Евгений Рудометов 

 >>    Часть 1

(создано с помощью ИИ,  кликнуть мышью для увеличения картинки) 

Игровой монитор Thunderobot Silver Wing LF27F165L оснащен 27-дюймовым экраном разрешением 1920 х 1080 пикселей. В изделии используется жидкокристаллическая (ЖК) матрица с быстрым откликом. Она гарантирует естественную цветопередачу без появления искажений и полный охват цветов. Светодиодная (LED) подсветка обеспечивает высокую яркость. Яркость дисплея — до 330 кд/м², контрастность изображения — до 1000:1 (динамическая контрастность — до 1 000 000 : 1). Широкие углы обзора матрицы гарантируют качественную картинку практически под любым углом, что обеспечивает хорошую видимость из любого угла комнаты. Матовая поверхность экрана исключает возникновение бликов. Глубина цвета — 8 бит.

Время отклика достигает 1 мс, частота обновления кадров в случае необходимости может быть увеличена до 165 Гц. Это обеспечивает четкость изображения в динамических  сценах без разрывов и смазывания (рис.4). Используемая высокоскоростная матрица позволяет эффективно использовать монитор в различных игровых сценариях. Ускоренное обновление картинки позволяет не только быстрее целиться, но и видеть соперника раньше, что может стать преимуществом в играх. Данный монитор подходит для игроков высокого уровня.

Рис. 4.  Картинки на экране LF27F165L при 60 и 165 Гц
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Реализованная в мониторе LF27F165L технология Adaptive Sync точно координирует частоту FPS и частоту обновления экрана для того, чтобы уменьшить время отклика без сдвигов и разрывов изображения.

Отсутствие ШИМ (ШИМ — широтно-импульсная модуляция), обеспечиваемое за счет использования DC dimming подсветки, обеспечивает высокое качество картинки без мерцания. Это снижает утомляемость и позволяет пользоваться монитором на протяжении длительного времени.

Технология Low Blue Light эффективно уменьшает количество синего света в излучаемом цветовом диапазоне. Это обеспечивает защиту глаз и снижает утомляемость, особенно при длительной работе за монитором. Кроме того, это актуально в условиях низкой освещенности, что характерно для вечернего времени.

Из других особенностей следует упомянуть поддержку технологий AMD FreeSync и Nvidia G-Sync Compatible, увеличение яркости в тенях, экранный прицел, счетчик кадровой частоты, таймер, повышение четкости в движении (вставка черного кадра) и др.

Управление монитором осуществляется пятью клавишами. Они расположены на задней панели монитора вблизи правой грани корпуса монитора (на рис 5 они обозначены красно-желтым контуром). При этом нижняя клавиша — это клавиша включения/выключения устройства. На передней панели монитора, справа внизу, находится индикатор питания. Он синий в режиме работы, красный в режиме ожидания и не горит, когда монитор выключен. С помощью остальных четырех клавиш осуществляется вызов на экран монитора меню выбора активного видеопорта, а также экранное меню установки параметров, определяющих работу монитора.

Что же касается расположения данных клавиш, то выбранное конструкторами монитора решение нельзя назвать удачным, так как настройку режимов монитора приходится осуществлять, по сути, на ощупь. Пожалуй, размещение этих пяти элементов управления на передней панели было бы более комфортным вариантом для пользователей. Еще лучше — настройка средствами компьютера или с помощью пульта дистанционного управления. Однако эти возможности в конструкции данного монитора, увы, не предусмотрены.

Подключение внешних устройств к монитору производится посредством видеопортов. Они расположены в нижнем торце корпуса монитора (рис. 6). Здесь же расположены разъемы аудио и электропитания. Доступ к портам и разъемам облегчается, если убрать съемную, по сути, декоративную пластиковую пластину (она на рис. 5 обозначена желтым контуром). Снимается и устанавливается она легко.

Рис. 5.  Задняя панель монитора LF27F165L
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 6.  Порты и разъемы монитора LF27F165L
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Очевидно, что любой монитор нуждается в достаточном и качественном энергопитании. Необходимое энергопитание монитора LF27F165L осуществляется от сети переменного тока через комплектный адаптер (рис. 1, рис. 7). Этот адаптер рассчитан на работу при входном напряжении 100—240 В, 50/60 Гц. Он обеспечивает на выходе до 48 Вт постоянного тока: напряжение — 12 В, ток — до 4 А. Согласно спецификациям LF27F165L максимальная потребляемая мощность данного монитора в рабочем режиме составляет 45 Вт, а в режиме сна — менее 0,5 Вт, в выключенном состоянии — менее 0,3 Вт.

Рис. 7.  Адаптер питания LF27F165L
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рассматривая особенности архитектуры монитора LF27F165L, необходимо отметить, что встроенных динамиков у монитора нет. Это обстоятельство, конечно, нельзя назвать достоинством указанной модели. Но у данного монитора есть аудиоразъем 3,5 мм (рис. 6). К данному разъему можно подключить аудиогарнитуру, например, Thunderobot H31. Подключение этой или аналогичной модели гарнитуры обеспечивает качественное индивидуальное прослушивание аудиокомпоненты поступающего в монитор сигнала. А любители громкого звука к этому разъему могут подключить активную звуковую колонку или даже внешний усилитель низких частот с соответствующей мощной акустической системой.

Что же касается видеосигнала, то он в монитор LF27F165L подается через соответствующие порты (рис. 6): либо через DisplayPort версии 1.2 (DP 1.2), либо через HDMI версии 1.4. Кстати, для подключения монитора к компьютеру в составе комплекта поставляется 1,5 м кабель DP 1.2. Необходимо отметить, что кабели DP этого стандарта имеют максимальную пропускную способность 17,28 Гбит/с, то есть больше, чем требуется для реализации заявленных характеристик монитора LF27F165L. Такой кабель благодаря значительному запасу по пропускной способности, как показало тестирование, позволяет устойчиво передавать поток 1080р (Full HD) с частотой обновления изображения до 165 Гц.

Рис. 8.  Подключение LF27F165L к компьютеру
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В следующей части  данной статьи — результаты тестирования монитора LF27F165L

(создано с помощью ИИ,  кликнуть мышью для увеличения картинки)   

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Примеры ноутбуков

Интересная модель того времени – Everex с процессором i386SX-25. Архитектура и дизайн этой модели допускает возможность установки сопроцессора i387SX, что увеличивает производительность данного ноутбука.

Ноутбук Everex
(кликнуть мышью для увеличения картинки)

В основе этого компьютера лежит двухплатное решение. Семидюймовый черно/белый ЖК-дисплей разрешением 640×480, легко сменяемые жесткий диск IBM с интерфейсом IDE и информационным объемом 80 Мбайт, дисковод гибких дисков 1,44 Мбайт, блок Ni-Ca аккумуляторов. Управление осуществляется с помощью клавиатуры и миниатюрного трекбола. Оперативная память — 2 Мбайт с возможностью увеличения до 4 Мбайт с помощью замены специальной платы памяти. Внешние интерфейсы представлены разъемами VGA, LPT, Com и для внешней клавиатуры. Ноутбук помещен в металлический корпус и весит более 3 кг. Несмотря на ограниченность функциональных возможностей, по дизайну он уже напоминает современные модели.

Не менее интересно семейство ноутбуков IBM ThinkPad. В октябре 1992 года в рамках данного сеейства были анонсированы три модели: 300, 700, 700С. Основой каждой из них стал процессор Intel 80386SL частотой 25 МГц, оперативная память составляет 4–16 Мбайт, встроенный LCD монитор — монохромный, 9,5 дюйма, разрешением 640×480. Накопители представлены жестким диском 80 Мбайт и 3,5-дюймовым флоппи-дисководом.

Ноутбук IBM ThinkPad
(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Модели 700 и 700C отличаются наличием процессора Intel 80486SLC частотой 50 МГц (2×25 МГц). Последняя укомплектована цветным 10,4-дюймовым LCD-монитором с поддержкой 256 цветов – в комплекте с HDD 120 Мбайт она предлагалась за $4350.

Конечно, все перечисленные характеристики могли варьироваться в зависимости от модели и производителя.

Приведенные данные дают только общее представление о том, какими были компьютеры начала девяностых годов прошлого века, то есть три десятка лет назад. Остается сравнить параметры и цены указанных устройств с современными моделями компьютеров. Но это уже может сделать каждый из нас самостоятельно.

А вот предсказать, что будет через следующие три десятка лет, — вряд ли возможно. Однако можно уверенно утверждать только то, что, безусловно, будет очень интересно!
   

>>    Часть 1 
       

Сокращенные версии статьи: 

• Компьютеры тридцать лет тому назад
• Компьютеры тридцать лет тому назад. / IT-Expert. 2023, №7
• Компьютеры, какие они были 30 лет назад. / Вы и ваш компьютер. 2023, №10, с.14-18 

В статье были использованы материалы книг:

• «PC: Overclocking, Optimization, & Tuning, Second Edition». — USA: A-LIST
• «PC: Hardware Tuning & Acceleration». — USA: A-LIST
• «PC: настройка, оптимизация разгон» Изд.2-е, доп. — СПб.:  BHV-Санкт-Петербург
• “Форсирование аппаратных средств РС”. — СПб.: БХВ-Петербург
• “Аппаратные средства и мультимедиа”. — СПб.: Питер
• “Современное железо: настольные, мобильные и встраиваемые компьютеры”. — СПб.: БХВ-Петербург

В статье были использованы материалы сайтов:

• Википедия
• Ряда других сайтов

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Ноутбуки

Ноутбуки начала 90-х хотя и были довольно примитивными по сравнению с современными, но представляли собой важный шаг в развитии переносных компьютеров. Давайте рассмотрим некоторые нюансы их архитектуры, характеристики, а также внешние интерфейсы. Но сначала с помощью «Википедии» проведем небольшой экскурс в историю развития ноутбуков. Эти компьютеры в некоторых странах называют лэптопами или иногда лаптопами.

Итак, идею создания вычислительной машины «размером с блокнот, имеющей плоский монитор и умеющей подключаться к сетям без проводов», выдвинул начальник исследовательской лаборатории фирмы Xerox Алан Кей (Alan Curtis Kay) в 1968 году. А в 1982 году по заказу NASA Уильям Могридж (William Grant ‘Bill’ Moggridge, британский дизайнер, изобретатель и педагог, основатель дизайнерской компании IDEO) создал первый в мире ноутбук Grid Compass. Устройство имело 340 Кбайт оперативной памяти ЦМД (цилиндрические магнитные домены), процессор Intel 8086 с тактовой частотой 8 МГц и люминесцентный экран и использовалось в программе Space Shuttle.

Первая общегражданская модель, получившая название “Osborne 1”, была создана Адамом Осборном (Adam Osborne, американский компьютерный дизайнер). Устройство имело следующие параметры: масса — 11 кг, оперативная память — 64 Кбайт, процессор — Zilog Z80A с тактовой частотой 4 МГц, два дисковода 5,25”, три порта, в том числе для подключения модема, монохромный дисплей 8,75×6,6 см – 24 строки по 52 символа, клавиатура – 69 клавиш. Данный мобильный компьютер был создан в 1981 году и выпущен на рынок по цене $1795.

Мобильный компьютер Osborne 1
(кликнуть мышью для увеличения картинки)

В 1990 году Intel представила первый специализированный процессор для мобильных персональных компьютеров — Intel386SL. По меркам того времени он был сравнительно мощным, снабжен рядом оригинальных микроархитектурных решений, существенно снижающих энергопотребление. Данное обстоятельство позволило ряду известных компаний создать большое количество моделей мобильных компьютеров. Это сделало их массовым продуктом, хотя и явно недешевым.

Процессор

В ноутбуках, предлагаемых потенциальным пользователям три десятка лет назад, обычно использовались процессоры Intel 386 или Intel 486. Мобильные версии этих процессоров обеспечивали меньшую вычислительную мощность, чем их настольные аналоги, однако были достаточно мощными для большинства задач того времени (тактовая частота обычно колебалась от 16 до 50 МГц). В качестве примеров можно привести:

Варианты Intel 80386SX с частотами 16 (1988 г.), 20 (1989 г.), 25 и 33 МГц (1992 г.), внутренней архитектурой 32 бит, внешней шиной данных 16 бит, внешней шиной адреса 24 бит, адресуемой физической памятью 16 Мбайт, количество транзисторов – 275 000. Созданы по технологии 1,5 и 1 мкм, индекс производительности iCOMP модели Intel 80386SX-33 составлял 56, для ее увеличения использовались микросхемы сопроцессоров Intel 80387.

Варианты Intel 80386SL с частотами 20 (1990 г.), 25 (1991 г.) – первые энергосберегающие процессоры для портативных ПК. Семейство SL отличалось от семейства SX тем, что имело на кристалле также контроллер оперативной памяти, контроллер внешней кэш-памяти объемом 16–64 Кбайт и контроллер шины.

Варианты Intel 80486SX с частотами 16/20/25 МГц (1991 г.), 33 и 25х2 МГц (1992 г.), внутренней архитектурой 32 бит, внешней шиной данных 32 бит, внешней шиной адреса 32 бит, адресуемой физической памятью 4 Гбайт и количеством транзисторов – около 1,2 млн. Созданы по технологиям 1 и 0,8 мкм. Индекс производительности iCOMP модели Intel 80486SX-33 составлял 136, для ее увеличения использовались микросхемы сопроцессоров Intel 80487.

Варианты Intel 80486SL с частотами 20/25/33 МГц (1992 г.), внутренней архитектурой 32 бит, внешней шиной данных 32 бит, внешней шиной адреса 26 бит, адресуемой физической памятью 64 Мбайт (виртуальной — 64 Тбайт), количество транзисторов – около 1,4 млн, созданы по технологии 0,8 мкм. Являются энергосберегающими процессорами для портативных ПК. Для увеличения производительности использовались микросхемы сопроцессоров Intel 80487.

Аналоги указанных процессоров серий i386 и i486 производились компаниями AMD, Cyrix, VIA и др.

Позднее появились и настольные компьютеры с процессорами Intel Pentium, анонсированными в 1993 году. В мобильные же компьютеры процессоры Intel Pentium попали значительно позже.

Оперативная память

Как правило, ноутбуки начала 90-х имели от 2 до 8 Мбайт оперативной памяти (DRAM). Данного информационного объема вполне хватало для запуска большинства операционных систем и приложений того времени, включая MS DOS и ранние версии MS Windows. Но встречались и модели с большими значениями DRAM. Большинство мобильных систем использовали чипы оперативной памяти типа FPM DRAM с тактовой частотой около 20-30 МГц. Соответствующие чипы часто распаивались на материнской плате без возможности расширения информационного пространства оперативной памяти. Однако для некоторых моделей ноутбуков все-таки допускалось увеличение памяти путем установки фирменных модулей в специальные разъемы материнских плат. В дальнейшем этот тип памяти в архитектурах мобильных компьютеров вытеснили более совершенные варианты: EDO, DDR, DDR2 и т. д.

Жесткий диск

Жесткий диск (HDD) в ноутбуках начала 90-х годов подключался посредством шины IDE и обычно имел емкость от 20 до 120 Мбайт. Этого информационного объема было вполне достаточно для хранения системного программного обеспечения в лице MS DOS и MS Windows того времени, например MS DOS 5.0 и MS Windows 3.1, а также пользовательских программ и данных.

Экран

Обычно в такие устройства устанавливался монохромный ЖК-дисплей диагональю около 10 дюймов и разрешением около 640×480 пикселей – это считалось достаточно высоким качеством изображения, тем более, что панели с бóльшим разрешением, как правило, были недоступны для конструкторов и производителей таких компьютеров.

Кстати, в дисплеях ноутбуков того времени для подсветки ЖК-матрицы использовались миниатюрные люминесцентные лампы с парами ртути внутри.

Батарея

Поскольку ноутбуки того времени укомплектовывались никель-кадмиевыми элементами, их эксплуатация требовала аккуратности. Дело в том, что данному типу аккумуляторов был присущ так называемый «эффект памяти», который проявлялся в уменьшении фактической емкости батареи при пополнении ее заряда без предварительного полного разряда. Тем не менее, они обеспечивали пользователям необходимую мобильность в течение 2-3 часов. Конечно, время автономной работы, как и сегодня, во многом зависело от сложности решаемых задач и устанавливаемой яркости ЖК-дисплеев.

Клавиатура и указатель

Клавиатуры ноутбуков того времени были схожи с современными вариантами, но могли быть меньше и не иметь некоторых клавиш. Для обеспечения комфортной работы конструкторы использовали трекбол или встроенную клавишу, которые применялись в качестве указателей. А привычные сегодня тачпады в архитектуре ноутбуков стали элементами мобильных компьютеров значительно позже.

Внешние интерфейсы и разъемы

Большинство моделей ноутбуков имели внешний разъем параллельного порта (LPT), который обычно использовался для подключения принтеров, и один или два внешних разъемов последовательных портов (COM) — для модемов, мыши и пр., а также разъем VGA для внешнего монитора или проектора. В качестве дополнительной энергонезависимой памяти устанавливался встроенный привод для гибких 3,5-дюймовых дискет емкостью 1,44 Мбайт. Некоторые модели имели в своем составе PS/2-порт для внешней клавиатуры или мыши. В то время как встроенные аудиосистемы не стали стандартом, некоторые ноутбуки могли иметь разъемы для внешних динамиков, наушников, микрофона. Остается добавить, что вес типичного компактного ноутбука того времени составлял от 2,5 до 4 кг.

В следующей части  данной статьи — примеры моделей ноутбуков начала девяностых
   

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Настольные компьютеры

Настольные компьютеры (десктопы) состояли традиционно из следующих частей: системный блок, монитор, устройства ввода в лице клавиатуры, мыши, игровых пультов и т.п. В ряде случаев, обычно на рабочих местах, к системному блоку дополнительно подключались принтер и внешние накопители информации. Иногда ученые и инженеры подключали к системному блоку еще и кое-какие измерительные и исполнительные устройства.

Необходимо отметить, что на указанном временном рубеже существовали настольные компьютеры разных архитектур, создаваемые и выпускаемые на рынок миллионами штук компаниями разных стран. Не остался в стороне от этого процесса и CCCP, в котором к 92 году массово выпускалось несколько десятков моделей компьютеров, выпуск некоторых превышал 100 тыс. экземпляров. На советском и мировом пространстве присутствовало большое количество моделей разных систем команд и архитектур. Однако постепенно это разнообразие сокращалось, и стандарты IBM PC стали доминировать среди производителей персональных компьютеров.

Монитор и системный блок настольного компьютера
(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Итак, архитектура системных блоков включала в себя центральный микропроцессор (процессор), чипы и модули оперативной памяти, жесткие (HDD) и гибкие (floppy) диски, материнскую плату с шинами и разъемами (слотами), видеокарту и встроенный блок питания от сети переменного тока. Они, как и в случае современных моделей, были объединены в единую систему посредством материнской платы. Она обеспечивала электрические и логические связи между всеми электронными элементами.

Процессор

Процессоры тех компьютеров были значительно менее мощными, чем современные. Например, Intel 486, который широко использовался в то время, работал на частоте от 16 до 100 МГц. Это считалось весьма высокими характеристиками, и некоторое время эти процессоры вполне соответствовали потребностям решаемых задач. Но задачи усложнялись, и запросы пользователей росли. Отвечая на запросы рынка, компания Intel разработала и выпустила в 1993 году процессор Intel Pentium. Благодаря реализации в своей микроархитектуре ряда перспективных технологий он резко повысил скорость обработки данных и стал своеобразным стандартом для персональных компьютеров. Работая на частоте до 200 МГц, этот процессор значительно увеличил производительность компьютеров. Благодаря успехам полупроводниковых технологий и совершенствованию микроархитектурных решений появились следующие модели, обладающие большими возможностями.

Конечно, современные многоядерные Intel Core i7 и Core i9 с тактовой частотой почти 5 ГГц, обеспечивают в сотни и даже в тысячи раз большую производительность по сравнению с самыми скоростными моделями Intel Pentium начала и середины 90-х годов.

Оперативная память

Оперативная память в компьютерах начала 90-х была довольно ограниченной по современным меркам. Стандартный настольный ПК обычно имел от 4 до 16 Мбайт оперативной памяти. Основным типом того времени была FPM DRAM (Fast Page Mode Dynamic Random Access Memory) с частотой работы 25 и 33 МГц. Она использовала шину данных 8 бит, имела на частоте 25 МГц пропускную способность до 25 Мбайт/с.

Как и в случае процессоров, современные варианты модулей оперативной памяти DDR4 SDRAM с частотой работы от 1600 до 3200 МГц, обеспечивают значительно большую пропускную способность — до 25600 Мбайт/с на частоте 3200 МГц в одноканальном режиме и до 51200 Мбайт в стандартном двухканальном режиме. А новейшие модули DDR5 SDRAM с частотой работы до 8400 МГц демонстрируют еще большие скоростные возможности.

Диски

Для долгосрочного энергонезависимого хранения данных и программного обеспечения, в настольных компьютерах использовались, как и сегодня, жесткие диски. Но в начале 90-х они обычно имели емкость от 40 до 500 Мбайт. Эти значения сегодня могут казаться ничтожными, но тогда этого было вполне достаточно для решения задач большинства пользователей. Жесткие диски того времени подключались через параллельный интерфейс IDE (Integrated Drive Electronics). Он был стандартом в течение длительного времени, так как предлагал достаточную скорость для технологий того периода.

А для внешнего хранения информации использовались гибкие диски 5,25” емкостью 360, 720 и 1200 Кбайт и 3,5” — 720 Кбайт и 1,44 Мбайт.

В современных ПК старшие модели жестких дисков уже достигли 30 Тбайт, гибкие же диски не используются уже более 10 лет.

Системная шина

Системная шина обеспечивала физическую связь между компонентами компьютера, включая процессор, оперативную память, жесткий диск и расширительные слоты. В начале девяностых основным типом системной шины был ISA (Industry Standard Architecture). Шина этого стандарта использовалась в большинстве настольных ПК и позволяла подключать различные устройства – видеокарты, звуковые карты и модемы. Однако с выпуском Intel Pentium появилась новая системная шина — PCI (Peripheral Component Interconnect), которая предлагала значительно более высокую пропускную способность. Эта шина стала стандартом для нескольких поколений процессоров.

В современных компьютерах роль системной шины стали исполнять внутренние шины процессора, соединяющие встроенные в процессор контроллеры и подсистемы. Остальные компоненты (внешняя видеокарта, модули оперативной памяти, диски и др.) современного ПК подключаются к процессору посредством шин PCI-Express.

Приводы и интерфейсы

Стандартными компонентами настольного ПК начала девяностых были еще и флоппи-диск, CD-ROM (привод для более новых моделей), параллельные (LPT) и последовательные (COM) порты для подключения периферийных устройств (таких как принтеры или модемы), а также VGA-порт для подключения CRT-монитора.

Увы, указанные приводы и порты покинули современные компьютеры. Информацию все чаще пересылают через беспроводные сети Wi-Fi и Bluetooth, а вместо указанных портов теперь USB, Gigabit (RJ-45), HDMI, Mini-DisplayPort.

Видеосистема

Видеокарты того времени обычно поддерживали разрешение от 640×480 до 800×600 пикселей и были способны отображать от 16 до 256 цветов. Более продвинутые модели поддерживали более высокое разрешение и широкую цветовую гамму, но стоили дорого и использовались в основном профессионалами и энтузиастами.

Мониторы начала 90-х годов были типа CRT (Cathode Ray Tube). Их часто называли ЭЛТ или просто «трубками». Большие и весьма тяжелые, обычно с диагональю экрана 14–21 дюйма, они, как правило, обеспечивали разрешение от 640×480 до 1024×768 пикселей. Большинство мониторов использовали стандарт VGA (Video Graphics) для подключения к компьютеру, хотя некоторые более продвинутые модели могли использовать стандарты SVGA (Super VGA) или XGA (Extended Graphics) для получения более высокого разрешения и лучшего качества изображения.

В дальнейшем мониторы ЭЛТ ушли в прошлое вместе с соответствующими стандартами и разъемами. Их место заняли мониторы на жидких кристаллах (ЖК, LCD).

Современные настольные компьютеры комплектуются мониторами ЖК, обладающими обычно разрешением 1920×1080 и подключаемыми обычно через разъемы HDMI или Mini-DisplayPort.

Блок питания

Блок питания обеспечивал электрическим током все компоненты системы. Обычно он мог выдавать от 200 до 300 ватт, его было достаточно для работы компонентов того времени. Это базовое описание настольного компьютера начала девяностых годов, хотя, конечно, детали могли варьироваться в зависимости от конкретной модели и производителя.

Возросшая многократно вычислительная мощь современных компьютеров потребовала соответствующего энергопитания, в результате чего не являются редкостью блоки мощностью 1000 Вт.

В следующей части  данной статьи — о ноутбуках начала девяностых.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)
   

>>    Часть 2 
      

Евгений  Рудометов

(кликнуть мышью для увеличения картинки)   

Введение

Стабильное энергопитание является важным условием внедрения и успешного функционирования современных технологий и промышленных процессов. Отвечая на потребности рынка, многочисленные исследователи и инженеры в своих лабораториях постоянно создают новые и улучшают существующие методы и устройства генерации электрической энергии. Среди них, например, электрогенераторы, основу которых составляют термоэлектрические модули, обеспечивающие преобразование тепла в электричество. Такие устройства и компоненты привлекают внимание конструкторов благодаря своим уникальным свойствам и потенциалу в генерации электричества.

В этой статье мы еще раз рассмотрим принцип работы модулей Пельтье, возможность их использования в холодильниках и в термоэлектрических генераторах (термоэлектрогенераторах), осуществляющих прямое преобразование тепловой энергии в энергию электрическую. В статье будут описаны преимущества модулей, некоторые их и термоэлектрогенераторов технические параметры, а также конкретные примеры применения модулей Пельтье в различных генераторах электрического тока. При этом проанализируем стационарные и космические генераторы, их компоненты и особенности конструкции, различные источники тепла для генерации тока, включая радиоактивные, а также зависимость эффективности преобразования от различных условий.

Принцип работы термоэлектрических модулей

Работа термоэлектрических модулей, которые традиционно и, как будет ясно из последующего текста, не совсем корректно называются модулями Пельтье, основана на ряде электрических и тепловых эффектов. Они возникают в соединениях некоторых разнородных проводников, а также в соединениях полупроводников. Со времени открытия этих эффектов с ними связывают имена таких известных ученых девятнадцатого века как Ж. Ш. Пельтье и Т. И. Зеебек.

Жан Шарль Пельтье

Томас Иоганн Зеебек

Эффект Пельтье был открыт в далеком 1834 г. французским исследователем Жаном Шарлем Пельтье (Jean-Charles Athanase Peltier, 1785‑1845), в дальнейшем данный эффект был детально изучен российским физиком немецкого происхождения, академиком СПбАН Эмилием Христиановичем Ленцем (Heinrich Friedrich Emil Lenz; 1804-1865). Суть открытого эффекта заключается в переносе энергии при прохождении электрического тока через разнородные проводники. Это проявляется как выделение или поглощение тепла при прохождении электрического тока через контакт двух разнородных проводников. С целью усиления данного термоэлектрического эффекта указанные проводники, как правило, а точнее — всегда, объединяют в массивы.

В двадцатом веке эффект Пельтье был открыт и для случая полупроводников, где его проявление по сравнению с применявшимися тогда материалами оказалось более сильным. Как результат, в настоящее время термоэлектрический модуль — это в большинстве случаев уже не массив биметаллических соединений, а набор специальных полупроводниковых термоэлектрических элементов.

А теперь немного о теории возникновения указанного термоэлектрического явления. Как установлено, на контакте двух веществ имеется контактная разность потенциалов, которая создает внутреннее контактное поле. Если через область соединения разнородных проводников протекает электрический ток, то это поле будет либо способствовать прохождению тока, либо препятствовать. Если ток идет против контактного поля, то внешний источник должен затратить дополнительную энергию, которая выделяется в контакте, что приведет к его нагреву. Если же ток идет по направлению контактного поля, то он может поддерживаться этим полем, которое и совершает работу по перемещению зарядов. Необходимая для этого энергия отбирается у вещества. В результате уменьшается его внутренняя энергия, что сопровождается охлаждением его в месте контакта.

Как уже отмечалось, эффект становится значительно заметнее при объединении элементов в массивы, формирующих модули. Таким образом, каждый модуль состоит из наборов термоэлектрических пар, соединенных между собой параллельно или последовательно и расположенных между двумя теперь обычно керамическими пластинами. При прохождении электрического тока через такой термоэлектрический модуль, одна его сторона нагревается, а другая охлаждается. Это происходит из-за того, что электрический ток вызывает перенос тепла от одной стороны модуля к другой.

Подобные средства успешно применяются в различных областях науки и техники, где возникает необходимость в компактных и высоконадежных устройствах охлаждения.

О возможности преобразования тепловой энергии в энергию электрическую  в следующей части  данной статьи.
    

(кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 2 
      

Виктор  Рудометов
Евгений  Рудометов

    >>    Часть 2
 

(кликнуть мышью для увеличения картинки)   

Современные кулеры с модулями Пельтье

Используя опыт своих многочисленных предшественников, накопленный в течение десятков лет, американская компания Phononic в 2015 году анонсировала выпуск оригинального кулера. Изделие получило наименование Phononic HEX 1.0. По утверждению разработчиков оно сопоставимо по эффективности с системами водяного охлаждения при существенно меньших габаритах и более простой конструкции. Конструкция включает теплоотводящее основание, двухсекционный радиатор, а также 80-миллиметровый вентилятор, расположенный между секциями. Данная система охлаждения совместима с процессорами Intel в исполнении LGA2011, 1366, 1156, 1155 и 1150. Вскоре, примерно через год, на основании опыта эксплуатации изделия Phononic HEX 1.0 компания разработала и выпустила на рынок модель Phononic HEX 2.0 (рис. 4). В состав этого кулера входит элемент Пельтье, а также теплоотводящее основание с тепловыми трубками, связанное с двумя секциями радиатора. Между ними, как и в случае предыдущей модели, находится вентилятор, но, правда, диаметром уже не 80 мм, а 92 мм. Скорость вращения этого вентилятора регулируется. Кулер совместим с процессорами Intel в исполнении LGA2011 и LGA115x, а также процессорами AMD в исполнении AM2, AM2+ и AM3+. Габариты Phononic HEX 2.0 — 125 × 112 × 95 мм, масса — 810 г. В кулере использована светодиодная подсветка. Настройки подсветки и другие параметры работы охладителя доступны в комплектной утилите. Данное устройство предлагается по цене $150.

Рис. 4. Кулер Phononic HEX 2
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

А сравнительно недавно компания EKWB в рамках совместного с Intel проекта представила термоэлектрическую систему охлаждения EK-QuantumX Delta TEC. Изделие специально разработано для отвода тепла от процессоров Intel Core 10-го поколения, известных по кодовому имени Comet Lake. В составе EK-QuantumX Delta TEC используется полупроводниковый модуль Пельтье. Его холодная сторона контактирует с крышкой процессора, а вот образующееся тепло процессора и, конечно, самого модуля отводится средствами водоблока. Данная система, использующая технологию Intel CryoCooling, позволяет достичь уровня охлаждения ниже температуры окружающей среды. Для исключения появления конденсата на холодных поверхностях при значениях температуры ниже точки росы в устройстве используется изолирующий кожух и специальные аппаратно-программные средства, разработанные компанией Intel. Эти средства непрерывно контролируют и корректируют параметры работы системы. Устройство совместимо с разъемом LGA 1200. Для своей работы оно требует отдельного мощного источника электропитания.

Указанная разработка открыла целую серию аналогичных устройств. Так, например, на основе накопленного опыта было создано в сотрудничестве с Intel изделие EK-QuantumX Delta TEC EVO E2 (рис. 5). Как утверждает производитель, это эволюция 2-го поколения криоохлаждающих водоблоков. Данное устройство по сравнению со своим предшественником имеет более мощную пластину TEC, обеспечивающую более чем на 50 Вт большую мощность охлаждения, а также улучшенную электронику второго поколения Delta TEC. На сайте производителя изделие EK-QuantumX Delta TEC EVO E2 предлагается по цене 355,38 евро.

Рис. 5. Кулер EK-QuantumX Delta TEC EVO E2
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

От сектора термоэлектрических устройств охлаждения не осталась в стороне и хорошо известная компания Cooler Master. Она предложила пользователям компьютеров необслуживаемую систему жидкостного охлаждения, температура жидкости в которой ниже комнатной. Конечно, без модуля Пельтье не обошлось и в этом случае. Система охлаждения, предлагаемая для процессоров Intel с разъемом LGA 1200, получила обозначение MasterLiquid ML360 Sub-Zero (рис. 6).

Рис. 6. Кулер MasterLiquid ML360 Sub-Zero
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В корпусе главного блока, устанавливаемого на центральный процессор, предусмотрен восьмиконтактный разъем питания. Разработчики Cooler Master для изделия MasterLiquid ML360 Sub-Zero рекомендуют использовать блок питания мощностью не менее 750 Вт. Это обеспечит работу и центрального процессора, и термоэлектрической системы его охлаждения. Система рассчитана на работу с процессорами, имеющими в разгоне TDP не более 250 Вт. Помпа, рассчитанная на номинальный ток 1 A и потребляющая до 13,8 Вт, конструктивно вынесена в отдельный корпус 57,3 × 57,3 × 92,2 мм. В главном блоке (рис. 7), размеры которого составляют 89 × 79 × 86,7 мм, расположены:

• плата управления с датчиками и водоблоком (A),
• модуль Пельтье (B),
• переходная медная пластина (C),
• резиновый уплотнитель (D).

Герметичное ограждение с резиновым уплотнением по краям предназначено для точной установки с процессором и поддержания стабильной среды. В состав системы охлаждения входит также резервуар с охлаждающей жидкостью, конструктивно объединенный с радиатором теплообменника и блоком из трех вентиляторов типоразмера 120 × 120 × 25 мм. На сайте Амазона данную модель предлагают за 258 евро.

Рис. 7. Главный блок MasterLiquid ML360 Sub-Zero
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Оценивая приведенные примеры кулеров с модулями Пельтье, необходимо отметить, что число производителей и вариантов систем термоэлектрического охлаждения много больше перечисленного. Следует еще добавить, что область применения подобных средств в действительности много шире указанного компьютерного сектора. Действительно они используются и в технике, и в научных приборах, и как компоненты сверхкомпактных холодильников.

Однако конструкции термоэлектрических кулеров, используемых в самых разных областях науки и техники, постоянно совершенствуются. В результате проводимых исследований, выполняемых в многочисленных научных лабораториях, появляются новые идеи и открытия, патенты, изобретения. Все это способствует рождению новейших технологий охлаждения.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 1 
     

Сокращенные версии статьи: 

• Выбираем кулер Пельтье для процессоров ПК.
• Выбираем кулер Пельтье для процессоров ПК. / IT-Expert. 2023, №2
• Примеры кулеров с модулями Пельтье. / Вы и ваш компьютер. 2023, №1, с.19-22 

В статьи были использованы материалы книг:

• «PC: Overclocking, Optimization, & Tuning, Second Edition». — USA: A-LIST
• «PC: Hardware Tuning & Acceleration». — USA: A-LIST
• «PC: настройка, оптимизация разгон» Изд.2-е, доп. — СПб.:  BHV-Санкт-Петербург
• “Форсирование аппаратных средств РС”. — СПб.: БХВ-Петербург

Виктор  Рудометов
Евгений  Рудометов

    >>    Часть 1
 

(кликнуть мышью для увеличения картинки)   

Кулеры 90-х и начала 2000-х

На компьютерном рынке в настоящее время присутствуют различные модули Пельтье как зарубежного, так и отечественного производства. Это обычно простые, надежные и, как правило, сравнительно дешевые, по сравнению со стоимостью компьютерных процессоров, устройства. Обычно радиатор и охлаждающий вентилятор не входят в состав предлагаемых модулей Пельтье. Их пользователи должны покупать отдельно и устанавливать собственными силами. Тем не менее, данные модули позволяют не только познакомиться с перспективными средствами охлаждения, но и использовать их по прямому назначению, то есть в системах тепловой защиты компьютерных компонентов.

В настоящее время на рынке представлены самые разные модели модулей Пельтье (рис. 1). Например, это могут быть миниатюрные изделия весьма скромного хладообразования, предназначенные для защиты чипов небольшого энергопотребления и небольшого теплообразования. Такие модели способны функционировать совместно с простейшими кулерами, представленными лишь небольшими радиаторами. Но имеются в продаже и мощные варианты импортных и отечественных модулей Пельтье. Эти варианты требуют для своей работы соответствующих мощных средств охлаждения. Такие средства часто, особенно в последнее время, в дополнение к термоэлектрическим модулям и радиаторам комплектуются еще и высокопроизводительными системами водяного охлаждения.

Рис. 1. Примеры модулей Пельтье
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Как возможные варианты, давно известные специалистам и энтузиастам, можно привести, например, модули и кулеры компаний Supercool (рис. 2), Computernerd, DesTech Solutions, AOC Cooler, Thermodynamics и др.

Рис. 2. Часть кулера Пельтье c водяным охлаждением
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Кулеры с модулями Пельтье от указанных компаний получили распространение еще во времена Intel Pentium и Intel Pentium II. В тот период были популярны модели кулеров PAX56B, PA6EXB, DT-P54A, AC-P2, PAP2X3B, STEP-UP-53X2, PAP2CX3B-10 BCool PC-Peltier, PAP2CX3B-25 BCool-ER PC-Peltier, PAP2CX3B-10S, BCool-EST PC-Peltier и т. п.

По мере улучшения технологий и роста популярности подобных систем охлаждения число производителей росло. Как результат, компьютерным энтузиастам предлагались все более совершенные изделия с модулями Пельтье.

Так, например, в 2006 году известная компания Titan выпустила под общим наименованием AMANDA (рис. 3) две модели кулеров. Это изделия с буквенными наименованиями TTC-NP02TZ и TTC-NP04TZ. Между собой они отличались лишь типом крепления. Модель TTC-NP02TZ была предназначена для процессоров AMD K8 с разъемом Socket 754/939/940, а TTC-NP04TZ — для процессоров Intel с LGA 775.

Рис. 3. Кулер Titan AMANDA
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Конструкция обеих моделей Titan AMANDA основана на использовании технологий TEC (Thermo-Electric Cooler) и heat-pipe (тепловые трубки). Как утверждалось, благодаря своей конструкции и применению температурного мониторинга данные модели обеспечивали оптимальный уровень охлаждения процессоров без образования конденсата.

Основные характеристики:

• размеры/вес кулера — 140 × 95 × 170 мм / 1035 г;
• размеры, напряжение питания и ток ТЕС-чипа — 40 × 40 мм / 12 В / 5 А;
• материал — алюминий и медь; количество вентиляторов — 2 шт,
• тепловых трубок — 4 шт;
• скорость вращения вентилятора — 1500 об./мин.;
• уровень шума — меньше 20 дБ;
• тепловое сопротивление — 0,12 – 0,15 °С/Вт.

В состав комплекта кулера входила PCI-карта контроллера. Размеры и вес этой карты — 136 × 121 × 21 мм / 50 г.

Энергопотребление кулеров зависело от вычислительной нагрузки процессора и составляло от 5 Вт до примерно 60 Вт.
    

Ряд современных серийных моделей кулеров с модулями Пельтье представлен  в следующей части  данной статьи.
    

(кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 3 
      

  Виктор  Рудометов 
Евгений  Рудометов 

 >>    Часть 2 
  

Примеры модулей

Полупроводниковый модуль Пельтье представляет собой термоэлектрический холодильник, состоящий из последовательно соединенных полупроводников p- и n-типа, образующих p-n- и n-p-переходы. Каждый из таких переходов имеет тепловой контакт с одним из двух радиаторов. В результате прохождения электрического тока определенной полярности образуется перепад температур между радиаторами модуля Пельтье: один радиатор работает как холодильник, другой радиатор нагревается и служит для отвода тепла. Помещенный холодной стороной на поверхность защищаемого им объекта термоэлектрический модуль, работающий на эффекте Пельтье, по сути, работает тепловым насосом. Данный насос перекачивает тепло от этого объекта на  горячую сторону модуля, охлаждаемую воздушным или водяным кулером. Как любой тепловой насос, он описывается формулами термодинамики. Поэтому модули Пельтье могут быть названы не только термоэлектрическими, но и термодинамическими модулями.

На рис. 6 представлен внешний вид типового герметизированного модуля Пельтье.

Рис. 6. Внешний вид герметизированного модуля Пельтье
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Типичный модуль обеспечивает значительный температурный перепад, который составляет несколько десятков градусов. При соответствующем принудительном охлаждении нагревающегося радиатора второй радиатор —холодильник, позволяет достичь отрицательных значений температур. Для увеличения разности температур возможно каскадное включение термоэлектрических модулей Пельтье (рис. 11), конечно, при обеспечении адекватного их охлаждения. Это позволяет сравнительно простыми, дешевыми и надежными средствами получить значительный перепад температур и обеспечить эффективное охлаждение защищаемых элементов. Устройства охлаждения на основе модулей Пельтье часто называют активными кулерами Пельтье или просто кулерами Пельтье.

Использование модулей Пельтье в активных кулерах делает их существенно более эффективными, по сравнению со стандартными типами кулеров на основе традиционных радиаторов и вентиляторов. Однако в процессе конструирования и использования кулеров с модулями Пельтье необходимо учитывать ряд специфических особенностей. Эти особенности вытекают из конструкции модулей и принципа их работы, а также архитектуры современных аппаратных средств компьютеров и функциональных возможностей системного и прикладного программного обеспечения.

Очень большое значение играет мощность модуля Пельтье, которая, как правило, зависит от его размера, а также от количества и параметров используемых в его составе пар полупроводников p- и n-типа (рис. 5, рис. 7). Действительно, модуль малой мощности не сможет обеспечить необходимый уровень охлаждения, что приведет к нарушению работоспособности защищаемого электронного элемента, например, процессора вследствие его перегрева. Однако применение модулей слишком большой мощности может вызвать понижение температуры охлаждающего радиатора до уровня конденсации влаги из воздуха, что опасно для электронных цепей: непрерывно образующаяся вода может привести к коротким замыканиям в электронных цепях компьютера. Здесь уместно напомнить, что расстояние между токопроводящими проводниками на современных печатных платах нередко составляет доли миллиметров. Тем не менее, несмотря ни на что, именно мощные модули Пельтье в составе высокопроизводительных кулеров и соответствующие системы дополнительного охлаждения и вентиляции позволили в свое время фирмам KryoTech и AMD в совместных исследованиях разогнать процессоры AMD, созданные по традиционной технологии. В результате применения фирменных решений охлаждения удалось  увеличить частоту работы процессоров почти в 2 раза по сравнению со штатным режимом их функционирования. В результате рынку были предложены  высокопроизводительные системы с процессорами, работающими в форсированных режимах.

Необходимо отметить, что модули Пельтье в процессе своей работы выделяют сравнительно большое количество тепла. По этой причине следует применять не только мощный вентилятор в составе кулера, но и меры для снижения температуры внутри корпуса компьютера для предупреждения перегрева остальных компонентов компьютера. Для этого целесообразно использовать дополнительные вентиляторы в конструктиве корпуса компьютера для обеспечения лучшего теплообмена с окружающей средой вне корпуса.

Важнейшими параметрами модулей являются:  максимальный ток потребления (Imax), максимальное напряжение (Umax), мощность хладообразования (Qc max), максимальный перепад температур (dTmax) между горячей и холодной сторонами, измеренная без нагрузки в вакууме, а также размеры (длина L, ширина W, высота H).

Следует отметить, что системы охлаждения на основе термоэлектрических модулей — модулей Пельтье используются не только в электронных системах, таких как компьютеры. Подобные модули применяются для охлаждения различных высокоточных устройств. Большое значение термоэлектрические модули имеют для науки. В первую очередь это касается экспериментальных исследований, выполняемых в физике, химии, биологии. Примеры серийных полупроводниковых модулей Пельтье, выпускаемых серийно, приведены на рис. 6 – рис. 11.

Рис. 7. Полупроводники p- и n-типа в термоэлектрическом негерметизированном модуле
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 8. Пример миниатюрного термоэлектрического модуля
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 9. Пример термоэлектрического модуля специальной формы
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 10. Пример термоэлектрического модуля без одной керамической пластины
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 11. Пример каскадного термоэлектрического модуля
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Информацию о термоэлектрических модулях и созданных на их основе соответствующих кулерах, а также особенностях и результатах их применения можно найти в журналах, книгах и на сайтах в Интернете.

О некоторых особенностях выбора и эксплуатации модулей Пельтье поговорим в следующей статье.

             (кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 1 
      

Сокращенные версии статьи: 

• Термоэлектрическое охлаждение: где и как использовать модули Пельтье?
• Термоэлектрическое охлаждение: где и как использовать модули Пельтье? / IT-Expert. 2022, №10  
• Основы термоэлектрического охлаждения. / Вы и ваш компьютер. 2022, №11, с.19-23 

В статьи были использованы материалы книг:

• «PC: Overclocking, Optimization, & Tuning, Second Edition». — USA: A-LIST
• «PC: Hardware Tuning & Acceleration». — USA: A-LIST
• «PC: настройка, оптимизация разгон» Изд.2-е, доп. — СПб.:  BHV-Санкт-Петербург
• “Форсирование аппаратных средств РС”. — СПб.: БХВ-Петербург

  Виктор  Рудометов 
Евгений  Рудометов 

 >>    Часть 1 
  

Эффект Пельтье

В кулерах Пельтье используется обычный, так называемый термоэлектрический холодильник, действие которого основано на эффекте Пельтье. Данный эффект назван в честь французского часовщика Жана Шарля Пельтье (Jean-Charles Athanase Peltier — французский часовщик и физик, автор трудов по термоэлектричеству, электромагнетизму и метеорологии, 1785‑1845 г.). Сделал свое открытие около двух столетий назад — в 1834 г.

Сам Жан Пельтье не совсем понимал сущность открытого им явления. Истинный смысл данного явления был установлен несколькими годами позже в 1838 году Эмилием Ленцем (Heinrich Friedrich Emil Lenz — российский физик немецкого происхождения, 1804–1865 г.).

В углубление на стыке двух стержней из висмута и сурьмы Ленц поместил каплю воды. При пропускании электрического тока в одном направлении капля воды замерзала. При пропускании тока в противоположном направлении образовавшийся лед таял. Тем самым было установлено, что при прохождении через контакт двух проводников электрического тока меняется температура. Знак данного изменения зависит от направления тока. При этом помимо джоулева тепла выделяется или поглощается дополнительное тепло. Оно получило название тепла Пельтье. А само явление было названо явлением Пельтье (эффектом Пельтье).

Данный эффект по своей сути является обратным по отношению к ранее открытому явлению Зеебека, наблюдаемому в замкнутой электрической цепи, состоящей из разнородных металлов (или полупроводников). Если температуры в местах контактов металлов или полупроводников разные, то в цепи появляется электрический ток. Это явление термоэлектрического тока и было открыто в 1821 году Томасом Зеебеком (Thomas Johann Seebeck — немецкий физик, 1770‑1831 г.).

В отличие от хорошо известного тепла Джоуля-Ленца, которое пропорционально квадрату силы тока, тепло Пельтье пропорционально первой степени силы тока и меняет знак при изменении направления последнего. Тепло Пельтье, как показали экспериментальные исследования, можно выразить формулой:

Q_п = П ×·q,

где q — количество прошедшего электричества (q = I ´ t), П — коэффициент Пельтье, величина которого зависит от природы контактирующих материалов и от их температуры.

Тепло Пельтье Q_п считается положительным, если оно выделяется, и отрицательным, если оно поглощается.

Рис. 1. Схема опыта для измерения тепла Пельтье, Cu — медь, Bi — висмут
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В представленной схеме опыта (рис. 1) измерения тепла Пельтье при одинаковом сопротивлении проводов R (Cu+Bi), опущенных в калориметры, выделится одно и то же джоулево тепло в каждом калориметре, а именно:

Q = R ´ I² ´ t

Тепло Пельтье, напротив, в одном калориметре будет положительно, а в другом отрицательно. В соответствии с данной схемой можно измерить тепло Пельтье и вычислить значения коэффициентов Пельтье для разных пар проводников.

Необходимо отметить, что коэффициент Пельтье находится в существенной зависимости от температуры. Некоторые значения коэффициента Пельтье для различных пар металлов представлены в таблице 1 (T — температура в градусах Кельвина, П — коэффициент Пельтье). 

Таблица 1. Значения коэффициента Пельтье для различных пар металлов

Коэффициент Пельтье, являющийся важной технической характеристикой материалов, как правило, не измеряется, а вычисляется через коэффициент Томсона:

П = a × T,

где П — коэффициент Пельтье, a — коэффициент Томсона, T — абсолютная температура.

Открытие эффекта Пельтье оказало большое влияние на последующее развитие физики, а в дальнейшем и различных областей техники.

Итак, суть открытого эффекта заключается в следующем: при прохождении электрического тока через контакт двух проводников, сделанных из различных материалов, в зависимости от его направления, помимо джоулева тепла выделяется или поглощается дополнительное тепло, которое получило название тепла Пельтье. Степень проявления данного эффекта в значительной мере зависит от материалов выбранных проводников и используемых электрических режимов.

Классическая теория объясняет явление Пельтье тем, что электроны, переносимые током из одного метала в другой, ускоряются или замедляются под действием внутренней контактной разности потенциалов между металлами. В первом случае кинетическая энергия электронов увеличивается, а затем выделяется в виде тепла. Во втором случае кинетическая энергия электронов уменьшается, и эта убыль энергии пополняется за счет тепловых колебаний атомов второго проводника. В результате происходит охлаждение. Более полная теория учитывает изменение не потенциальной энергии при переносе электрона из одного металла в другой, а изменение полной энергии.

Эффект Пельтье, как и многие термоэлектрические явления, выражен особенно сильно в цепях, составленных из полупроводников с электронной (n-тип) и дырочной (p-тип) проводимостью. Такие полупроводники называются, соответственно, полупроводниками с n- и p-тиnами проводимости или просто полупроводниками n- и p-типа.

Рассмотрим термоэлектрические процессы, происходящие в контакте таких полупроводников.

Допустим, электрическое поле имеет такое направление, что электроны в электронном полупроводнике и дырки в дырочном полупроводнике будут двигаться навстречу друг другу. Электрон из свободной зоны электронного полупроводника после прохождения через границу раздела попадает в заполненную зону дырочного полупроводника и там занимает место дырки. В результате такой рекомбинации освобождается энергия, которая выделяется в контакте в виде тепла. Этот процесс иллюстрирует рис. 2.

Рис. 2. Выделение тепла Пельтье в контакте полупроводников n- и p-типа
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В случае изменения направления электрического поля на противоположное, электроны в электронном полупроводнике и дырки в дырочном полупроводнике будут двигаться в противоположные стороны. Дырки, уходящие от границы раздела, будут пополняться в результате образования новых пар при переходах электронов из заполненной зоны дырочного полупроводника в свободную. На образование таких пар требуется энергия, которая поставляется тепловыми колебаниями атомов решетки. Электроны и дырки, образующиеся при рождении таких пар, увлекаются в противоположные стороны электрическим полем. Поэтому пока через контакт идет ток, непрерывно происходит рождение новых пар. В результате в контакте тепло будет поглощаться. Этот процесс иллюстрирует рис. 3.

Рис. 3. Поглощение тепла Пельтье в контакте полупроводников n- и p-типа
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Итак, в зависимости от направления электрического тока через контакт полупроводников разного типа — p-n- и n-p-переходов вследствие взаимодействия зарядов, представленных электронами (n) и дырками (p), рекомбинации и образования пар зарядов энергия (тепло) либо выделяется, либо поглощается. Использование полупроводников p- и n-типа проводимости в термоэлектрических холодильниках иллюстрирует рис. 4.

Рис. 4. Использование полупроводников p- и n-типа в термоэлектрических элементах
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Объединение большого количества пар полупроводников p- и n-типа позволяет создавать охлаждающие элементы — термоэлектрические модули (полупроводниковые модули Пельтье, далее — модули Пельтье) сравнительно большой мощности. Такие модули способны охлаждать объекты со значительными уровнями теплообразования.

Структура полупроводникового термоэлектрического модуля представлена на рис. 5.

Рис. 5. Структура термоэлектрического модуля (полупроводникового модуля Пельтье)
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Примеры модулей Пельтье рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
  

>>    Часть 3 
      

Виктор  Рудометов
Евгений  Рудометов

 
Краткое вступление

Эффективная работа электронных компонентов требует адекватных средств охлаждения, обеспечивающих необходимые температурные режимы работы. Обычно такими средствами являются системы, основой которых являются традиционные радиаторы и вентиляторы разных дизайнов, формирующих эффективные кулеры. Надежность и производительность таких средств непрерывно повышаются за счет совершенствования их конструкций, использования новейших технологий и материалов, а также применения в их составе разнообразных датчиков и элементов контроля. Разнообразие тщательно рассчитанных решений позволяет выбрать и интегрировать оптимальные варианты в состав многочисленных компьютерных систем. Это обеспечивают оперативную диагностику и оптимальное управление с наибольшей эффективностью при обеспечении оптимальных температурных режимов эксплуатации компьютерных элементов, повышает надежность и удлиняет сроки безаварийной работы защищаемых электронных систем.

Несмотря на то, что параметры традиционных кулеров непрерывно улучшаются, среди конструктов имеются сторонники альтернативных средств охлаждения электронных элементов. Они считают, что к перспективным средствам относятся кулеры с полупроводниковыми термоэлектрическими модулями. Интерес к таким изделиям периодически увеличивается у многих пользователей компьютеров, которых по какой-либо причине не устраивают традиционные решения.

Работа темоэлектрических модулей – модулей Пельтье основана на эффекте Пельтье, открытом еще в 1834 г. Жаном Шарлем Пельтье (Jean-Charles Athanase Peltier, 1785‑1845).

Жан Шарль Пельтье (Википедия)
(кликнуть мышью для увеличения картинки)

В настоящее время термоэлектрический модуль — это уже не массив биметаллических соединений, а набор специальных полупроводниковых термоэлектрических элементов. Подобные средства успешно применяются в различных областях науки и техники.

В шестидесятых и семидесятых годах отечественной (и зарубежной) промышленностью предпринимались неоднократные попытки выпуска бытовых малогабаритных холодильников, работа которых была основана на эффекте Пельтье в биметаллах и полупроводниках. Несовершенство существовавших в то время полупроводниковых технологий, недостаточная культура производства, низкие значения коэффициента полезного действия и высокие показатели себестоимости и отпускных цен не позволили тогда подобным устройствам покинуть научно-исследовательские лабораторииения, чтобы стать массовыми бытовыми изделиями.

Однако эффект Пельтье и соответствующие термоэлектрические модули не остались уделом только ученых. В процессе совершенствования технологий и производств многие негативные явления удалось существенно ослабить. В результате этих усилий были созданы высокоэффективные и надежные полупроводниковые модули. Они нашли применение в самых разных сферах науки и техники, а спустя некоторое время и в бытовых компактных устройствах.

В последние годы данные модули, работа которых основана на эффекте Пельтье, стали активно использовать для охлаждения разнообразных электронных компонентов компьютеров. Их, в частности, стали применять для охлаждения производительных процессоров, работа которых сопровождается высоким уровнем тепловыделения.

Благодаря своим уникальным тепловым и эксплуатационным свойствам устройства, созданные на основе термоэлектрических модулей — модулей Пельтье, позволяют достичь необходимого уровня охлаждения компьютерных элементов без особых технических трудностей и финансовых затрат. Как кулеры электронных компонентов, данные средства поддержки необходимых температурных режимов являются чрезвычайно перспективными. Действительно, они компактны, удобны, надежны и обладают высокой эффективностью работы.

Особенно большой интерес полупроводниковые кулеры представляют в качестве средств, обеспечивающих интенсивное охлаждение в компьютерных системах, элементы которых, установлены и эксплуатируются в форсированных режимах оверклокинга (overclocking — разгон — работа чипов при экстремально высоких тактовых частотах, обычно это сопровождается соответствующим повышением напряжения питания, чипы в таких режимах требуют интенсивного охлаждения). Однако работа компьютерных компонентов в подобных режимах отличается значительным тепловыделением и нередко находится на пределе возможностей компьютерных архитектур, а также существующих и используемых микроэлектронных технологий.

Нередко энтузиасты устанавливают рекорды производительности процессоров, охлаждая их сухим льдом (твердой углекислотой) или жидким азотом. Хотя эти методы весьма эффективны, они неудобны в условиях длительной работы компьютеров.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Альтернативным вариантом являются системы с кулерами, в состав которых входят модули Пельтье. Такие решения много удобнее, они способны длительное время обеспечивать температурные режимы работы защищаемых элементов значительно ниже температуры окружающей среды. Конечно, это достижимо только в случае корректного выбора и использования средств охлаждения с модулями Пельтье.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Эффект Пельтье и теоретические основы работы полупроводниковых модулей, созданных на основе этого эффекта, днтально рассмотрены  в следующей части  данной статьи.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Часть 4 
  

MIPS и ARM
    

MIPS (сокращение от названия соответствующего проекта Стэнфордского университета — Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) — система команд и микропроцессорных архитектур, разработанных компанией MIPS Computer Systems в соответствии с концепцией проектирования процессоров RISC. Ранние модели процессоров имели 32-битную структуру, позднее появились его 64-битные версии. Существует несколько наборов команд: MIPS32, MIPS64, microMIPS и nanoMIPS. Помимо этого, доступны дополненные наборы инструкций и модели процессоров. С середины до конца 1990-х годов каждым третьим микропроцессором на рынке был процессор под управлением MIPS. В настоящее время различные реализации MIPS используются в основном во встроенных системах, например, в шлюзах, маршрутизаторах, во встраиваемых системах, контроллерах, смартфонах, игровых приставках, видеоплеерах.

Процессоры архитектуры MIPS разработали и выпустили многие компании, среди которых Broadcom, NEC, Realtek, Toshiba. В мае 2015 года российская компания Байкал Электроникс (Baikal Electronics) объявила о тестировании своего первого продукта, процессора Baikal-T1 на ядре MIPS Warrior. В этом же году был выпущен первый коммерческий продукт на этом процессоре. Данный процессор ориентирован на широкий класс изделий, среди которых мультимедийные центры, роутеры, маршрутизаторы, промышленные контроллеры и т. п. 

 Процессор Baikal-T1
 (Википедия)

ARM (Advanced RISC Machine — усовершенствованная RISC-машина) — система команд и семейство описаний, а также готовых топологий 32-битных и 64-битных микропроцессорных/микроконтроллерных ядер, разрабатываемых компанией ARM Limited. Среди лицензиатов готовых топологий ядер ARM много известных компаний, среди которых, например, AMD, Apple, Analog Devices, Intel, Marvell, NXP, STMicroelectronics, Samsung, LG, MediaTek, Qualcomm, Sony, Texas Instruments, Nvidia, HiSilicon, Байкал Электроникс. При этом многие лицензиаты проектируют собственные топологии ядер на базе системы команд ARM. Многие специалисты считают процессоры ARM перспективными для использования и в серверах. В настоящее время процессоры ARM широко используются в потребительской электронике: в смартфонах, мобильных телефонах, плеерах аудио и видео, игровых консолях, калькуляторах, умных часах и компьютерных периферийных устройствах, таких, как жесткие диски или маршрутизаторы. Эти процессоры имеют низкое энергопотребление, поэтому находят широкое применение во встраиваемых системах и преобладают на рынке мобильных устройств, для которых данный фактор критически важен. Кстати, российская компания Байкал Электроникс разработала микропроцессор Baikal-M (BE-1000) на базе 8 ядер ARM Cortex-A57 и GPU Mali-T628. В 2020 году были представлены ARM-процессоры Baikal-M/2, Baikal-M/2+ и Baikal-S (16 нм техпроцесс, 48 ядер ARM-Cortex A75 с частотой 2 ГГц). Модели этого семейства ориентироаны на мобильные и настольные компьютерные системы, а Baikal-S — на рабочие станции и серверы.

Оценивая особенности архитектур CISC и RISC, необходимо отметить, что они находятся в постоянном развитии. Более того, в своей эволюции каждая из них часто заимствует достоинства и решения соперника. Таким образом, в некоторых процессорах можно найти узлы и технологии обеих архитектур, что делает их, по сути, гибридными.

 Процессор Baikal-M
 (Википедия)

В следующей части  — о гибридах и развитии.

>>    Часть 6 
      

Евгений Рудометов 
 

Часть 3 
  

Преимущества и недостатки CISC

CISC (Complex Instruction Set Computing или Complex Instruction Set Computer) — тип архитектуры процессора с полным набором команд, характеризуется следующими свойствами:

• нефиксированное значение длины команды;
• арифметические действия кодируются в одной команде;
• небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.

Основоположником CISC-архитектуры многие эксперты считают фирму IBM с архитектурой IBM/360. При этом подходе выполнение любой сколь угодно сложной команды из системы команд процессора реализуется аппаратно средствами процессора. Этот тип архитектуры предусматривает наличие больших наборов команд. Среди этих наборов значительную долю составляют сложные. Их выполнение осуществляется в течение нередко большого числа тактов тактового генератора. Использование сложных команд позволяет решать большое количество задач, упрощает программирование, позволяет сократить размер программ и время их разработки. В качестве примеров процессоров CISC-архитектуры, можно привести большинство процессоров Intel и AMD.

Однако этому типу архитектуры присущи и принципиальные недостатки, связанные, прежде всего со сложностью реализации упомянутых функциональных узлов и технологий, а также проблемы с распараллеливанием вычислений сложных команд.

Нельзя сказать, что существующих проблем с архитектурой CISC не видели разработчики процессоров, но их изобретательский потенциал ограничен наличием огромного количества уже разработанного аппаратно-программного обеспечения. Тем не менее, поиски оптимальных путей развития не прекращаются. Одним из альтернативных вариантов является архитектура RISC, разработка которой интенсивно развивается с восьмидесятых годов прошлого столетия, то есть вскоре после появления первых процессоров Intel.

Эволюция RISC

Преимущества и недостатки RISC 

RISC (Restricted (Reduced) Instruction Set Computer — компьютер с сокращенным набором команд) — архитектура процессора, в которой быстродействие увеличивается за счет упрощения инструкций за счет исключения из набора сложных команд, требующих для своего выполнения большого числа тактов. Такой подход делает декодирование простым, а время выполнения — малым. В процессорах с архитектурой RISC применяется ограниченный набор быстрых команд. Согласно идеологии RISC все команды должны выполняться всего за один такт. Это облегчает повышение тактовой частоты и значительно упрощает реализацию суперскалярности (распараллеливание инструкций между несколькими исполнительными блоками). В чипах архитектуры RISC по сравнению с вариантами CISC содержится меньшее количество транзисторов. Это упрощает разработку процессоров, снижает площадь их полупроводниковых кристаллов, уменьшает себестоимость, предоставляет конструкторам возможность снизить уровни энергопотребления и теплообразования.

Недостатки архитектуры RISC прямо связаны с некоторыми преимуществами этой архитектуры. Так, например, из-за исключения из набора сложных команд выполнение некоторых функций требует использования нескольких простых команд вместо одной сложной. Это удлиняет код программ, требует больших объемов памяти, увеличивает трафик. Исследования показали, что программы в системах RISC в среднем на 30% длиннее программ в системах CISC. Тем не менее, архитектура RISC развивается и находит все больше сторонников среди производителей не только относительно простых контроллеров и встраиваемых систем, но и мобильных, и стационарных компьютерных устройств, и даже серверов. Остается добавить, что идеи RISC нашли воплощение в многочисленных моделях процессоров архитектур MIPS и ARM.

О MIPS и ARM —  в следующей части  данной статьи.

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов 
 

Часть 2 
  

Увеличение производительности

Суперскалярность и суперконвейерность

Суперскалярность — это поддержка параллелизма на уровне инструкций. Это означает, что суперскалярный процессор способен выполнять более одной операции за один такт, то есть способен выполнять несколько инструкций одновременно. Обычно данная возможность достигается увеличением количества одинаковых функциональных узлов процессора (АЛУ, FPU и др.), способных работать одновременно. Это обеспечивает существенный рост производительности процессора и, как следствие, всей системы.

Здесь целесообразно напомнить способы увеличения производительности, которые могут использоваться совместно:

• использование конвейера,
• увеличение количества функциональных узлов процессора (суперскалярность),
• увеличение количества ядер (многоядерность),
• увеличение количества процессоров (многопроцессорность).

Конвейер — это способ организации вычислений, используемый в современных процессорах и контроллерах с целью повышения их производительности (увеличения числа инструкций, выполняемых в единицу времени). При использовании конвейера количество узлов остается прежним, увеличение же производительности достигается за счет одновременной работы узлов, ответственных за разные стадии обработки инструкций одного потока.

При использовании суперскалярности увеличение производительности достигается за счет одновременной работы большего количества одинаковых узлов, независимо обрабатывающих инструкции одного потока (в том числе, и большего количества конвейеров). В процессе работы на вход процессора поступает поток инструкций, которые рассчитаны на последовательное исполнение. Процессор может детектировать независимые операции и запускать их параллельно (суперскалярность) и даже менять их порядок (внеочередное исполнение).

При использовании нескольких ядер каждое ядро выполняет инструкции отдельного потока, причем каждое из них может быть суперскалярным и/или конвейерным. При использовании нескольких процессоров каждый процессор может быть многоядерным, что соответствующим образом увеличивает число обрабатываемых потоков.

Суперконвейерность означает, что процессор имеет несколько вычислительных конвейеров. К слову сказать, у Intel Pentium их было два, что позволяло ему при одинаковых частотах в идеале быть вдвое производительней своего предшественника в лице i486, выполняя сразу 2 инструкции за такт. Дальнейшее же увеличение числа конвейеров еще больше увеличивает производительность, что и реализуется в более мощных процессорах.

Остается добавить, что указанные решения демонстрируют особенности эволюции процессоров CISC, к которым относятся широко известные мобильные, десктопные и серверные модели, созданные не только корпорацией Intel, но и аналогичная продукция ряда других компаний, например, AMD, Motorola, IBM.

О CISC и RISC —  в следующей части  данной статьи.

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Возможности основных подсистем мини-ПК Intel NUC10i5FNK были оценены в процессе тестирования. Его конфигурацию составляют следующие основные компоненты (рис. 3):

• Процессор — Intel Core i5-10210U (литография 14 нм, микроархитектура Comet Lake, 4 физических ядра, работающих c 8 потоками, базовая частота — 1,6 ГГц, частота в режиме Turbo Boost — 4,2 ГГц, кэш 6 Мбайт, TDP 15 Вт),
• Материнская плата — Intel NUC10i5FNB,
• Графическая подсистема — Intel UHD Graphics,
• Оперативная память — 8GB DDR4-2666,
• Дисковая подсистема — M.2 SSD 256GB,
• Блок питания — внешний компактный блок HKA09019047-6U (AC-DC: input — 100-240V/50-60Hz; output — 19V, 4,74А, 90W max),
• Операционная система — ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit.

Рис. 3. Конфигурация мини-ПК NUC10i5FNK
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Основные характеристики процессора и видеоадаптера приведены на рис. 4 и рис. 5.

Рис. 4. Характеристики процессора мини-ПК NUC10i5FNK

Рис. 5. Характеристики видеоадаптера мини-ПК NUC10i5FNK
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

На рис. 6 приведена оценка производительности процессора мини-ПК Intel NUC10i5FNK, выполненная программой CPU-Z.

Рис. 6. Оценка производительности процессора мини-ПК NUC10i5FNK
            программой CPU-Z

В таблице 3 приведены результаты оценки с помощью тестов PassMark Software скоростных возможностей процессоров Intel Core i5-10210U в Intel NUC10i5FNKPA2, Intel Core i7-8565U в Intel NUC8i7INHJA2 и Intel Core i7-7567U в Intel NUC7i7BNHX1, а также видеосредств этих моделей NUC в лице Intel UHD Graphics (GT2), AMD Radeon 540X с 2GB DDR5, Intel Iris Plus 650. При анализе результатов необходимо учитывать, что численные оценки зависят от версии тестового пакета, версий ОС, драйверов, BIOS.

Tаблица 3.    Оценки производительности
процессоров и видеосредств мини-ПК NUC

На рис. 7 приведена оценка производительности подсистемы оперативной памяти мини-ПК Intel NUC10i5FNK, выполненная программой AIDA64.

Рис. 7. Оценка подсистемы оперативной памяти
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

За энергонезависимое хранение информации отвечает дисковая подсистема, представленная, как уже отмечалось выше, M.2 SSD 256GB.

Оценка емкостных параметров данной дисковой подсистемы, выполненная стандартными средствами ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit, представлена на рис. 8.

Рис. 8. Емкостные параметры дисковой подсистемы

Для оценки производительности дисковой подсистемы использовались программы CrystalDiskMark, ATTO Disk Benchmark, AS SSD Benchmark. Результаты их работы приведены на рис. 9 – рис. 11.

Рис. 9. Оценка скоростных параметров, выполненная CrystalDiskMark

Рис. 10. Оценка скоростных параметров, выполненная ATTO Disk Benchmark
              (кликнуть мышью для увеличения картинки) 

Рис. 11. Оценка скоростных параметров, выполненная AS SSD Benchmark
              (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В заключение необходимо отметить, что полученные результаты тестирования подтверждают сравнительно высокую производительность подсистем мини-ПК Intel NUC10i5FNK. С учетом проводных и беспроводных интерфейсов это обеспечивает возможность решения широкого круга задач. При этом возможности мини-ПК могут быть увеличены заменой штатных модулей оперативной и энергонезависимой памяти на модели, обладающие более высокими показателями информационного объема и лучшими скоростными параметрами. Но эта тема одной из следующих статей.
   

            (кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

В семействе компактных настольных компьютеров (mini PC — мини-ПК) компания Intel выпустила несколько вариантов NUC (Next Unit of Computing — ПК малого форм-фактора), созданных на основе процессоров десятого поколения микроархитектуры Comet Lake. Intel NUC “предоставляет весь вычислительный потенциал полноразмерного ПК на вашей ладони”. Новые устройства, которые, по сути, являются сверхкомпактными системными блоками, предлагаются производителем как в вариантах наборов, требующих установки дополнительных компонентов, так и в вариантах полностью укомплектованных блоков, включая ОС MS Windows 10 Home. Первые получили наименование “Intel NUC 10 Performance kit”, вторые — “Intel NUC 10 Performance Mini PC”.

Отличительной особенностью моделей “Intel NUC 10 Performance Mini PC” является наличие в их составе процессоров с интегрированными видеосредствами, модулей оперативной памяти SO-DIMM DDR4, материнских плат с распаянными интерфейсными микросхемами, накопителей M2 SSD и/или 2,5″ HDD с инсталлированными вариантами операционной системы Windows 10 Home.

Примером одного из полностью укомплектованных вариантов мини-ПК, относящихся к Intel NUC 10 Performance Mini PC, является модель NUC10i5FNKPA2 (рис. 1). Возможности этого устройства были оценены в процессе экспресс тестирования (рис. 2 – рис. 8). При этом перед запуском тестов в операционной системе были максимально отключены многочисленные процессы телеметрии, процессы контроля и обновления системного и прикладного программного обеспечения, сетевые средства. Как показывает опыт, без этого результаты тестирования будут значительно скромнее, так как указанные процессы “отвлекают” значительную часть аппаратных ресурсов Intel NUC.

Рис. 1.  Мини-ПК NUC10i5FNKPA2
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 2.  Основные компоненты мини-ПК NUC10i5FNKPA2

Рис. 3.  Характеристики процессора мини-ПК NUC10i5FNKPA2

Рис. 4.  Характеристики видеоадаптера мини-ПК NUC10i5FNKPA2
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 5.  Объем дисковой подсистемы мини-ПК NUC10i5FNKPA2
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 6.  Оценки производительности процессора

Рис. 7.  Скоростные возможности дисковой подсистемы, 
             измеренные CrystalDiskMark

Рис. 8.  Скоростные возможности дисковой подсистемы,
             измеренные ATTO Disk Benchmark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Как следует из полученных в процессе тестирования оценок, мини-ПК NUC10i5FNKPA2 обладает сравнительно высокой производительностью. Аналогичные значения продемонстрируют и наборы (kit) с Intel Core i5-10210U после доукомплектования этих наборов такими же модулями DDR4 и SSD, а также таким же набором ПО. Использованиие же более скоростных и более емких модулей оперативной и энергонезависимой памяти обеспечит еще большие показатели производительности этих устройств.  

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Возможности основных подсистем мини-ПК Intel NUC8i7INН были оценены в процессе тестирования. Его конфигурацию составляют следующие основные компоненты (рис. 3):

• Процессор — Intel Core i7-8565U (литография 14 нм, микроархитектура Whiskey Lake, 4 физических ядра, работающих c 8 потоками, базовая частота — 1,8 ГГц, частота в режиме Turbo Boost — 4,6 ГГц, кэш 8 Мбайт, TDP 15 Вт),
• Материнская плата — Intel NUC8i7INB,
• Графическая подсистема — AMD Radeon 540X,
• Оперативная память — 8GB LPDDR3-2133 1.2V,
• Дисковая подсистема — 2.5″ HDD 1TB + M.2 Intel Optane Memory M10 16GB,
• Блок питания — внешний компактный блок PA-1900-32 (AC-DC: input — 100-240V/50-60Hz; output — 19V, 4,74А, 90W max),
• Операционная система — ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit.

Рис. 3. Конфигурация мини-ПК NUC8i7INH
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Основные характеристики процессора и видеоадаптера приведены на рис. 4 и рис. 5.

Рис. 4. Характеристики процессора мини-ПК NUC8i7INH

Рис. 5. Характеристики видеоадаптера мини-ПК NUC8i7INH
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

На рис. 6 приведена оценка производительности процессора мини-ПК Intel NUC8i7INН, выполненная программой CPU-Z. А в таблице 3 приведены результаты тестирования процессоров Intel Core i7-8565U и Intel Core i7-7567U, а также видеосредств (по тестам PassMark Software, численные оценки зависят от версии тестового пакета, версий ОС, драйверов, BIOS).

Рис. 6. Оценка производительности процессора мини-ПК NUC8i7INH
            программой CPU-Z

Tаблица 3.    Оценки производительности
процессоров и видеосредств мини-ПК NUC

На рис. 7 приведена оценка производительности подсистемы оперативной памяти мини-ПК Intel NUC8i7INН, выполненная программой AIDA64.

Рис. 7. Оценка подсистемы оперативной памяти
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

За энергонезависимое хранение информации отвечает дисковая подсистема, представленная, как уже отмечалось выше, 2,5-дюймовым HDD 1TB. Его возможности улучшены использованием модуля M.2 Intel Optane Memory M10 16GB, обеспечивающим кэширование операций чтения и записи.

Память Intel Optane является интеллектуальным адаптивным ускорителем системы для компьютеров с современными процессорами, начиная с Intel Core 7-го поколения. Использование в компьютерах такой памяти обеспечивает высокое быстродействие систем с накопителями большой емкости, представленных HDD, приближая их скоростные характеристики к накопителям SSD.

Оценка емкостных параметров данной дисковой подсистемы (2,5″ HDD 1TB + M.2 Intel Optane Memory M10 16GB), выполненная стандартными средствами ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit, представлена на рис. 8.

Рис. 8. Емкостные параметры дисковой подсистемы

Для оценки производительности дисковой подсистемы использовались программы CrystalDiskMark, ATTO Disk Benchmark, AS SSD Benchmark. Результаты их работы приведены на рис. 9 – рис. 11.

Рис. 9. Оценка скоростных параметров, выполненная CrystalDiskMark

Рис. 10. Оценка скоростных параметров, выполненная ATTO Disk Benchmark

Рис. 11. Оценка скоростных параметров, выполненная AS SSD Benchmark

Как следует из полученных результатов тестирования, модуль Intel Optane Memory M10 16GB значительно повысил скорости операций чтения/записи жесткого диска, как в последовательных, так и в случайных операциях. Особенно сильно это сказывается на часто используемых файлах, размещенных в конце дискового пространства HDD, где скорости последовательных операций падают практически всегда в два раза.

Необходимо отметить, что эффективная работа HDD в связке с подобными ускорителями основана на кэшировании в указанном модуле файлов, непрерывно отбираемых в автоматическом режиме соответствующими программными средствами, реализующими специальные алгоритмы. При этом доступное пространство для кэширования пропорционально емкости используемого модуля. Однако в системном и пользовательском ПО преобладают сравнительно небольшие файлы. Их размеры много меньше информационного пространства даже младшей модели, используемой в мини-ПК Intel NUC8i7INН. Именно это обстоятельство и объясняет высокую эффективность связки HDD и Intel Optane Memory в реальных условиях выполнения широкого спектра задач. При этом более емкие модули обеспечат еще более впечатляющие результаты, особенно в случае замены дисков более скоростными моделями. Все сказанное выше означает, что подобные средства ускорения действительно способны улучшать скоростные возможности системных накопителей, приближая их скоростные характеристики к аналогичным параметрам твердотельных накопителей.

В заключение необходимо отметить, что полученные результаты тестирования подтверждают сравнительно высокую производительность подсистем мини-ПК Intel NUC8i7INН. С учетом проводных и беспроводных интерфейсов это обеспечивает возможность решения широкого круга задач.
  

            (кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 1

Сокращенная версия статьи представлена по адресу:
https://pcnews.ru/top/articles/week/mini_pk_intel_nuc8i7inhja-936484.html

Евгений Рудометов 
 

Отличительной особенностью новейших мини-ПК Intel NUC с кодовым наименованием Islay Canyon является наличие видеоадаптеров, выполненных на дискретных элементах, хотя используемые в архитектуре данных четырех изделий мобильные процессоры традиционно уже имеют в своем составе интегрированные видеосредства. Указанные компьютерные устройства, созданные на основе процессоров Intel Core i5-8265U и Intel Core i7-8565U, получили общее наименование Intel NUC 8 Mainstream-G mini PC. Два из четырех — наборы, два других — полностью укомплектованные системные блоки (мини-ПК), включая наличие всех необходимых архитектурных компонентов. Кроме процессоров и видеоадаптеров, к ним относятся:

• микросхемы оперативной памяти, уже распаянные на материнских платах,
• накопители информации, представленные в разных вариантах и сочетаниях 2,5″ HDD, 2,5″ 3D NAND SSD, M.2 3D NAND SSD, M.2 Intel Optane Memory,
• предустановленная операционная система (ОС) Microsoft Windows 10 Home с драйверами и необходимыми программами поддержки.

В качестве примера готовых к работе мини-ПК из указанного подмножества новейших мини-ПК Intel NUC можно привести модель Intel NUC8i7INHJA2 (символ “2″ в наименовании означает наличие в комплекте блока питания, снабженного силовым кабелем с вилкой европейского стандарта, эта вилка совместима с розетками российского стандарта). Устройство поставляется в жесткой картонной коробке.

Комплект указанной модели мини-ПК включает:

• мини-ПК Intel NUC8i7INHJA2 (далее — мини-ПК Intel NUC8i7INH),
• блок питания мини-ПК от сети переменного тока (модель PA-1900-32 с входным напряжением 100-240В, выходным напряжением 19В, выходной током до 4,74А), снабженный кабелем с вилкой европейского стандарта,
• элементы крепления к задней панели монитора/TB-премника для создания моноблока,

Документация с кратким описанием подключения и безопасного использования мини-ПК, а также описание стандартов и материалов.

Рис. 1. Мини-ПК NUC8i7INH
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Использование энергоэкономичного процессора Intel Core i7-8565U позволило создать компактный компьютер, который характеризуется сравнительно высокой производительностью и функциональностью, что достаточно для решения широкого круга самых разных задач. Основные параметры процессора Intel Core i7-8565U приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры Intel Core i7-8565U

Функциональные возможности мини-ПК Intel NUC8i7INH реализованы с помощью специально разработанной для данного устройства материнской платы NUC8i7INB форм-фактора UCFF (4.0″ × 4.0″) с использованием соответствующих комплектующих.

В данном компьютере используется видеоадаптер AMD Radeon 540X (архитектура Polaris) с 2GB GDDR5. Эта карта поддерживает:

• Видео HDR и MVC для Blu-ray 3D,
• DirectX 9.3/10/11.3/12, OpenCL 2.0, OpenGL 4.5,
• Аппаратное декодирование H.264, HEVC, VC-1, MPEG-4, MPEG-2, MVC,
• AC-3, MPEG1, MP3 (MPEG1 layer 3), MPEG2, AAC, DTS, ATRAC, Dolby Digital+, WMA Pro, DTS-HD,
• GDDR5 DRAM,
• HDMI (до 3840 х 2160 @ 60Hz, 24bpp),
• Mini DisplayPort (mDP, до 3840 х 2160 @ 60Hz, 24bpp).

Оперативная память представлена распаянными на материнской плате микросхемами LPDDR3 2133 общим объемом 8GB. Это упрощает конструкцию, но исключает возможность расширения объема оперативной памяти.

Поддерживаются проводные и беспроводные интерфейсы.

Функциональная схема мини-ПК Intel NUC8i7INH представлена на рис. 2, технические характенистики — в таблице 2.

Рис. 2. Функциональная схема мини-ПК NUC8i7INH
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 2. Технические характеристики Intel NUC8i7INH

В тестируемом варианте мини-ПК Intel NUC8i7INН энергонезависимое хранение информации осуществляет 2,5-дюймовый накопитель Seagate Video 2.5 HDD 1TB (модель ST1000VT001). Сравнительно невысокие скоростные характеристики этого HDD призван улучшить устанавливаемый в разъем M.2 комплектный модуль Intel Optane Memory серии M10. Его емкость — 16 Гбайт (модель MEMPEK1J016GA). Этот модуль обладает лучшими параметрами по сравнению со своим предшественником, который применялся в мини-ПК предыдущего поколения.

Что же касается результатов тестирования мини-ПК Intel NUC8i7INН, то они приведены далее.

Конфигурация исследуемой системы и результаты проведенного тестирования рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
  

>>    Часть 2 
       

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Итак, в указанном изделии использован процессор Intel Core i7-8565U, являющийся представителем восьмого поколения Intel Core, кодовое наименование семейства и микроархитектуры — Whiskey Lake. Он относится к моделям с предельно низкими уровнями энергопотребления, а, следовательно, и теплообразования. Несмотря на то, что процессор имеет в своем составе 4 ядра, его расчетная мощность (TDP) составляет всего 15 Вт, хотя настройкой может быть как уменьшена до значения в 10 Вт, так и значительно увеличена до 25 Вт. Внешний вид этого процессора приведен на рис. 3, его основные параметры — в таблице 1.

Использование энергоэкономичного 4-ядерного процессора Intel Core i7-8565U позволило создать компактный компьютер, который характеризуется сравнительно высокой производительностью и функциональностью. Его возможностей достаточно для решения широкого круга самых разных задач.

Рис. 3. Процессор Intel Core i7 восьмого поколения

Таблица 1. Основные параметры Intel Core i7-8565U

Для компактных систем, созданных на основе мобильных процессоров восьмого поколения с предельно низкими уровнями энергопотребления и теплообразования (процессоры семейства U/Y), производитель традиционно предлагает соответствующие платформы. Эти платформа способны максимально полно реализовать возможности таких процессоров. Пример обобщенной структуры с указанием ряда возможностей такой платформы с Intel Core энергоэкономичного семейства U/Y приведен на рис. 4.

Рис. 4. Структура платформы с U-процессорами восьмого поколения
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Большинство функциональных возможностей указанной платформы были реализованы в мини-ПК Intel NUC8i7INH с помощью специально разработанной для данного устройства материнской платы NUC8i7INB форм-фактора UCFF (4.0″ × 4.0″) с использованием соответствующих комплектующих. Функциональная схема представлена на рис. 5.

Рис. 5. Функциональная схема мини-ПК NUC8i7INH
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Из особенностей архитектуры рассматриваемого мини-ПК необходимо отметить, что, несмотря на наличие встроенных в процессор Intel Core i7-8565U графических средств Intel UHD 620, в компьютере используется дискретная графика. Вызвано это стремлением конструкторов обеспечить повышенные уровни производительности, недоступные встроенным в процессор средствам Intel UHD 620. Кстати, как показывают спецификации и тесты, возможности Intel UHD 620 уступают скоростным возможностям Intel Iris Plus 650 процессора Intel Core i7-7567U — основы архитектуры Intel NUC предыдущего поколения. Использование дискретной графики обеспечивает уровни производительности, как минимум, не уступающие Intel Iris Plus 650, а в ряде случаев даже превосходящие их.

Итак, в мини-ПК Intel NUC8i7INH видеофункции обеспечивает карта AMD Radeon 540X (архитектура Polaris) с двумя гигабайтами локальной видеопамяти (2GB GDDR5). Эта карта обеспечивает большие уровни производительнсти и функциональности по сравнению со встренными в процессор Intel Core i7-8565U видеосредствами. В частности, AMD Radeon 540X поддерживает:

• Видео HDR и MVC для Blu-ray 3D,
• DirectX 9.3/10/11.3/12, OpenCL 2.0, OpenGL 4.5,
• Аппаратное декодирование H.264, HEVC, VC-1, MPEG-4, MPEG-2, MVC,
• AC-3, MPEG1, MP3 (MPEG1 layer 3), MPEG2, AAC, DTS, ATRAC, Dolby Digital+, WMA Pro, DTS-HD,
• GDDR5 DRAM.

Видеопоток передается как через HDMI с максимальным разрешением 3840 х 2160 @ 60 Hz, 24bpp, так и через mini DisplayPort (mDP) с максимальным разрешением 3840 х 2160 @ 60 Hz, 24bpp. Из приведенных значений следует, что графические средства обеспечивают поддержку видеоконтента 4К.

Еще одной особенностью архитектуры мини-ПК является отказ от использования модулей памяти SO-DIMM. Их функцию исполняют распаянные на материнской плате микросхемы LPDDR3 2133 общим объемом 8GB. Такое решение упрощает конструкцию и снижает себестоимость указанного изделия, однако данное обстоятельство исключает возможность расширения доступного пространства оперативной памяти силами пользователей. Это необходимо учитывать и кого-то может смутить, хотя необходимо признать, что 8GB оперативной памяти вполне достаточно для подавляющего числа традиционных задач малого бизнеса и досуга. 

Конечно, не забыли конструкторы и об интерфейсных возможностях, представленных в Intel NUC8i7INH как проводными, так и беспроводными средствами. Так, например, сетевые средства Gigabit (10/100/1000Mbps) LAN, созданные на основе контроллера Intel WGI219 Gigabit Ethernet, обеспечивают поддержку сети Ethernet. Модуль Intel Wireless-AC 9560D2WG предоставляет беспроводные функции Wi-Fi (Intel wireless802.11ac R2, 2×2, Dual Band Wi-Fi) и Bluetooth (v.5) с максимальной скоростью 1.73Gbps. Связь с периферийными устройствами может осуществляться через порты USB 3.1 gen. 2 (1 USB Type C, 3 USB Type A, один из которых используется для передачи данных и зарядки гаджетов) и USB 2.0 (2 порта с разъемами на плате), а также через CIR (Consumer Infrared).

В следующей части  данной статьи рассмотрены топология материнской платы Intel NUC8i7INB и элементы интерфейсов, приведены основные характеристики мини-ПК Intel NUC8i7INHJA.
  

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

В семействе компактных настольных компьютеров (mini PC — мини-ПК), созданных на основе процессоров восьмого поколения, компания Intel выпустила несколько моделей, получивших наименование Intel NUC 8 Mainstream-G mini PC. Отличительной особенностью является наличие в архитектуре видеоадаптера AMD Radeon 540X и встроенной оперативной памяти, чьи микросхемы уже распаяны на материнских платах. 

Примером одного из полностью укомплектованных вариантов мини-ПК, относяшихся к Intel NUC 8 Mainstream-G mini PC, является модель NUC8i7INHJA2 (рис. 1). Возможностии этого устройства были оценены в процессе экспресс тестирования (рис. 2 – рис. 8).

Рис. 1. Мини-ПК NUC8i7INHJA2
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 2.  Основные компоненты мини-ПК NUC8i7INHJA2

Рис. 3.  Характеристики процессора мини-ПК NUC8i7INHJA2

Рис. 4.  Характеристики видеоадаптера мини-ПК NUC8i7INHJA2

Рис. 5.  Объем дисковой подсистемы мини-ПК NUC8i7INHJA2

Рис. 6.  Оценки производительности процессора

Рис. 7.  Скоростные возможности дисковой подсистемы, 
             измеренные CrystalDiskMark

Рис. 8.  Скоростные возможности дисковой подсистемы,
             измеренные ATTO Disk Benchmark

Как следует из полученных в процессе тестирования оценок, мини-ПК NUC8i7INHJA2 обладает сравнительно высокой производительностью.

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Более детально об архитектуре высокопроизводительных моделей Intel NUC на отдельной встрече специалистов Intel с представителями СМИ рассказал Дмитрий Летичевский.

Главной особенностью высокопроизводительных моделей Intel NUC являются процессоры со сравнительно мощными графическими средствами, специально разработанными компаниями Intel и AMD и получившими наименование Radeon RX Vega M. Конструктивно данные процессоры выполнены в виде небольшой платы.

На этой плате размещены три полупроводниковых кристалла. Это центральный процессор (CPU, Intel Core 8-поколения, 4 ядра и 8 потоков с частотой обработки до 4,2 ГГц, до 8 Мбайт кэш-памяти, встроенная графика Intel HD Graphics 630), графический процессор (GPU, Radeon RX Vega M, до 1190 МГц, до 24 вычислительных блоков) и видеопамять (HBM2, 4 Гбайт). Кристаллы CPU и GPU соединены шиной PCI 3.0 x8, а GPU и HBM2 соединены специальной высокоскоростной 1024-разрядной шиной, выполненной в виде отдельного миниатюрного кристалла и обеспечивающей скорость передачи данных до 204 Гбайт/с.

Семейство процессоров Intel Core 8-поколения с GPU состоит в настоящее время из пяти моделей: i7-8809G, i7-8709G, i7-8706G, i7-8705G, i5-8305G. Все они содержат в своей архитектуре и GPU, и традиционные встроенные графические средства. Отличаются указанные модели только тактовыми частотами CPU, размерами кэш-памяти (6 Мбайт у i5-8305G, у остальных — 8 Мбайт) и вариантами GPU. Модели i7-8809G и i7-8709G снабжены более мощным GPU Radeon RX Vega M GH (24 вычислительных блоков, 64 пикселей за такт), остальные — GPU Radeon RX Vega M GL (20 вычислительных блоков, 32 пикселей за такт).

Указанные решения могут найти применение в разных компьютерных системах, но уже сейчас в номенклатуре изделий Intel присутствуют созданные на базе процессоров Intel Core i7-8809G и Intel Core i7-8705G комплекты Intel NUC8i7HVK и Intel NUC8i7HNK.

Снабженные высокоскоростными модулями памяти (до 32 Гбайт DDR4-2400) и твердотельными накопителями (M2 SSD) указанные комплекты благодаря своим процессорам и многообразию проводных и беспроводных интерфейсов способны стать основой компактных и сравнительно мощных компьютерных систем. Эти системы  могут успешно решать и широкий спектр геймерских проблем, и задачи мультимедиа, и открыть многочисленным пользователям дверь в мир VR и MR.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

Intel Innovation Day — это новый расширенный формат Intel Channel Day, ориентированный на партнеров, коллег и дистрибьюторов корпорации Intel в лице руководителей предприятий, менеджеров по маркетингу, технических специалистов, продавцов. Основная цель — ознакомление присутствовавших с новейшими технологиями и тенденциями, планами выпуска продуктов Intel. В Дне Инноваций в СПб, приняли участие десятки копаний, среди которых OCS, ELKO, Merlion, 3Logic, MUST, Asus, Acer, Gigabyte, Kingston и др. Сессии были сконфигурированы по трем направлениям: Серверы и ЦОД, Настольные и мобильные ПК, Интернет вещей.

Выступающие специалисты подчеркнули, что стратегическими направлениями развития IT являются: искусственный интеллект (Artificial Intelligence — AI), пятое поколение мобильных сетей (5G), автономное вождение, системы виртуальной и смешанной реальности (Virtual reality — VR, Mixed Reality — MR). Кроме того, большое внимание уделяется развитию и поддержке направлению ЦОД и Интернета вещей.

Рассматривая перспективность AI, специалисты отметили, что этот сегмент может возрасти от $643,7 млн в 2016 г. до $36,8 млрд в 2025 г, и в ближайшие два года использовать AI будут 41% компаний. Практическое применение AI найдет, например, в распознавании речи, синхронном переводе, в локализации и позиционировании объектов, сегментации и классификации изображений.

Важным направлением является и автономное вождение. Так, в 2017 г. в Швеции — 100 автономных автомобилей, 40 машин с 4 уровнем автономности от Intel, BMW, Fiat Chrysler уже испытывается на дорогах разных стран. К 2030 г. такие автомобили проедут около 1,5 трлн км.

Развитие современных технологий и широкое их внедрение порождают огромные потоки цифровых данных, требующих оперативной их обработки. Помощь в обработке окажут не только технологии AI, но и перспективные системы, основанные на использовании новых процессоров и новых компонентов хранения информации.

Это могут быть, в частности, высокопроизводительные серверные процессоры Intel Xeon Scalable, в которых, вместо традиционной Ring Architecture с кольцевым доступом к компонентам процессора реализована Mesh Architecturе (mesh — решетка), которая обеспечивает низкие задержки сигналов и значительное увеличение скоростей передачи данных между ядрами, оперативной памятью и контроллерами ввода/вывода.

Для компьютерных систем широкого применения компания Intel предлагает  новые продукты и технологии, связанные с Intel Core i+, Kaby Lake G, Purley, Xeon Scalable, FPGA, а также настольные и мобильные решения на базе процессоров Intel Core 8-го поколения, предназначенные заменить своих предшественников. При этом были выпущены 4-ядерные модели не только для настольных ПК, но и для сегмента мобильных компьютеров. Снабженные такими процессорами, способными обрабатывать до 8 потоков с частотой работы ядер до 4,5 ГГц, мобильные системы демонстрируют уровни производительности, доступные ранее только настольным ПК.

Революционным является и новый тип энергонезависимой памяти, получившей наименование 3D XPoint, разработанной Intel в содружестве с Micron и обладающей высокими скоростями доступа и низкими задержками, с ресурсом, значительно превышающим возможности NAND и 3D NAND.

Память 3D XPoint нашла воплощение в моделях изделий Intel Optane. Это и мощные варианты накопителей Intel Optane SSD DC P4800X, предлагаемые для серверного рынка, и накопители Intel Optane SSD 900P/905P для энтузиастов, и специальные кэширующие ускорители Intel Optane Memory, обеспечивающие увеличение скоростных характеристик дисковых подсистем в ряде задач более чем в два раза. Несмотря на высокий потенциал памяти 3D XPoint, продолжается выпуск и улучшение накопителей SSD со ставшей уже традиционной флэш-памятью 3D NAND. На основе этой памяти компания Intel предлагают емкие и производительные модели: профессиональный уровень представлен изделиями Pro 7600p, Pro 7000p, Pro 6000p, Pro 545s,  потребительский уровень — 760p, 700p, 660p, 600p, 545s.

В добавление к этому компания Intel предлагает рынку новые компьютерные системы, представленные в разнообразных форм-факторах и ориентированные на разные сферы применения. Такими изделиями компания Intel и ряд ее крупных партнеров считают Compute Card, решения 2-в-1, моноблоки, Intel NUC и др. Несмотря на компактные размеры, ряд моделей могут составить конкуренцию традиционным настольным компьютерам.

Необходимо отметить, что перспективные высокопроизводительные компьютерные архитектуры, эффективные технологии обработки данных и новейшие компоненты способствуют дальнейшему развитию перспективных IT-направлений, к которым относятся системы виртуальной реальности. По прогнозу экспертов уже к 2020 году рынок систем и изделий VR может превысить $143 млрд. При этом соответствующие  технологии и устройства будут использоваться не только для целей досуга, но и в промышленности, симуляторах, медицине, образовании и других областях. Один из примеров разработки системы VR привели специалисты компании КРОК.

Специалисты компаний КРОК и Intel рассказали о реализации совместного проекта «Виртуальная копии зала Юпитера Государственного Эрмитажа».

В процессе работы разработчики столкнулись со многими проблемами, связанными как с вопросами качественной фото- и видеосъемки объектов, так и с проблемами оптимальной обработки больших объемов информации с целью уменьшения файлов VR при сохранении необходимого качества 3D-изображений, обеспечивающего высокий уровень реалистичности объектов в пространстве VR. Обработка исходной информации осуществлялась с помощью мощных  компьютерных систем (многоядерные Intel Xeon Platinum, ОЗУ 160 Гбайт, HDD 4 Тбайт).

Благодаря использованию специальных алгоритмов оптимизации в процессе обработки удавалось уменьшать количество исходных 160 млн полигонов каждого объекта съемки до примерно 120 тыс. Это позволило существенно уменьшить объем файлов VR и снизить требования к аппаратно-программным средствам компьютеров пользователей: процессор — Intel Core i5+; GPU — NVIDIA GeForce GTX 970, AMD Radeon R9 290 или лучше; ОЗУ — 8+ Гбайт; видео выход — HDMI 1.4, DisplayPort 1.2 или более поздняя версия; USB-порт — 3 USB 3.0; ОС — Windows 7 SP1, Windows 8.1, Windows 10. Данные характеристики соответствуют сравнительно мощным настольным компьютерам.

Однако, как оказалось, в номенклатуре сверхкомпактных Intel NUC с процессорами Intel Core 8-поколения уже присутствуют модели, удовлетворяющие указанным требованиям. Часть информации была озвучена в секционных докладах.

В следующей части  данной статьи – об архитектуре высокопроизводительных моделей Intel NUC.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Для оценки возможностей SSD 545s 256GB (Intel SSD 545s Series 256GB, модель SSDSC2KW256G8) в качестве тестового компьютера был использован высокопроизводительный ноутбук HP ENVY 17 2070NR. В состав архитектуры этого ноутбука после его модернизации входят следующие основные компоненты:

• Дисплей — 17,3-дюймовая ЖК-матрица TN-типа с разрешением 1920х1080@60Hz,
• Процессор — Intel Core i7-2630QM (микроархитектура Sandy Bridge, 4 физических ядра, обрабатывающих 8 потоков при тактовой частоте, изменяющейся в диапазоне от 2,0 ГГц до 2,9 ГГц, 6 Мбайт кэш-памяти L3, 45 Вт TDP),
• Материнская плата — HP 159B с южным мостом HM67,
• Графическая подсистема — встроенная в процессор графика Intel HD Graphics 3000 с рабочей частотой, изменяющейся в диапазоне от 650 МГц до 1,1 ГГц, и видеокарта AMD Radeon HD 6850M, выполненная на дискретных элементах,
• Оперативная память — два модуля SO-DIMM DDR3-1600 SDRAM с общим объемом 16 Гбайт (8 Гбайт + 8 Гбайт — после модернизации подсистемы оперативной памяти ноутбука),
• Дисковая подсистема — два накопителя SSD (200 Гбайт + 480 Гбайт — после очередной модернизации ноутбука),
• Оптический дисковод — HP DVDWBD TS-TB23L,
• Операционная система — Microsoft Windows 7 Home Premium 64-bit SP1.

Установка SSD 545s 256GB в специализированный отсек ноутбука на место второго диска (вместо SSD 480 Гбайт) с последующим его подключением к разъему SATA 6Gb/s не вызвало каких-либо проблем.

Итак, на рис. 4 — скриншот конфигурации аппаратных средств системы тестирования, на рис. 5 — логические диски, среди которых отмечен тестируемый SSD 545s 256GB.

Рис. 4.  Конфигурация системы тестирования SSD 545s 256GB

Рис. 5.  Логический диск SSD 545s 256GB  в тестовой системе

Для поддержки твердотельных накопителей силами самих пользователей компания Intel предлагает специальную утилиту, получившую наименование Intel Solid-State Drive Toolbox (Intel SSD Toolbox). Утилита является многофункциональной. В частности, она обеспечивает вывод ряда характеристик накопителй, оптимизирует работу SSD, проводит сокращенную и полную его диагностику, анализ SMART (рис. 6).

Рис. 6.  Утилита Intel SSD Toolbox 

Результаты оценок емкостных и скоростных параметров SSD 545s 256GB приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

На основе микросхем флэш-памяти 3D NAND (64-слойная 3D NAND второго поколения, TLC) компания Intel выпустила 2,5-дюймовые твердотельные накопители (SSD) серии Intel 545s. В настоящее время линейка 2,5-дюймовых SSD этой серии состоит из моделей с информационным объемом 128, 256, 512, 1024 Гбайт. Все они ориентированы на сектор потребительских компьютеров. 

Возможности SSD этой серии можно оценить на примере средней модели, имеющей объем 256 Гбайт: Intel SSD 545s Series 256GB. Модель получила наименование SSDSC2KW256G8 (256GB, 2.5in SATA 6Gb/s, 3D2, TLC; далее — SSD 545s 256GB).

Эта модель поставляется в небольшой картонной коробке (рис. 1). На лицевой и обратной стороне приведены некоторые характеристики указанного устройства. Кроме SSD, в комплекте присутствует краткая инструкция по использованию накопителя.

Рис. 1.  Комплект SSD 545s 256GB

Внешний вид SSD 545s 256GB представлен на рис. 2, основные характеристики — в таблице 1.

Рис. 2.  Внешний вид SSD 545s 256GB

Таблица 1.  Основные характеристики SSD 545s 256GB

Накопитель SSD 545s 256GB очень легкий, выпущен в неокрашенном алюминиевом корпусе. При этом на лицевой стороне корпуса — логотип Intel, а на обратной — этикетка с рядом технических и эксплуатационных характеристик (рис. 2, рис. 3).

Рис. 3.  Этикетка на обратной стороне SSD 545s 256GB

На указанный накопитель предоставляется 5-летняя ограниченная гарантия. Об этом сообщено на обратной стороне упаковки и в спецификациях.

Производитель SSD заявил о высоком ресурсе записи, составляющем 144 Тбайт. Что же касается скоростных возможностей накопителя, то производитель приводит на своих сайтах и в документах следующие значения:

• Последовательное чтение данных — до 550 Мбайт/с,
• Последовательная запись данных — до 500 Мбайт/с,
• Произвольное чтение — до 75 K IOPS,
• Произвольная  запись — до 85 K IOPS.

Несмотря на безусловный авторитет производителя, было интересно оценить с помощью доступных тестов скоростные возможности накопителя SSD 545s 256GB, которые он демонстрирует при эксплуатации в составе мощной мобильной системы. Далее представлены результаты проведенного исследования.

Результаты оценкок емкостных и скоростных параметров SSD 545s 256GB приведены  в следующих частях  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Для оценки возможностей SSD ULTRA II 240GB  (модель SDSSDHII-240G-G25) в качестве тестового компьютера был использован высокопроизводительный ноутбук HP ENVY 17 2070NR. В состав архитектуры этого ноутбука входят следующие основные компоненты:

• Дисплей — 17,3-дюймовая ЖК-матрица TN-типа с разрешением 1920х1080@60Hz,
• Процессор — Intel Core i7-2630QM (микроархитектура Sandy Bridge, 4 физических ядра, обрабатывающих 8 потоков при тактовой частоте, изменяющейся в диапазоне от 2,0 ГГц до 2,9 ГГц, 6 Мбайт кэш-памяти L3, 45 Вт TDP),
• Материнская плата — HP 159B с южным мостом HM67,
• Графическая подсистема — встроенная в процессор графика Intel HD Graphics 3000 с рабочей частотой, изменяющейся в диапазоне от 650 МГц до 1,1 ГГц, и видеокарта AMD Radeon HD 6850M, выполненная на дискретных элементах,
• Оперативная память — два модуля SO-DIMM DDR3-1600 SDRAM с общим объемом 16 Гбайт (8 Гбайт + 8 Гбайт — после модернизации подсистемы оперативной памяти ноутбука),
• Дисковая подсистема — два накопителя SSD (200 Гбайт + 480 Гбайт — после очередной модернизации ноутбука),
• Оптический дисковод — HP DVDWBD TS-TB23L,
• Операционная система — Microsoft Windows 7 Home Premium 64-bit SP1.

Установка SSD ULTRA II 240GB  в специализированный отсек ноутбука на место второго диска (вместо SSD 480 Гбайт) с последующим его подключением к разъему SATA 6Gb/s не вызвало каких-либо проблем.

Итак, на рис. 6 — скриншот конфигурации аппаратных средств системы тестирования, на рис. 7 — логические диски, среди которых отмечен тестируемый SSD ULTRA II 240GB.

Рис. 6.  Конфигурация системы тестирования SSD ULTRA II 240GB

Рис. 7.  Логический диск SSD ULTRA II 240GB  в тестовой системе

Оценки емкостных параметров этого накопителя, выполненные с помощью штатных средств Microsoft Windows 7 Home Premium 64-bit SP1, приведены на рис. 8.

Рис. 8.  Емкостные параметры SSD ULTRA II 240GB

Оценивая емкостные параметры данного устройства, необходимо напомнить, что производители накопителей информационную емкость своих изделий приводят в десятичных единицах. Это означает, что в мобильных, стационарных и встраиваемых накопителях 1 Гбайт = 1 000 Мбайт = 1 000 000 Кбайт = 1 000 000 000 байт. В результате в десятичных единицах емкость SSD ULTRA II 240GB  составляет 240 054 693 888 байт (рис. 8), то есть даже несколько больше объявленного производителем значения.

А вот в единицах, привязанных к двоичной системе счисления, 1 Гбайт = 1 024 Мбайт, 1 Мбайт = 1 024 Кбайт, 1 Кбайт = 1 024 байт, то есть 1 Гбайт = 1 024 Мбайт = 1 024 x 1024 Кбайт = 1 024 x 1 024 x 1 024 байт. Как результат, емкость 240 054 693 888 байт преобразуется и приводится уже как 223 Гбайт (рис. 8). Остается добавить, что указанные единицы часто обозначаются как GiB, MiB, KiB

Далее  приведены результаты оценки скоростных параметров SSD ULTRA II 240GB .
   

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

Твердотельные накопители (SSD) по сравнению с HDD имеют более высокие скорости передачи данных, высокую устойчивость к ударным нагрузкам и вибрации, малую массу и весьма низкое энергопотребление. А еще в их конструкции отсутствуют движущиеся элементы, и они абсолютно бесшумны. Все это обуславливает популярность таких накопителей у многочисленных пользователей десктопов и ноутбуков.

Отвечая на потребности рынка, SSD предлагаются уже многими компаниями. Среди них есть и хорошо известные имена, носители которых имеют и собственные производства, и мощные конструкторские команды. К их числу относится и компания SanDisk, которая продолжает расширять номенклатуру и выпуск своих продуктов, улучшая в ряде случаев уже популярные линейки своих изделий. В результате появляются накопители с улучшенными характеристиками. К таким изделиям относится, например, SSD ULTRA II.

Модели SSD ULTRA II, ориентированные на европейский рынок, имеют наименования (Product Numbers) SDSSDHII-xxG-G25, где xx — значения емкости в гигабайтах. Одна из моделей SSD этой линейки, имеющая информационный объем в 240 Гбайт, была предоставлена для ознакомления и тестирования. Данная модель имеет наименование SDSSDHII-240G-G25 (далее — SSD ULTRA II 240GB). Эта модель поставляется в небольшой картонной коробке (рис. 1). Лицевая и обратная ее стороны дают традиционную возможность ознакомиться с некоторыми техническими и эксплуатационными характеристиками указанного устройства.

Рис. 1.  Комплект SSD ULTRA II 240GB

После вскрытие коробки оказалось, что накопитель дополнительно помещен в прозрачный пластиковый контейнер, который выполняет физическую и электростатическую защиту данного электронного устройства. Дополнительную защиту обеспечивает пластиковый пакет. Остается добавить, что, кроме накопителя, в комплекте присутствует многоязычный документ, в котором приводится ряд рекомендаций по использованию устройства, а также пластиковая рамка для увеличения толщины корпуса накопителя, что по мнению разработчика в ряде случаев облегчает установку SSD в компьютер.

Рис. 2.  Компоненты комплекта SSD ULTRA II 240GB

Об основных параметрах и некоторых особенностях накопителя SSD ULTRA II 240G —  в следующей части  данной статьи.
   

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

После выпуска первого в мире процессора компания Intel, являющаяся создателем и лидером сектора процессоров архитектуры х86, с удивительным постоянством придерживается закона Мура (рис. 1), предлагая компьютерному рынку все новые и новые изделия. Выпускаемые по регулярно улучшаемым технологическим процессам и регулярно обновляемым микроархитектурам очередные модели процессоров обеспечивают рост производительности компьютерным системам без увеличения, а во многих случаях даже с уменьшением энергопотребления.

Рис. 1. Гордон Мур и его закон

Создавая свои изделия, компания Intel с 2006 года придерживается стратегии «Тик-Так» (англ. tick-tock). Эта стратегия подразумевает регулярное развитие полупроводниковых технологических процессов (техпроцессов) и микроархитектур чипов: на «Тик» приходится освоение нового техпроцесса на основе уже существующей микроархитектуры, на «Так» — переход на новую микроархитектуру с сохранением прежней точности литографии техпроцесса. По первоначальному замыслу полный цикл «Тик-Так» должен укладываться в два года, то есть каждая часть цикла должна занимать примерно год. Такой темп развития полупроводниковых техпроцессов и процессорных микроархитектур соблюдался в течение довольно длительного периода. Циклы «Тик-Так», реализованные за последние несколько лет, иллюстрирует рис. 2.

Рис. 2. Несколько циклов стратегии «Тик-Так»

Однако несколько лет назад стало очевидно, что по мере уменьшения масштаба литографии сохранять указанный темп развития становилось все сложнее и дороже. В результате в 2016 году стратегия развития была изменена. Теперь вместо традиционного двухступенчатого «Тик-Так» было принято решение использовать трехступенчатый принцип «процесс — архитектура — оптимизация». Новая стратегия подразумевает более длительную эксплуатацию техпроцессов и выпуск по одним и тем же литографическим нормам не двух, а как минимум трех процессорных дизайнов (рис. 3). Это означает, что  после изделий с кодовыми именами Broadwell и Skylake должен следовать не переход на 10 нм нормы, а выпуск  процессорного дизайна с использованием освоенного техпроцесса 14 нм.

Рис. 3. Две стратегии развития

В соответствии с новой концепцией очередной разработкой лидера процессоров архитектуры х86 стали модели с кодовым именем Kaby Lake, выпускаемые по модифицированной технологии 14 нм. Новые чипы производитель отнес к изделиям седьмого поколения Intel Core (7th Generation Intel Core i7 Processors). Они отличаются от своих предшественников с кодовым наименованием Skylake еще лучшей энергоэффективностью и еще большей производительностью, особенно это касается встроенных графических средств.

Разработчики сохранили для старших моделей привычные для пользователей наименования Intel Core i7, Core i5, Core i3 с использованием соответствующих цифробуквенных символов. При этом, как и в предыдущих поколениях процессоров Intel Core, наибольшими уровнями производительности обладают модели Intel Core i7.

Модели процессоров Intel Core i7, Core i5, Core i3 для настольных компьютеров: 

• i7-7700K, i7-7700, i7-7700T;
• i5-7600K, i5-7600, i5-7600T, i5-7500, i5-7500T, i5-7400, i5-7400T;
• i3-7350K, i3-7320, i3-7300, i3-7300T, i3-7101E, i3-7101TE, i3-7100T, i3-7100.

Модели процессоров Intel Core i7, Core i5, Core i3 для мобильных компьютеров.

• i7-7920HQ, i7-7820HQ, i7-7820HK, i7-7700HQ, i7-7660U, i7-7600U, i7-7567U, i7-7560U, i7-7500U, i7-7Y75;
• i5-7440HQ, i5-7360U, i5-7300U, i5-7300HQ, i5-7287U, i5-7267U, i5-7260U, i5-7200U, i5-7Y54, i5-7Y57;
• i3-7130U, i3-7167U, i3-7100U, i3-7100H.

Оценки производительности ряда моделей процессоров седьмого поколения Intel Core, выполненные PassMark Software, представлены ниже (рис. 4). Здесь же приведены оценки некоторых моделей процессоров Intel предыдущих поколений, а также оценки нескольких изделий AMD. 

Рис. 4. Оценки производительности

Как следует из результатов тестирования, процессоры седьмого поколения Intel Core, как и ожидалось, демонстрируют сравнительно высокие уровни производительности.

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Необходимо отметить, что при неоднократной попытке установки эмулятора в начале процесса каждый раз появлялось сообщение: «Драйвер видеокарты устарел. NoxPlayer может работать неправильно. Обновите драйвер». Но, как показала проверка, для встроенных в процессор графических средств уже установлен лучший драйвер: «The best driver software for your device is already installed». Проблему удалось решить переходом на видеокарту AMD Radeon HD 6850M, выполненную на дискретных элементах. После этого процесс инсталляции прошел быстро (71 сек) и без каких-либо проблем (рис. 2). Кстати, на это период рекомендовалось отключить антивирусные средства, но этого не потребовалось.

Рис. 2. Установка NoxPlayer 

По нажатию на кнопку «Пуск» появилось окно с заставкой и полосой загрузки. Примерно через 45 секунд процесс закончился, и на экране монитора появилось окно с краткими описаниями программы NoxPlayer. После трех нажатий кнопки «Next» появилось окно с предустановленными приложениями (рис. 3). При этом, как уже отмечалось ранее, у программы-эмулятора имеется большое количество элементов настройки и контроля.

Рис. 3. Окно программы NoxPlayer

В правом верхнем углу расположены следующие элементы (слева направо):

• Информация о системе / Вопросы и ответы / Центр сообщений / Обратная связь,
• Прикрепить сверху / Открепить,
• Настройки системы,
• Свернуть,
• Развернуть,
• Закрыть.

Справа расположены элементы (сверху вниз):

• Скрыть панель инструментов,
• Встряхивание,
• Управление с клавиатуры,
• Снимок экрана,
• Виртуальное местоположение,
• Мой компьютер,
• Полноэкранный режим,
• Увеличить громкость,
• Уменьшить громкость,
• Добавить АРК-файл,
• Перезагрузить Android,
• Регистратор макросов,
• Запись видео,
• Мультиплеер,
• Настройка контроллера,
• Управление двумя пальцами (средняя кнопка мыши),
• Меню,
• Управление общими функциями,
• Назад,
• Главная,
• Последние задачи,
• Еще.

В наборе предустановленных компонентов присутствует сервис Play Маркет (Google Play), расположенный в отдельной папке Google. Он позволяет загружать и устанавливать программы из магазина приложений. Для того, чтобы воспользоваться этой возможностью, необходимо в системе зарегистрировать аккаунт. Это будет предложено при первой же попытке обращения к Google Play: «добавить существующий аккаунт или создать новый». При создании нового наблюдались сбои, возможно, случайные. Но существующий был принят без проблем.

Необходимо отметить, что набор приложений можно расширить не только с помощью Google Play, но и установкой APK-файлов. И если в традиционных андроидных системах для этого обычно используют файл-менеджеры, то в данном эмуляторе в наборе элементов настройки и контроля выделена специальная иконка. Это упрощает и ускоряет процедуру установки APK-файлов, что было проверено неоднократно.

Конечно, целесообразность использования эмулятора обусловлена не только большими интерфейсными возможностями десктопов и мощных ноутбуков, но и их большей производительностью по сравнению с планшетами и смартфонами. К слову сказать, на рис. 4 приведена конфигурация тестового ноутбука, определенная встроенными средствами эмулятора (Информация о системе).

Рис. 4. Конфигурация ноутбука, определенная NoxPlayer 

Безусловно, сам эмулятор потребляет часть ресурсов компьютера, поэтому вызывает интерес уровень производительности всей системы вместе с эмулятором. Для оценки производительности тестовой системы с установленным эмулятором была использована программа AnTuTu Benchmark-X v. 4.4.3. Соответствующий APK-файл был скачан из Интернета. С помощью описанной процедуры программа AnTuTu Benchmark-X v. 4.4.3 была установлена в среду эмулятора.

Результаты тестирования приведены  в следующих частях  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Современные смартфоны и планшеты, работающие под управлением ОС Android, сегодня могут рассматриваться не только как устройства связи и оперативного доступа в Интернет, но и как многофункциональные средства досуга. Они портативны и достаточно удобны. Однако их малые габариты и вес теряют свою привлекательность в стационарных условиях их использования. Действительно, настольные компьютеры (десктопы) и мощные ноутбуки снабжены большими экранами, высокопроизводительными компонентами, удобными средствами ввода, мощными аудиосредствами, емкими накопителями информации и т. п. Их возможности обычно существенно превышают возможности смартфонов и планшетов, особенно это касается игр. Для тех же пользователей, кого напрягает переход от ультамобильных устройств с ОС Android на более мощные десктопы и ноутбуки с OC от Microsoft и Apple, существуют соответствующие программные средства-эмуляторы. Такие средства создают оптимальные среды, предоставляющие возможность запуска программ, разработанных под ОС Android, в среде других ОС.

В качестве примера подобных средств можно привести программный продукт Nox App Player (далее — NoxPlayer или эмулятор). NoxPlayer эмулирует на десктопах и ноутбуках с OC от Microsoft и Apple работу смартфона/планшета с ОС Android 4.4.2. Предустановлен компонент Google Play, что упрощает установку дополнительных программ. Обеспечена поддержка различных интерфейсных средств, среди которых клавиатура и мышь, геймпады и другие игровые контроллеры. Также в NoxPlayer реализована система мультизадачности в рамках одного десктопа/ноутбука. Остается добавить, что указанный эмулятор корректно работает в среде Windows 10.

Минимальные требования к ПК:

• ОЗУ — 2 Гбайт,
• CPU — 2 ГГц,
• HDD — 3 Гбайт,
• Видео — 1 Гбайт.

Итак, программа-эмулятор NoxPlayer формирует среду Android 4.4.2. Обеспечивает поддержку практически всех приложений. Их можно устанавливать из Google Play, а также и путем распаковки apk-файлов. Имеющиеся в указанном эмуляторе параметры настройки позволяют создать на основе компьютера устройство, полностью адаптированное к решаемым задачам с учетом личных предпочтений. А еще имеются предустановленные средства, упрощающие установку программ, игр и прочего контента. Поддерживаются разнообразные устройства ввода. Обеспечена бесконфликтная работа в компьютерных системах с современными процессорами Intel и AMD.

Для оценки возможностей указанного эмулятора в качестве тестового компьютера был использован высокопроизводительный ноутбук HP ENVY 17 2070NR. В состав архитектуры этого ноутбука входят следующие основные компоненты:

• Дисплей — 17,3-дюймовая ЖК-матрица TN-типа с разрешением 1920×1080@60Hz,
• Процессор — Intel Core i7-2630QM (микроархитектура Sandy Bridge, 4 физических ядра, обрабатывающих 8 потоков при тактовой частоте, изменяющейся в диапазоне от 2,0 ГГц до 2,9 ГГц, 6 Мбайт кэш-памяти L3, 45 Вт TDP),
• Материнская плата — HP 159B с южным мостом HM67,
• Графическая подсистема — встроенная в процессор графика Intel HD Graphics 3000 с рабочей частотой, изменяющейся в диапазоне от 650 МГц до 1,1 ГГц, и видеокарта AMD Radeon HD 6850M, выполненная на дискретных элементах,
• Оперативная память — два модуля SO-DIMM DDR3-1600 SDRAM с общим объемом 16 Гбайт (8 Гбайт + 8 Гбайт — после модернизации подсистемы оперативной памяти ноутбука),
• Дисковая подсистема — два накопителя SSD (200 Гбайт + 480 Гбайт — после очередной модернизации ноутбука),
• Оптический дисковод — HP DVDWBD TS-TB23L,
• Операционная система — Microsoft Windows 7 Home Premium 64-bit SP1.

Для установки указанного эмулятора необходимо выполнить следующие действия:

1. Зайти на официальный сайт,
2. Выбрать и загрузить файл NoxPlayer для ПК (рис. 1),
3. Установить программу на ПК и запустить ее. 

Рис. 1. Выбор версии NoxPlayer 

Некоторые особенности установки рассмотрены  в следующих частях  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 5 
  

Для оценки скоростных возможностей накопителя iXpand 16GB (SDIX30C-016G-GN6NN) в режиме Lightning в качестве тестового компьютера был использован смартфон iPhone 5. В состав архитектуры этого смартфона входят следующие основные компоненты:

• Дисплей — 4-дюймовая ЖК-матрица IPS-типа с разрешением 1136х640,
• Процессор — Apple A6 @ 1 ГГц (микроархитектура ARMv7s, 2 физических ядра),
• Графическая подсистема — PowerVR SGX543MP3,
• Оперативная память — 1 Гбайт,
• Флэш-память — 32 Гбайт,
• Операционная система — Apple iOS 10.2.

Скоростные характеристики накопителя iXpand 16GB в системе накопитель-смартфон оценивались по времени передачи объемного видеофайла: 3,9 GB (4 193 776 023 байт). Данный файл передавался несколько раз из накопителя в смартфон и несколько раз из смартфона в накопитель с последующим усреднением времени передачи. Для повышения точности перед каждой передачей осуществлялись следующие операции: стирание ранее переданного файла в приемнике, полный перезапуск смартфона, перезапуск программы iXpand Drive и очистка программного кэша. Результаты тестирования приведены в таблице 2. 

Таблица 2. Результаты тестирования iXpand 16GB

Итак, скоростные характеристики накопителя iXpand 16GB в режиме Lightning со смартфоном iPhone 5:

• Накопитель -> смартфон —  26,2 Мбайт/с
• Смартфон -> накопитель —    6,6 Мбайт/с

В заключение следует отметить, что использование накопителя iXpand 16GB, действительно, позволяет расширить возможности ультрамобильных устройств Apple, снабженных разъемами Lightning. Накопители линейки iXpand обладают удобным дизайном, они просты в настройке и использовании, в линейке накопителей можно выбрать оптимальную модель в зависимости от требуемого информационного объема и цены. Тем не менее, особенности операционной системы iOS и программы iXpand Drive накладывают ряд ограничений на применение накопителей, среди которых возможность использования только файловой системы FAT 32, ограничивающей максимальные размеры файлов пределом в 4 Гбайт, а также отсутствие поддержки форматов AC3 и DTS. Однако есть надежда, что часть из ограничений будет снята в будущих версиях программы iXpand Drive.

И еще одно важное для существующих и потенциальных пользователей замечание. Подобные накопители, отличающиеся дизайном / параметрми / ценой и выпускаемые уже несколькими фирмами, служат не для расширения внутреннего пространства “яблочных” смартфонов/планшетов, а обеспечивают расширение их возможностей. Из-за “закрытости” операционной системы iOS большинство традиционных программ смартфона/планшета не получат доступ к информации на этом накопителе (или аналогичном по назначению и функциональности изделии). Верно и обратное: программы на накопителе не получат доступ к большинству данных на смартфоне/планшете. Остается напомнить, что полноценную работу с информацией, находящейся на внешнем накопителе, обеспечивает специально разработанная программа, в данном случае — это iXpand Drive со всеми ее достоинствами и некоторыми ограничениями.

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Тестирование накопителя iXpand 16GB (SDIX30C-016G-GN6NN) осуществлялось по принципу «As is», то есть без выполнения предварительного (дополнительного) форматирования, оставив без изменения установленные заводские настройки, включая тип файловой системы.

Для оценки емкостных и скоростных возможностей указанного накопителя в режиме USB 3.0 в качестве тестового компьютера был использован высокопроизводительный ноутбук HP ENVY 17 2070NR. В состав архитектуры этого ноутбука входят следующие основные компоненты:

• Дисплей — 17,3-дюймовая ЖК-матрица TN-типа с разрешением 1920х1080@60Hz,
• Процессор — Intel Core i7-2630QM (микроархитектура Sandy Bridge, 4 физических ядра, обрабатывающих 8 потоков при тактовой частоте, изменяющейся в диапазоне от 2,0 ГГц до 2,9 ГГц, 6 Мбайт кэш-памяти L3, 45 Вт TDP),
• Материнская плата — HP 159B с южным мостом HM67,
• Графическая подсистема — встроенная в процессор графика Intel HD Graphics 3000 с рабочей частотой, изменяющейся в диапазоне от 650 МГц до 1,1 ГГц, и видеокарта AMD Radeon HD 6850M, выполненная на дискретных элементах,
• Оперативная память — два модуля SO-DIMM DDR3-1600 SDRAM с общим объемом 16 Гбайт (8 Гбайт + 8 Гбайт — после модернизации подсистемы оперативной памяти ноутбука),
• Дисковая подсистема — два накопителя SSD (240 Гбайт + 480 Гбайт — после очередной модернизации ноутбука),
• Оптический дисковод — HP DVDWBD TS-TB23L,
• Операционная система — Microsoft Windows 7 Home Premium 64-bit SP1.

Подключение накопителя iXpand 16GB к порту USB 3.0 ноутбука HP ENVY 17 2070nr не вызвало каких-либо проблем. На рис. 7 приведен скриншот конфигурации аппаратных средств системы тестирования, на рис. 8 — сменные накопители, среди которых отмечен тестируемый iXpand 16GB.

Рис. 7.  Конфигурация системы тестирования накопителя iXpand 16GB

Рис. 8.  Логический диск iXpand 16GB в тестовой системе

Оценки емкостных параметров накопителя iXpand 16GB, выполненные с помощью штатных средств Microsoft Windows 7 Home Premium 64-bit SP1, приведены на рис. 9.

Рис. 9.  Емкостные параметры iXpand 16GB

Оценивая емкостные параметры данного устройства, необходимо напомнить, что производители накопителей информационную емкость своих изделий приводят в десятичных единицах. В результате емкость iXpand 16GB составляет 15 915 712 512 байт (рис. 9). В единицах же, привязанных к двоичной системе счисления, емкость преобразуется и приводится уже как 14,8 Гбайт (рис. 9). Как следует из приведенных результатов, емкость немного меньше объявленного значения, которое формально должно составлять 16 000 000 000 байт. Однако разница между объявленным и реальным значением незначительная: около 0,5% от заявленного значения.

Остается добавить, что накопитель iXpand 16GB снабжен еще и фирменным программным обеспечением (ПО) SanDisk SecureAccess (рис. 10), вариантами которого, кстати, комплектуются некоторые изделия компании SanDisk. Упомянутое ПО предоставляет возможность обеспечить защиту информации шифрованием файлов. Это позволяет обмениваться данными, сохраняя при этом защиту конфиденциальных файлов на всех устройствах. Указанная защита основана на технологии 128-битного AES-шифрования и поддерживается операционными системами iOS 8.2, Mac OS X v10.6+, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 и Windows 10.

Рис. 10.  Программное обеспечение, предустановленное на накопитель iXpand 16GB

Результаты оценки скоростных параметров накопителя iXpand 16GB в режиме USB 3.0 приведены  в следующей части  данной статьи.
   

>>    Часть 5