так, например, в феврале 2003 года была осуществлена техническая демонстрация одного из таких элементов, основанных на применении метанола. При этом обещано, что уже в 2004 году будет создан прототип серийных моделей таких устройств. В начале же 2006 года планируется массовый выпуск и использование подобных источников питания в различных устройствах.

Благодаря реализации принципиально новых и чрезвычайно перспективных источников электропитания, обладающих большой энергоемкостью, будущие мобильные системы будут обладать существенно большим ресурсом автономной работы, а также меньшими габаритами и весом. В сочетании же с реализацией описанных технологий они позволяют вывести мобильные устройства на новый уровень функциональных возможностей. Каких — покажет время. Контуры же будущего на ближайшие несколько лет были обозначены на прошедшем весеннем Форуме Intel.

В статье были использованы материалы IDF Spring 2003 и документы фирмы Intel.

Перейти к разрелу Процессоры