Евгений Рудометов 

Часть 2

Как считают инженеры Intel, следующий этап эволюции твердотельных накопителей связан с переходом на флеш-память нового типа. Эта память получила наименование 3D XPoint (рис. 7).

Рис. 7. Технология 3D XPoint
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Данная разработка, как и ранее описанная, позволяет выпускать твердотельные накопители, обеспечивающие энергонезависимое хранение программ и данных. Но достигается это уже на другом, более высоком уровне возможностей устройств и подсистем хранения информации. Проанализировав доступные документы, независимые эксперты сделали вывод, что работа флеш-памяти 3D XPoint основана на использовании эффектов фазовых переходов в применяемых полупроводниковых материалах. Результатом этих фазовых переходов является устойчивое изменение проводимости этих материалов, что может быть выявлено соответствующими электронными схемами.

Созданные на основе флеш-памяти этого типа накопители получили наименование Optane. По производительности они находятся между оперативной памятью и твердотельными накопителями. При этом данные накопители значительно дешевле DRAM и в то же время значительно надежнее SSD, созданных на основе традиционных технологий. А еще SSD с флеш-памятью 3D XPoint обладают более высокими скоростными возможностями и обеспечивают побайтную адресацию. В качестве примера можно привести высокопроизводительные накопители семейства Intel Optane SSD DC P4800X, выпущенные в вариантах карт расширения PCI Express (рис. 8), а также в 2,5-дюймовом исполнении с интерфейсом U.2.

Рис. 8. Intel Optane SSD DC P4800X
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Выпущенные серверные накопители демонстрируют очень высокую производительность: на операциях чтения/записи блоками 4 Кбайт производительность достигает 550 000 IOPS. Выносливость — 30 DWPD (перезаписей всего информационного объема накопителя в день), что примерно в три раза больше лучших альтернативных моделей твердотельных накопителей. Так, например, по сравнению с традиционными SSD задержки доступа существенно меньше: преимущество более чем в 10 раз. А еще эти устройства, предназначенные для центров обработки данных и высокопроизводительных облачных платформ, в 5-8 раз быстрее на низких очередях, а при 99% QoS преимущество может достигать 60 раз.

Несмотря на высочайшие параметры накопителей семейства Intel Optane SSD DC P4800X, им на смену уже пришли еще более совершенные модели в лице изделий семейства Intel Optane SSD DC P5800X.

Остается добавить, что такие накопители оптимальны для приложений критичных к требованиям по задержкам. При этом время отклика практически не меняется от нагрузки. А еще они обладают очень высокими ресурсами перезаписи, хранят информацию практически неограниченное время и не теряют ее при обесточивании накопителей. Все это позволило существенно изменить архитектуру мощных систем обработки данных и расширить их функциональные возможности.

Главным же недостатком твердотельных накопителей Intel Optane SSD является высокая цена. Однако, как ожидается, цена будет снижаться по мере совершенствования 3D XPoint или будущих подобных технологий, а также соответствующих архитектур созданных на их основе накопителей.

Вряд ли и эти твердотельные накопители являются идеальными средствами записи, чтения и хранения информации, но, как говорится, процесс идет. Ждем новых открытий, новых материалов и технологий, новых архитектур и изделий. И кое-что действительно уже появляется, например, многослойные оптические кварцевые диски с емкостью более 100 Тбайт и лазерной записью/чтением, а также, как утверждают их создатели, временем хранения более 1000 лет. А еще ведутся интенсивные исследования в области хранения информации в цепочках ДНК и т. п. Но это в будущем, а пока жесткие магнитные диски и накопители, созданные на основе флеш-памяти, стемительно совершенствуются, что обеспечивает стремительный рост их информационной емкости. В любом случае можно не сомневаться, что будущее будет очень интересным!

>>    Часть 1 

Сокращенные версии статьи: 

• Можно ли долго хранить данные на SSD? 
• Можно ли долго хранить данные на SSD? / IT-Expert. 2022, №6 
• Накопители: SSD – оптимальный? / Вы и ваш компьютер. 2022, №8, с.19-22

Евгений Рудометов 

Часть 1

 
Для потребительского и корпоративного секторов выпускаются SSD в разных дизайнах. Наибольшее распространение получили форм-факторы: 2,5”, M.2, карты PCI Express. Кроме того, на рынке есть накопители, предлагаемые в вариантах наборов и даже однокристальных чипов. Примеры моделей SSD в форм-факторах 2,5” и M.2 приведены на рис. 4.

Рис. 4. 2,5” SSD и M.2 SSD
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Данный тип накопителей заметно ускоряет работу дисковых подсистем настольных и мобильных компьютеров. Так, например, время доступа у SSD составляет менее 1 мс. Конечно, скорости считывания и записи цифровой информации зависят от особенностей интерфейса, но практически всегда превышают аналогичные параметры HDD. Более того, в случае лучших моделей SSD они в десятки раз выше аналогичных параметров HDD.

Высокие параметры обеспечили популярность твердотельных накопителей, хотя по такому параметру, как «стоимость за 1 Гбайт» они все еще заметно уступают классическим жестким дискам. Однако SSD практически «не боятся» вибраций и ударных нагрузок, потребляют меньше энергии, как правило, более надежны и лучше переносят повышенные температуры, и они более технологичны в производстве, чем HDD. Правда, как выясняется, SSD (и USB-флэш-накопители, и карты, и чипы) имеют ограниченный ресурс записи/перезаписи/стирания (далее — ресурс записи) информации из-за постепенной деградации полупроводников. При этом чем больше битов «упаковывается» в каждой ячейке за счет многоуровневого способа, тем больше общая информационная емкость изделия и ниже его цена. Но с ростом плотности битов в ячейках уменьшается ресурс записи данных, а, следовательно, и всего накопителя, что ориентирует отрасль на выпуск накопителей с многоуровневыми ячейками TLC и QLC, а в перспективе — на еще более плотные варианты.

Справедливости ради следует отметить, что во второй половине 2022 года производители стали постепенно отказываться от выпуска моделей, основанных на QLC-памяти. Снижение цен на TLC 3D NAND привело к тому, что экономия, достигаемая при выборе четырехбитовой памяти в ущерб производительности и надежности, стала в абсолютном выражении совсем незначительной. Однако многие эксперты считают, что не следует думать, что QLC SSD покидают рынок навсегда, и данный тренд может вскоре измениться.

Основные характеристики многоуровневых ячеек представлены на рис. 5 (P/E Cycles — Program/Erase Cycles — циклы программирования/стирания — циклы записей/стирания и последующей записи — является количественной характеристикой выносливости).

Рис. 5. Параметры многоуровневых ячеек
            (кликнуть мышью для увеличения

С целью повышения этого ресурса конструкторы используют различные методы, среди которых, например,  выравнивание износа ячеек, их страничная и блоковая организация, кэширование, использование эффективных кодов контроля и восстановления, максимальное сокращение операций перезаписи и т.п. Как результат, ресурс записи для SSD потребительского сектора оценивается в десятках, а для высокоемких моделей — нередко в сотнях терабайт. Для корпоративных (серверных) SSD этот показатель оценивается уже в тысячах терабайт. Конечно, ресурс записи потребительских и корпоративных накопителей SSD увеличивается вместе с увеличением емкости дисков. Чем больше емкость, тем больше ресурс записи. При этом в спецификациях накопителей речь идет о значениях этого ресурса, гарантированных производителями, реальные же показатели износостойкости SSD значительно выше, иногда в несколько раз.

А теперь о времени хранения информации в чипах флеш-памяти. Так как электрические заряды, кодирующие биты, хранятся в конденсаторах (накопителях заряда, ловушках заряда и т.п.) ячеек, очевидно, что для длительного сохранения записанной информации требуется периодическая проверка ячеек и последующее восстановление уровней. Это все выполняет встроенный контроллер. Нахождение флеш-накопителей в течение долгого времени в выключенном состоянии может привести к безвозвратной потере данных. В некоторых случаях это могут быть месяцы, а возможно даже и недели. При этом новые накопители могут хранить информацию в обесточенном состоянии в течение нескольких лет, но по мере их использования это время постепенно и значительно сокращается из-за постепенной деградации полупроводников. Особенно остро данная проблема стоит в случае накопителей, созданных на основе многоуровневых ячеек типа QLC и тем более будущих PLC. Организация JEDEC, занимающаяся стандартизацией и сертификацией, не рекомендует на долгий срок оставлять SSD без электропитания. Для потребительских моделей SSD, эксплуатируемых в нормальных условиях, время гарантированного сохранения информации составляет около года. Для корпоративных же моделей согласно требованиям JEDEC время сохранения информации, обеспечиваемое и гарантированное производителями, должно составлять не менее трех месяцев в течение всего рекомендуемого времени эксплуатации. Кстати, это не означает, что корпоративные SSD менее надежны, дело в том, что требования к ним существенно выше и допустимая вероятность возможных ошибок ниже. Следует добавить, что время сохранения информации сильно зависит от температуры окружающей среды. Как показывают исследования, повышение температуры всего на 5 градусов может сократить время хранения информации вдвое. Дальнейший подъем по температурной шкале ухудшает ситуацию еще сильнее.

Это иллюстрируют, например, следующие данные (рис. 6), полученные одной из исследовательских команд. Например, если SSD работал  при 40 градусах Цельсия, а после его оставили на хранение при 30 градусах, то информация сохранится на протяжении 52 недель (около 1 года).

Рис. 6. Время сохранения информации в зависимости от температурных режимов
            (кликнуть мышью для увеличения

И какие же выводы и рекомендации следуют из всего этого? Увы, накопители SSD (и USB-флешки, и флеш-карточки) не предназначены для долгого хранения данных носителей информации «на полке». Чтобы не потерять ценную информацию, эти устройства целесообразно периодически подключать к компьютерным системам. Выполнять эту операцию следует регулярно каждые насколько месяцев в нормальных температурных условиях, а в экстремальных условиях — чаще, возможно речь может идти о неделях. Это позволит встроенным в SSD контроллерам выполнить проверку и восстановление содержимого ячеек памяти накопителя. Это убережет, может быть, очень ценную информацию, стоимость которой в ряде случаев многократно превышает стоимость самого SSD.

К сказанному следует добавить, что, выбирая SSD, следует отдавать предпочтение продукция от именитых производителей. Их продукция обычно собирается из качественных, хорошо проверенных компонентов, изделия проходят многократный контроль в процессе производства. А еще такие компании более ответственно относятся к предоставляемым спецификациям, их документация обычно детальная и полная. Кроме того, они обеспечивают качественную, часто оперативную поддержку и длительную гарантию на свои изделия.

По возможности из моделей MLC, TLC, QLC лучше выбирать первые два типа, а при эксплуатации заполнять накопители информацией не на 100%, оставляя часть в запасе, например, 20%. Конечно, это совсем необязательно, но незаполненная часть информационного пространства накопителя повысит эффективность кэширования. Это положительно скажется на производительности SSD и в конечном итоге всей системы.

Продолжая тему выбора, необходимо отметить, что модели Enterprise, ориентированные на корпоративный сектор, выгодно отличаются от изделий потребительского уровня. Эти модели оптимальны для серверов и систем хранения, которым требуется высокий уровень производительности и надежности. Однако они отлично работают, конечно, в случае совместимых интерфейсов и дизайнов, в мощных рабочих станциях, десктопах, а также в корпоративных и потребительских ноутбуках. Накопители этого типа обеспечивают быстрый отклик и стабильные уровни производительности для широкого круга задач. Корпоративные модели обладают функциями защиты от сбоев и от повреждения данных, им доступны инструменты SMART корпоративного уровня. Как правило, в конструкции Enterprise SSD предусмотрены встроенные аппаратно-программные средства защиты от последствий неожиданного прекращения электропитания. Эти средства, обычно отсутствующие у накопителей потребительского уровня, эффективно препятствуют необратимому превращению накопителя с ценными данными в так называемый «кирпич».

В дополнение ко всему сказанному следует напомнить, о целесообразности выполнения периодического контроля состояние накопителей с помощью специальных фирменных утилит. Это позволит не только максимально проверять работоспособность SSD, включая оставшийся ресурс записи, но и может быть обновлять прошивку, что обычно исключает выявленные производителем ошибки работы, а может быть и улучшает параметры SSD, и расширяет его возможности. Правда, при этом следует принимать во внимание, что обновление — это потенциально опасная для устройств операция, поэтому к подобным операциям следует относиться с определенной осторожностью.

Остается добавить, что следование всем этим рекомендациям обеспечит высокую производительность при надежной работе флеш-накопителей.

Итак, что же и указанные накопители SSD не являются идеальным выбором? Пожалуй, что так. Однако технологии твердотельных накопителей продолжают быстро развиваться. В результате функциональные возможности накопителей растут. Появляются новые технологии, архитектуры и, конечно, изделия.

Об альтернативных технологиях и соответствующих моделях —  в следующей части  данной статьи.

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Средства хранения цифровой информации прошли славный путь эволюции. Каждое из этих средств пережило свой этап открытий, многочисленных усовершенствований и, наконец,  заката, постепенно уступая пальму первенства своим более совершенным наследникам. Все они были востребованы и выпускались десятками и сотнями миллионов экземпляров. Тем не менее, ни один из вариантов не был идеален, включая даже жесткие диски (HDD — hard disk drive — накопитель на жестких магнитных дисках, жесткий диск, разг. винчестер), чья история с выпуска первого жеского диска в 1956 г. (IBM 350 в составе компьютера IBM 305) насчитывает уже более полувека. Именно из-за ограниченных технических и эксплуатационных возможностей гибких и магнитооптических дисков, магнитных лент в компакт-кассетах, бобинах и картриджах, оптических дисков CD/DVD/BD и жестких дисков 2.5″ и 3.5″ HDD конструкторы и пользователи с энтузиазмом восприняли разработку чипов (1988 г.) и устройств (1984 г.) на основе технологии флеш.

В качестве примера можно привести карты памяти: PC Card, CompactFlash (CF), SmartMedia (SM), MultiMedia Card (MMC), SD (Secure Digital Memory Card, до 4 Гбайт), SDHC (Secure Digital High Capacity, до 32 Гбайт), SDXC (Secure Digital eXtended Capacity, до 2 Тбайт) , SDUC (Secure Digital Ultra Capacity, до 128 Тбайт). К данному набору следует еще добавить популярные карты уменьшенных форм-факторов, к которым относятся Memory Stick, miniSD, MicroSD, MicroSDHC, MicroSDXD и т.п. При этом совместимость устройств, рассчитанных на использование полноформатных карт SD, SDHC, SDXC, с картами MicroSD, MicroSDHC, MicroSDXС осуществляется с помощью специальных переходников. Внешние дизайн и контакты таких переходников полностью совпадают с картами SD, SDHC, SDXC, а внутренние дизайн и контакты — с микрокартами.

Совместимость устройств и флеш-карт MicroSD, MicroSDHC, MicroSDXС

Среди других устройств следует отметить USB-флеш-накопители (USB-флешки или просто флешки) и, конечно, твердотельные накопители (Solid-State Drive, SSD). Они способны во многих случаях заменить жесткие диски и в ноутбуках, и настольных компьютерах, и рабочих станциях, и серверах, и других устройствах и системах, то есть практически везде.

Указанные средства хранения информации не нуждаются в сложных механических узлах, они состоят из печатной платы с набором напаянных на ней микросхем, дополненных интерфейсным разъемом. Такая конструкция обещает для накопителей высокие показатели быстродействия, энергоэкономичности, надежности при компактных размерах.

Однако, давайте разбираться, насколько оправданы эти надежды. Но сначала немного о технологии флеш, которая является разновидностью полупроводниковой технологии электрически перепрограммируемой памяти. Звучит это несколько страшно, но, по сути, все очень просто.

Не вдаваясь в тонкости реализации разных вариантов технологии флеш, можно сказать, конечно, сильно упрощая, что биты цифровых данных в форме зарядов хранятся в миниатюрных конденсаторах с очень низким саморазрядом. Считывание же значений осуществляют схемы на основе транзисторов с изолированными затворами или их аналоги. Это иллюстрирует соответствующая эквивалентная электронная схема (рис.1).

Рис. 1. Хранение одного бита в ячейке накопителя флеш
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В такой схеме установка «нуля» осуществляется подключением конденсатора к «земле», а «единицы» — к шине питания. А как собственно реализовано хранение заряда в реальных продуктах — это, вообще говоря, не так и важно. По сути, это конденсатор и цепь считывания, формирующие ячейку хранения (Cell). Остается добавить, что для хранения байта потребуется восемь таких ячеек. Можно сказать, что такой подход лежит в основе USB-флеш-накопителей (USB-флешки или просто флешки) и распространенных флеш-карт (SD, SDHC, SDXC и т.п.), и в твердотельных накопителях (Solid-State Drive, SSD), как впрочем, и в чипах флеш-памяти, используемых в различных электронных устройствах. Примеры USB-флеш-накопителя и флеш-карт приведены на рис. 2.

Рис. 2. Примеры USB-накопителя и флеш-карт
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Очевидно, что время сохранения информации в накопителях зависит от времени сохранения зарядов в ячейках, точнее, пока записанные «единицы» устойчиво считываются именно как «единицы», а не как «нули». Конечно, это касается и записанных «нулей». Для повышения надежности в архитектуре предусмотрены дополнительные ячейки и специальные цепи, реализующие алгоритмы контроля и восстановления информации.

А теперь о некоторых тонкостях. Дело в том, что указанная эквивалентная схема (рис. 1) иллюстрирует способ хранения информации в самых ранних разработках, когда каждый бит требовал свою индивидуальную цепь хранения заряда. Это однобитовые ячейки, их называют одноуровневыми (Single-Level Cell, SLC). Время хранения информации в таких ячейках, по заверениям производителей, достигает 10 и более лет.

С целью повышения информационной емкости накопителей и снижения их стоимости были разработаны технологии хранения нескольких бит в каждой ячейке. Так, например, в ячейке можно хранить два бита, что достигается хранением четырех уровней напряжения на конденсаторе (Multi-Level Cell, MLC), три бита — за счет хранения восьми уровней (Triple-Level Cell, TLC), четырех бит — за счет хранения шестнадцати уровней (Quad-Level Cell, QLC). Анонсирована разработка накопителей с сохранением в каждой ячейке пяти бит (Penta-Level Cell, PLC), что достигается работой электронных схем с тридцатью двумя уровнями напряжения, но реализация этой возможности ждет всех нас, вероятно, в неблизкой перспективе.

Выпуск накопителей с многоуровневым принципом записи/хранения/чтения информации требует очень высокой культуры производства. Из важнейших особенностей таких твердотельных накопителей необходимо отметить, что реализация указанных операций требует наличия в составе архитектуры таких накопителей скоростных цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей. Это иллюстрирует схема, приведенная на рис.3.

Рис. 3. Хранение нескольких бит в ячейке SSD
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Однако указанные технологии повышения плотности информации сокращают время надежного хранения информации. Конечно, с целью компенсации возможных сбоев и, как следствие, искажения и потери информации используются дополнительные ячейки и высокоэффективные алгоритмы, обеспечивающие контроль и восстановление информации. Однако главным результатом является достижение высоких показателей емкости при относительно небольших затратах.

О надежности твердотельных дисков —  в следующей части  данной статьи.

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Intel провела в Москве конференцию Intel Experience Day — ключевое мероприятие компании для российских партнеров и СМИ. Конференция была посвящена трем основным направлениям развития бизнеса компании: технологиям для работы с данными, новинкам для сегмента ПК и программному обеспечению.

На конференции Intel Experience Day официально были представлены в России процессоры Intel Core 10-го поколения для мобильных ПК, Intel® Core i9-9900KS и новая партнерская программа – Intel Partner Alliance.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Мероприятие посетили более 900 человек, в демо-зоне были представлены решения 29 компаний-партнёров Intel в различных сегментах бизнеса – от серверной инфраструктуры и облачных сервисов до геймерских ПК и интеллектуального интернета вещей. В работе конференции приняли участие высшие руководители и инженеры корпорации Intel и ряда ее партнеров.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Российская презентация новых процессоров Intel Core и Project Athena

В ходе мероприятия в России были официально представлены новые решения Intel для ПК. В первую очередь были упомянуты мобильные процессоры Intel Core 10-го поколения со встроенными функциями искусственного интеллекта, поддержкой технологий Thunderbolt 3 и Wi-Fi 6.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Состоялась презентация и другой новинки – лимитированной серии усовершенствованных игровых процессоров Intel Core i9-9900KS, поддерживающих частоту 5,0 ГГц для всех ядер в режиме турбо «из коробки». Как было объявлено, Intel Core i9-9900KS уже доступен на российском рынке.

Особое внимание было уделено инновационной программе Project Athena, предложенной Intel для развития мобильных ПК с позиции качества взаимодействия пользователя с компьютерными устройствами. Ключевыми параметрами программы стали отзывчивость и производительность системы, поддержка технологий искусственного интеллекта, длительное время работы от аккумулятора, быстрые и надежные беспроводные соединения, тонкий и легкий форм-фактор.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

На сегодняшний день уже более 100 компаний присоединились к программе Project Athena. В их числе не только производители устройств, но и компании, разрабатывающие соответствующие технологии. Первые продукты, удовлетворяющие требованиям Project Athena, появятся в России уже в ноябре 2019 года, а массово – в 2020 году.

Новая партнерская программа Intel 

Региональный директор Intel в России Наталья Галян также впервые представила в России новую партнёрскую программу Intel Partner Alliance — комплексную инициативу, специально разработанную Intel для развития бизнеса в эпоху данных.

Эта программа будет в полной мере развернута в 2020 году. Она направлена на обучение и совместную работу. Основными элементами новой программы станут Intel Partner University и Intel Solution Marketplace. Первый элемент программы предлагает адаптивные траектории и форматы повышения квалификации специалистов, второй — облегчает поиск требуемых решений по рыночным вертикалям. Новый формат призван помочь компаниям успешнее развивать экспертизу сотрудников и бизнес в условиях экономики данных.

Будущее рынка и эффективные решения на основе технологий Intel

Стратегия Intel направлена на развитие технологий обработки, хранения и передачи данных в условиях экспоненциально нарастающих объемов информации. 

«В третьем квартале выручка Intel на глобальном уровне от направлений бизнеса, связанных с данными, выросла на 13%. Мы повысили годовой прогноз по выручке на $1.5млрд – до $71 млрд. К наиболее быстрорастущим сегментам принадлежат интернет вещей, искусственный интеллект, сети, ускорители, графика. Наше портфолио охватывает все направления работы с данными, и это – возможности для развития бизнеса наших партнеров», – отметила Наталья Галян.

Ключевыми направлениями развития датацентричного бизнеса Intel в России являются облачные сервисы и интеллектуальный Интернет вещей, в частности, компьютерное зрение, цифровая реклама и инновационный ритейл. Партнеры компании представили на конференции реальные примеры инновационных эффективных решений в этих сегментах на основе технологий Intel.

Один из ведущих игроков российского рынка биометрических решений, группа компаний ЦРТ, представила прототип нового поколения систем по определению мимики лица — liveness detection, адаптированный под использование камер Intel RealSense, а также сопряжение прототипа с собственной системой распознавания лиц «Визирь». Применение этой технологии позволит эффективно бороться с подлогом в сценариях контроля доступа, терминалах самообслуживания и банкоматах.

Компания ВКонтакте, в серверной инфраструктуре которой распределен 1.1 экзабайт данных, сэкономила миллионы долларов благодаря переходу к многоуровневой системе хранения данных (СХД) и оптимизации принципов работы с изображениями с помощью ускорителей FPGA. Совокупная стоимость владения СХД ВК улучшилась на 65-90% для различных слоев хранения данных. Создаваемая инфраструктура реализована на основе серверной платформы Intel Xeon Scalable второго поколения. Кроме процессора, включает также память Intel Optane DC Persistent Memory, твердотельные накопители Intel Optane, NVMe SSD накопители Intel большого объема, а также FPGA ускорители Intel Arria A10 GX.

Программное обеспечение

Разработка программного обеспечения (ПО) занимает важное место в стратегии корпорации. При своей ориентации на аппаратные компоненты Intel занимает и лидерские позиции в создании софтверных продуктов, над которыми внутри компании трудятся порядка 15 000 инженеров. Сегодня корпорация Intel является одним из ведущих участников разработок ядра Linux*, оптимизирует более 100 операционных систем и развернула свыше 10 000 решений для клиентов.

Марина Алексеева, вице-президент Intel, генеральный директор по исследованиям и разработкам в России, отметила возможности софтверной оптимизации вычислительных мощностей: «Для каждого порядка производительности, возникающего при выходе нового вычислителя, часто можно добиться повышения больше чем в 2 раза с помощью программного обеспечения». Intel удалось существенно повысить производительность своих решений на ядро благодаря использованию соответствующих программных продуктов в различных задачах, например, при создании контента — в 2.5 раза, в анализе данных — в 1.9 раз, в задачах глубокого обучения — до 10.3 раз.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Один из кейсов успешного применения программного обеспечения Intel — опыт компании Beamr, разрабатывающей кодировку для видеоданных. Использование Intel Media SDK, набора библиотек для аппаратно-ускоренного кодирования, декодирования и обработки видеоданных, на базе графики Intel Gen11 позволило добиться двукратного повышения скорости передачи видео по запросу.

С ростом разнообразия и увеличением сложности нагрузок, связанных с обработкой данных, разработчики регулярно встречают вызовы в программировании для вычислений, протекающих на разнообразных аппаратных структурах. Ключевой разработкой Intel для оптимизации этих процессов является проект oneAPI. Это открытая унифицированная программная модель, созданная для упрощения разработки на скалярной, матричной, векторной и пространственной архитектурах. Согласно стратегии Раджи Кодури, старшего вице-президента и ведущего специалиста по архитектуре систем и графики Intel, oneAPI должна объединить вычислительные и графические процессоры, ускорители ИИ и FPGA, что призвано обеспечить пользователям продукции Intel дополнительные возможности. Beta-версия oneAPI станет доступна всем разработчикам к концу 2019 года.

(кликнуть мышью для увеличения картинок)

Евгений Рудометов 
 

Основой большинства дисковых подсистем настольных компьютеров и ноутбуков в настоящее время являются накопители на жестких магнитных дисках (далее — жесткие диски или HDD). Данные устройства обладают высокой емкостью и сравнительно низкой стоимостью хранения информации. Это выгодно отличает их от твердотельных накопителей (SSD), у которых по сравнению с HDD емкость обычно меньше, а  стоимость хранения информации в несколько раз больше. Правда, следует отметить, что скоростные параметры у SSD все-таки выше, что делает их привлекательными для применения в качестве системных дисков. Однако использование специальных аппаратно-программных средств, основу которых составляют специальные адаптивные ускорители, позволяют HDD успешно соперничать c SSD не только по емкости и стоимости хранения информации, но во многих случаях даже по скоростным характеристикам.

В качестве таких ускорителей целесообразно использовать модули Intel Optane Memory, созданные на основе энергонезависимой памяти 3D XPoint. Каждый из этих модулей является интеллектуальным адаптивным ускорителем дисковых подсистем для компьютеров с процессорами Intel Core, начиная с их 7-го поколения. Технология, лежащая в основе работы Intel Optane Memory, повышает быстродействие компьютера. Она запоминает часто используемые файлы и ускоряет доступ к ним даже при включении компьютера после отключения питания. Это означает, что можно работать, не теряя времени на ожидание. Использование в компьютерах такого модуля обеспечивает высокое быстродействие систем с накопителями большой емкости, представленных HDD, приближая их скоростные характеристики к накопителям SSD.

Младшим и самым дешевым представителем ускорителей Intel Optane Memory Series является модель с информационным объемом 16GB. Однако 32-гигабайтная модель, получившая наименование MEMPEK1W032GA (далее — Intel Optane Memory 32GB, рис. 1), обладает лучшими скоростными параметрами. Основные характеристики Intel Optane Memory 32GB приведены в таблице 1.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 1.  Модуль Intel Optane Memory 32GB

Таблица 1. Основные параметры Intel Optane Memory 32GB

Модуль ускорителя Intel Optane Memory 32GB выполнен в стремительно набирающем популярность форм-факторе M.2 с размерами 80,0 × 22,0 мм и односторонним монтажом электронных элементов на плате из стеклотекстолита синего цвета.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Данное устройство можно использовать (на сайте Intel имеется соответствующий pdf-файл с подробной инструкцией) в компьютерах с материнскими платами, снабженными процессорами Intel Core 7-го или более нового поколения, разъемом M2 с интерфейсом PCIe NVMe 3.0 x2, с установленными ОС Windows 10 64-bit, а также драйверами аппаратных средств ПК и пакетом SetupOptaneMemory, которые скачиваются с сайта Intel.

Для демонстрации возможностей указанного ускорителя специально был выбран 2,5-дюймовый жесткий диск (HDD) с весьма низкими скоростными характеристиками.

В качестве тестовой системы был использован мини-ПК, созданный на основе комплекта Intel NUC7i7BNHX1. Основные компоненты системного блока этого мини ПК:

• Процессор — Intel Core i7-7567U (литография 14 нм, микроархитектура Kaby Lake, 2 физических ядра, работающих c 4 потоками на тактовой частоте от 3,5 ГГц до 4,0 ГГц, кэш 4 Мбайт, TDP 28 Вт),
• Материнская плата — Intel NUC7i7BNB,
• Графическая подсистема — встроенная в процессор графика Intel Iris Plus 650,
• Оперативная память — два модуля CT16G4SFD824A (Crucial 16GB DDR4-2400 SO-DIMM),
• Дисковая подсистема — Intel SSD 545s Series 256GB (системный накопитель),
• Блок питания — внешний компактный блок FSP065-10AABA (AC-DC: input — 100-240V/50-60Hz; output — 19V, 3.43A, 65W max),
• Операционная система — Microsoft Windows 10 Enterprise 64-bit.

В качестве системного диска в операциях тестирования использовался низкоскоростной 2,5-дюймовый HDD ST9640320AS (640 Гбайт, SATA-II, 5400 об/мин, кэш 8 Мбайт). На этот накопитель, кроме операционной системы Microsoft Windows 10 Enterprise 64-bit были установлены с сайта Intel все полагающиеся драйверы. Модуль Intel Optane Memory 32GB был включен в систему через штатный разъем M.2 материнской платы Intel NUC7i7BNB. Управление этим модулем в процессе тестирования, результаты которого приведены ниже, осуществлялось с помощью утилиты Intel Optane Memory 16.8.1000, установленной запуском файла SetupOptaneMemory.exe.

Рассматривая возможности модуля Intel Optane Memory 32GB, необходимо отметить, что возможны два варианта его использования: в качестве твердотельного накопителя M.2 SSD 32GB или в качестве ускорителя системного накопителя. В данном случае роль системного накопителя исполнял кратко описанный ранее 2,5-дюймовый HDD ST9640320AS.

На рис. 2 – рис. 5 приведены результаты анализа и тестирования дисковой подсистемы, состоящей из HDD ST9640320AS и модуля Intel Optane Memory 32GB, используемого как отдельный накопитель M.2 SSD 32GB.

Рис. 2.  Дисковая подсистема в режиме двух накопителей

Рис. 3.  Емкостные характеристики двух накопителей

Рис. 4. Оценка скоростных параметров HDD ST9640320AS, выполненная CrystalDiskMark

Рис. 5. Оценка параметров HDD ST9640320AS, выполненная ATTO Disk Benchmark

Для использования адаптивного ускорителя (модуля Intel Optane Memory 32GB) в качестве ускорителя системного накопителя (HDD ST9640320AS) требуется объединить эти устройства в единую систему, то есть создать из них единый накопитель. Как отмечалось выше, это осуществляется с помощью утилиты Intel Optane Memory 16.8.1000. Для выполнения указанного объединения требуется одноразовый запуск данной утилиты, после чего о ее существовании можно забыть, по крайней мере, до того момента, когда потребуется разделить ускоритель (Intel Optane Memory 32GB) и ускоряемый накопитель (HDD ST9640320AS). Результат работы этой утилиты, обеспечившей объединение указанных ускорителя и жесткого диска, представлен на рис. 6.

Рис. 6. Объединение Intel Optane Memory 32GB и HDD

На рис. 7 – рис. 9 приведены результаты анализа и тестирования дисковой подсистемы, в которой модуль Intel Optane Memory 32GB используется как ускоритель жесткого диска HDD ST9640320AS.

Рис. 7. Дисковая подсистема в режиме ускорения HDD

Рис. 8. Оценка параметров ускоренного HDD ST9640320AS, выполненная CrystalDiskMark

Рис. 9. Оценка параметров ускоренного HDD ST9640320AS, выполненная ATTO Disk Benchmark

Для удобства анализа некоторые результаты проведенного исследования скоростных возможностей HDD без ускорителя и HDD с ускорителем приведены в таблице 2.

Таблица 2.  Результаты тестирования HDD

Как следует из полученных результатов тестирования, модуль Intel Optane Memory 32GB, используемый в режиме ускорителя, значительно повысил скорости операций чтения/записи жесткого диска, как в последовательных, так и в случайных операциях. Особенно 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 указанных модулях файлов, непрерывно отбираемых в автоматическом режиме соответствующими программными средствами, реализующими специальные алгоритмы. При этом для модуля, выбранного для тестирования, можно дополнительно отобрать файлы и в ручном режиме с помощью упомянутой выше утилиты. По сути, для этих файлов модуль ускорителя превращается в SSD. Более того, в операциях чтения он демонстрирует характеристики высокоскоростного SSD.

Очевидно, что доступное пространство для кэширования пропорционально емкости используемого модуля. К сожалению, этого пространства в ряде случаев недостаточно для кэширования некоторых файлов. Так, например, это касается объемных файлов, чей размер больше размеров отведенного пространства кэширования. При работе с такими файлами на времена выполнения операций чтения и операций записи будут оказывать существенное влияние скоростные характеристики ускоряемого диска.

Именно поэтому в случае необходимости частой работы с объемными файлами целесообразно использовать все-таки скоростные модели дисков … и/или высокоемкие ускорители, как например, модели с 32GB или даже 64GB, 128GB и т. д.

Однако в системном и пользовательском ПО преобладают сравнительно небольшие файлы, размеры которых много меньше информационного пространства даже младшей модели ускорителя. Именно это обстоятельство и объясняет высокую эффективность связки HDD и Intel Optane Memory 32GB в реальных условиях выполнения широкого спектра задач. При этом более емкие модули в связке со скоростными моделями дисков, как это уже отмечалось, обеспечивают еще более впечатляющие результаты.

Все сказанное выше означает, что подобные средства действительно способны улучшать скоростные возможности системных накопителей, приближая их скоростные характеристики к аналогичным параметрам твердотельных накопителей. При этом программное подключение и отключение ускорителя, осуществляемых утилитой Intel Optane Memory 16.8.1000 (или более поздние варианты этой утилиты), не требует перестановки системного и прикладного ПО, инсталлированного на HDD. Для многих пользователей это обстоятельство может стать преобладающим фактором выбора подобного решения вместо традиционной замены системного HDD на SSD. Действительно, такая замена требует либо переустановки системного и прикладного ПО, либо проведения операций клонирования. Это не внушает оптимизма большинству пользователей компьютеров. Связано это с тем, что переустановка требует значительного времени и наличия установочных программных модулей с ключами и инструкциями; клонирование — соответствующих специализированных программ клонирования и опыта проведения подобных операций, а нередко еще и дополнительных аппаратных средств.

Однако, оценивая открывающиеся перспективы ускорения работы HDD, необходимо отметить одну особенность, которую следует учитывать при выборе и эксплуатации указанного решения. Дело в том, что извлечение модуля из разъема M.2 без предварительного программного его отключения с помощью упомянутой утилиты вызывает неустранимый сбой системы, сопровождающийся сообщением об отсутствии ОС. Возврат же этого (именно этого экземпляра!) модуля в разъем M.2 возвращает полную работоспособность. Увы, это свидетельствует об уязвимости связки HDD и ускорителя. Но, учитывая очень высокую надежность модулей Intel Optane Memory Series, вероятность сбоев весьма низкая. По крайней мере, эта вероятность принципиально ниже, чем в случае традиционных SSD, созданных по технологиям NAND и 3D NAND.

В заключение остается напомнить, что все указанное выше касается не только 2,5-дюймовых, но и 3,5-дюймовых жестких дисков настольных систем с аппаратно-программными средствами, совместимыми с модулями Intel Optane Memory. В качестве же приятного и полезного бонуса для настольных компьютеров с топовыми моделями жестких дисков можно получить системы очень большой емкости с очень высокими скоростными возможностями. Это жожет быть, например, HDD 14 Тбайт, работающий благодаря ускорителю с отобранными файлами (отобранными в автоматическом и ручном режимах) со скоростью SSD для широкого спектра задач. При этом, как это уже упоминалось, эффект ускорения будет тем выше, чем больше емкость используемого модуля Intel Optane Memory Series или аналогичного устройства.

Сокращенная версия статьи опубликована:
https://pcnews.ru/articles/32_gigabajtnyj_uskoritel_zestkih_diskov-898247.html

Дополнительные материалы:
https://www.rudometov.com/uskoritel-zhestkih-diskov-1/

Евгений Рудометов 
 

В Москве компания Intel в России представила новое портфолио решений для передачи, хранения и обработки данных. Ключевыми элементами являются второе поколение масштабируемого семейства процессоров Intel Xeon Scalable с технологией Intel Deep Learning Boost (Intel DL Boost) и постоянная память Intel Optane DC. Кремниевые технологии для данных – рынок объемом более 300 млрд долларов.

На мероприятии выступили ведущие специалисты компании Intel и ее партнеров. Они рассказали о новейших компонентах, перспективных технологиях и примерах их внедрения в системах обработки данных.

(кликнуть для увеличения)

Поток данных, создаваемых человечеством, стремительно нарастает. Результатом этого процесса стало быстрое увеличение объема генерируемой и требующей соответствующей обработки информации: более 50% всего объема мировых данных было создано за последние 2 года. Однако из этого объема только 2% было проанализировано, так как оперативная обработка данных требует соответствующих вычислительных мощностей.

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

Однако процесс ускоренной генерации информации продолжится и в последующие годы. Так, например, уже к следующему году каждый человек на Земле будет генерировать 1,7 Мб данных в секунду, благодаря растущему потреблению цифровых услуг, а также работе примерно 200 млрд цифровых устройств в различных технологических сферах. Доступный рынок полупроводниковых технологий, предназначенных для обработки данных, Intel оценивает в $320 млрд. При этом быстрое увеличение рынка наблюдается практически во всех странах. 

По данным IDC, российский рынок серверных решений и систем хранения данных (СХД) растет. Рост сегмента х86 решений в долларовом выражении в 2018 году составил почти 33% (32.8%), рост сегмента систем хранения данных (в USD) – 23% (22.5%).

«На развитие отрасли обработки данных оказывает влияние три тенденции: распространение облачных вычислений, развитие искусственного интеллекта и аналитики, а также виртуализация сетевой инфраструктуры. Растущие рабочие нагрузки требуют нового подхода к анализу, хранению, а также передаче данных. Этим обусловлено предоставление технологий Intel в формате комплексного портфолио, которое совмещает производительные процессоры, память и решения для оптимизации сетей», – отметила в своем выступлении Наталья Галян, региональный директор Intel в России.

(кликнуть для увеличения)

Компания Intel представила российским пользователям обновленное портфолио решений для обработки, передачи и хранения данных, ключевыми элементами которого являются:

• Процессоры Intel Xeon Scalable второго поколения, в том числе семейство Intel Xeon Platinum 9200 (до 56 ядер и 12 каналов памяти).
• Постоянная память Intel Optane DC, которая обеспечивает масштабное увеличение объёма оперативной памяти на платформе Intel Xeon Scalable, начиная со второго поколения.
• Накопитель Intel Optane SSD DC D4800X (Dual Port), сочетающий производительность твердотельных накопителей Intel Optane DC SSD с высокой надежностью хранения данных.
• Накопитель Intel SSD D5-P4326 (Intel QLC 3D NAND) — первый в мире PCIe QLC NAND SSD, совместимый с форматом EDSF для центров обработки данных.
• Адаптер Intel Ethernet 800 Series с технологией Application Device Queues (ADQ), способный обеспечить работу на скорости до 100 Гбит/с для передачи масштабных объемов данных.

Более 20 компаний-партнеров Intel представили решения и сервисы на основе новых технологий в рамках презентации и демо-зоны. Предлагаемые новинки помогают участникам обширной экосистемы, сформировавшейся вокруг серверной платформы Intel, оптимизировать и ускорить выполнения требовательных рабочих нагрузок и вместе с тем улучшить качество предоставляемых услуг.

(кликнуть для увеличения)

По заявлению руководителя Яндекс.Облака Яна Лещинского, новые процессоры стабильно показывают ускорение от 10 до 90%. Более того, наборы команд AVX512 (Advanced Vector Instructions) и VNNI (Vector Neural Network Instructions) Intel Xeon Scalable 2-го поколения могут в два раза ускорить решение задачи машинного обучения и обработки изображений.

(кликнуть для увеличения)

Mail.ru Group удалось достичь уменьшения показателя TCO/performance почти вдвое – с 1.45 до 0.84 за счет перехода на 2-е поколение процессоров Intel Xeon Scalable (2х6230 / 12х16GB / 2×2TB-SSD). Таким образом, по оценке экспертов компании, повышение производительности системы окупило затраты на более высокую стоимость вычислительных решений в расчете на одно ядро.

(кликнуть для увеличения)

Российские заказчики смогли оценить преимущества новой платформы для задач видеонаблюдения и анализа поведения человека. Так, компания Axxonsoft отметила потенциал многократного ускорения исполнения соответствующих задач на 2-м поколении процессоров Intel Xeon Scalable благодаря появлению технологии Intel DL Boost. В результате первичного, неоптимизированного запуска обученной нейронной сети с использованием пакета инструментов Intel OpenVINO на сервере, созданном на базе процессоров 2-го поколения Intel Xeon Scalable c Intel DL Boost, было получено ускорение в 1.6 раз относительно системы на базе первого поколения соответствующей серверной платформы Intel.

Партнеры Intel представили результаты тестирования постоянной памяти Intel Optane DC для различных задач. Так, согласно тестам компании МТС, использование этого решения в комбинации с процессорами Intel Xeon Scalable 2-го поколения позволяет добиться четырехкратного увеличения производительности при обработке крупных объемов данных. Компания SAP отметила сокращение времени загрузки системы, использующей постоянную память Intel Optane DC, в 12,5 раз, с 60 до 4 минут. Эксперты компании VMware представили результаты тестирования постоянной памяти Intel Optane DC в двух режимах. В режиме «App-Direct» комбинация DRAM и постоянной памяти Intel Optane DC в совокупности предоставляет до 6 Tб памяти на 2 сокета и 12 Tб на 4 сокета. Результаты исполнения виртуализированных приложений на примере баз данных показали 16,6-кратное увеличение записи в БД в секунду до почти 96 Кб в секунду с помощью Intel Optane в режиме «App-Direct». Отдельное внимание заслужили результаты в режиме «Память». Так, например, измеренная производительность приложений в виртуализированных средах VmWare по тесту VmMark 3.1 на серверах HPE ProLiant Gen10 с процессорами Intel Xeon Scalable 2-го поколения и постоянной памятью Intel Optane DC показала эквивалентную производительность на таких же серверах с обычной DRAM-памятью.

Партнер компании Intel, студия Main Road Post, отметила эффект от применения технологий Intel для систем хранения в расчетных задачах компьютерной графики. «Рендеринг в CG – это одна из самых требовательных к вычислительным ресурсам серверной фермы операция. Создание CG-эффектов требует дней, недель иногда даже месяцев расчетов. Благодаря Intel Xeon Scalable и особенно твердотельным NVMe-дискам Intel время таких расчетов сократилось в сотни раз», – отметил Михаил Лёсин, технический директор студии Main Road Post. Новые твердотельные накопители Intel, представленные в рамках мероприятия, открывают дополнительные возможности для усовершенствования СХД благодаря сочетанию производительности, надежности и ёмкости.

Решения Intel находят свое применение не только в бизнес-моделях, но и в научном суперкомпьютинге. Первый в мире гиперконвергентный суперкомпьютер со 100% охлаждением на «горячей воде», созданный в  Объединенном институте ядерных исследований совместно со специалистами компаний РСК и Intel, включает узлы «РСК Торнадо» на первом поколении Intel Xeon Scalable с использованием твердотельных NVMe-дисков Intel для дата-центров и Intel Optane SSD DC. Комплексный подход к построению гиперконвергентной IT-инфраструктуры позволил ОИЯИ эффективно справляться с критическими нагрузками и научными расчетами, необходимыми для вычислений и обработки данных в мега-проекте НИКА (NICA).

По оценкам IDC средняя длительность жизненного цикла сервера составляет 5 лет. При дальнейшей эксплуатации совокупные затраты на поддержание производительности ЦОДа могут превышать стоимость приобретения необходимых технологий следующего поколения. Обновленная серверная платформа Intel предоставляет новые возможности для модернизации существующей ИТ-инфраструктуры, сочетая в себе решения для построения облачной инфраструктуры, дата-центров и систем вычислений на конечных устройствах, отвечающим актуальным требованиям в вопросах передачи, хранения и обработки данных.

Участники мероприятия смогли ознакомиться с решениями, созданными партнерами Intel на базе новой платформы и позволяющими повысить эффективность датацентричной IT-инфраструктуры.

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Внешний вид накопителя Intel Optane Memory 16GB (MEMPEK1W016GA) представлен на рис. 4, основные характеристики, официально объявленные производителем, приведены в таблице 1.

Рис. 4.  Лицевая и обратная стороны Intel Optane Memory 16GB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 1. Основные параметры Intel Optane Memory 16GB

Модуль ускорителя Intel Optane Memory 16GB выполнен в форм-факторе M.2 с размерами 80,0 × 22,0 мм и односторонним монтажом элементов на плате из стеклотекстолита синего цвета. Данное устройство входит в состав комплекта Intel NUC7i7BNHX1. Но его можно приобрести и отдельно для использования с совместимыми материнскими платами, снабженными процессорами Intel Core 7-го или более нового поколения, установленными ОС Windows 10 64-bit, драйверами аппаратных средств ПК и пакетом SetupOptaneMemory с компонентами Intel Optane memory application и Intel RST driver.

Для демонстрации возможностей указанного ускорителя был специально выбран неновый 2,5-дюймовый жесткий диск (HDD) с весьма низкими скоростными характеристиками (рис. 5).

Рис. 5.  2,5” HDD и Intel Optane Memory 16GB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В качестве тестовой системы был использован комплект мини-ПК, созданный на основе комплекта Intel NUC7i7BNHX1. Результаты исследования приведены ниже.

Особенности тестовой системы и результаты тестирования Intel Optane Memory 16GB (MEMPEK1W016GA) рассмотрены  в следующих частях  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Основой большинства дисковых подсистем настольных компьютеров и ноутбуков в настоящее время являются накопители на жестких магнитных дисках (далее — HDD или жесткие диски). Данные устройства обладают высокой емкостью и потрясающе низкой стоимостью хранения единицы информации. Это выгодно отличает их от твердотельных накопителей (SSD), у которых по сравнению с HDD емкость обычно значительно ниже, а стоимость хранения единицы информации в несколько раз выше. Конечно, у SSD  меньше габариты и энергопотребление, но, например, для настольных компьютеров это, как правило, несущественно, в отличие от скоростных параметров. Действительно, принцип записи/чтения файлов с использованием механических элементов ограничивает скоростные возможности HDD. Это не позволяет по критерию производительности жестким дискам соперничать с твердотельными накопителями. В результате особо требовательные пользователи стремятся выбирать для системных целей SSD, а традиционные HDD использовать в качестве вспомогательных хранилищ информации. Таким образом, жесткие диски постепенно отодвигаются на второй план. Однако так ли все пессимистично для HDD, и нет ли возможности ускорить работу традиционных жестких дисков, используя простые и доступные аппаратно-программные средства? Оказывается, в некоторых случаях такая возможность имеется, что и будет показано  ниже. Но сначала немного о ряде перспективных технологий и изделий, имеющих самое непосредственное отношение к теме ускорения работы жестких дисков.

Как известно, современные твердотельные накопители до недавнего времени создавались исключительно на базе микросхем флэш-памяти, выполненной либо по технологии планарной NAND, либо по более совершенной многослойной 3D NAND. Работа данных микросхем основана на хранении зарядов в миниатюрных ловушках-конденсаторах и анализе уровней напряжения: два уровня напряжения для кодирования одного бита — в ячейках типа SLC, четыре уровня — два бита — в ячейках MLC, восемь уровней — три бита — в ячейках TLC. Этапы эволюция технологий от SLC к QLC представлены на рис. 1.

Рис. 1.  Эволюция технологий от SLC к QLC
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Однако пару лет назад доминирующее положение этих полупроводниковых разработок в области скоростных накопителей стала теснить 3D XPoint (рис. 2). Эта новейшая технология компании Intel основана на использовании специальных химических соединений. Они изменяют под воздействием электрических полей свое фазовое состояние и, как следствие, свою проводимость. При этом результат сохраняется и после снятия воздействия.

Рис. 2.  Архитектура и возможности флэш-памяти 3D XPoint
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Созданные изделия с новым типом энергонезависимой памяти получили фирменное наименование Intel Optane. Они предлагают существенно более низкие, чем традиционные устройства с NAND и 3D NAND, задержки и значительно более высокие скорости работы с небольшими блоками данных, а также существенно больший ресурс для операций стирания/записи, обычно называемый износоустойчивостью.

На основе энергонезависимой памяти 3D XPoint компания Intel выпустила несколько  изделий, среди которых модули Intel Optane Memory. Каждый из этих модулей является интеллектуальным адаптивным ускорителем системы для компьютеров с современными процессорами Intel Core, начиная с их 7-го поколения. Технология, лежащая в основе работы Intel Optane Memory, повышает быстродействие компьютера. Она запоминает часто используемые файлы и ускоряет доступ к ним даже при включении компьютера после отключения питания. Это означает, что можно работать, не теряя времени на ожидание. Использование в компьютерах такого модуля обеспечивает высокое быстродействие систем с накопителями большой емкости, представленных HDD, приближая их скоростные характеристики к накопителям SSD.

Младшим и самым дешевым представителем ускорителей Intel Optane Memory Series является модель с информационным объемом 16GB, получившая наименование MEMPEK1W016GA (далее — Intel Optane Memory 16GB, рис. 3).

Рис. 3.  Модуль Intel Optane Memory 16GB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Некоторые особенности архитектуры Intel Optane Memory 16GB (MEMPEK1W016GA) рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Мероприятие было организовано PR-подразделением Intel в России (и СНГ). С краткими сообщениями выступили Михаил Цветков, технический директор Intel в России, и Дмитрий Летичевский, инженер по применению изделий Intel. Они рассказали о важнейших достижениях корпорации, о перспективных технологиях, архитектурных решениях, изделиях и немного о ближайших планах, а также ответили на многочисленные вопросы.

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

Евгений Рудометов 
 

В Москве прошло официальное мероприятие, посвященное 50-летию Intel. На этом мироприятии, организованном PR-подразделением Intel в России (и СНГ), выступили ведущие компьютерные специалисты. Они рассказали о важнейших достижениях корпорации. Основанная американскими инженерами Гордоном Муром и Робертом Нойсом, она встретила свой полувековой юбилей с амбициозными планами стать катализатором эры цифрового преобразования современной цивилизации.

По оценкам Intel рынок полупроводниковых технологий, требующихся миру больших данных, растет на 9% в год и к 2022 году составит $200 млрд. Драйверами роста бизнеса, ориентированного на данные, в корпорации называют искусственный интеллект (ИИ), сети 5G и облачные технологии.

В России, которая наряду с США и Китаем входит в топ рынков Intel, планируется расширять присутствие. Это будет осуществляться, в частности, путем наращивания числа партнеров, масштабирования центров разработки и запуска пилотных проектов с лидерами рынка.

«Исторически Intel ассоциируется с микроэлектроникой и технологиями хранения информации. Однако сегодня мы не просто производитель микрочипов: экспертиза Intel охватывают все ключевые аспекты взаимодействия с данными – обработку, хранение, передачу и аналитику. В портфолио наших продуктов появились решения для сетей связи нового поколения, искусственного интеллекта и автономных автомобилей. Устройства, сети и облака на основе технологий Intel – это, по сути, платформа для развития всего цифрового мира», – подчеркнула в своем выступлении региональный директор Intel в России Наталья Галян.

(кликнуть для увеличения)

(кликнуть для увеличения)

Рынок цифровой трансформации, по оценкам специалистов корпорации, огромен. Около 90% объема данных, существующих в мире сегодня, появились за последние два года, и цифры будут расти. Однако всего 1% этого массива информации бизнес использует с пользой. Эволюция программных решений, появление новых алгоритмов для вычленения полезной информации из потока данных – вот предпосылки наступления золотого века для тех, кто умеет работать с данными. 

«За наши 50 лет развития мы поняли, что данные – самодостаточный и сверхценный объект, – утверждает технический директор Intel в России Михаил Цветков. – Мы с успехом прошли этап big data, начавшийся в 2012 году, и вступили в эру искусственного интеллекта. В основе этих двух IT-явлений лежит постоянно усложняющаяся система данных. Intel накопила уникальную компетенцию в области построения эко-системы – только такой структуре под силу работа с большими данными. Для этого мы, в том числе, постоянно увеличиваем производительность процессоров: по нашим оценкам, с 1998 года, когда впервые появился первый Intel Xeon, она возросла более, чем в 41 раз».

(кликнуть для увеличения)

Intel продолжает работу и над инновациями для персональных компьютеров. По оценкам GFK, российский рынок клиентских (мобильных и настольных) персональных компьютеров продемонстрировал рост в 4% к 2017 году, причем сегмент мобильных систем в рознице растет в среднем на 7% в месяц.

Новейшее пополнение в линейке процессоров 8-го поколения – процессоры под кодовыми именами Whiskey Lake и Amber Lake, предназначенные для тонких и легких устройств, которые только выходят на рынок. Эти платформы позволяют увеличить время работы ноутбука без подзарядки, дают широкие возможности по работе с беспроводными сетями. В Whiskey Lake многие интерфейсы реализованы на уровне чипсета, поэтому все устройство становится еще тоньше и легче.

На мероприятии Intel официально представила в России первые ноутбуки на базе технологии энергонезависимой памяти Intel® Optane™ Memory. В сочетании с процессорами Intel® Core™ 7-го или 8-го поколения память Intel Optane существенно повышает быстродействие и отзывчивость системы, использующей привычные жесткие диски. Более 15 новых моделей ноутбуков уже представлены в российской рознице, и это количество будет расти.

Говоря о развитии бизнеса, Intel видит его перспективы в технологиях, предназнаыенных для работы с данными. Рост рынка полупроводниковых решений для этой сферы должны обеспечить три драйвера, которые в Intel считают ключевыми — облачные решения, сети 5G, ИИ. К 2022 году, по оценкам Intel и аналитических компаний, совокупный рынок составит $200 млрд и будет прибавлять в среднем по 9% в год.

Как отметила Наталья Галян, новая стратегия развития, принятая в Intel несколько лет назад, дает результаты. «Пять лет назад серверный сегмент обеспечивал треть общей выручки корпорации, сегодня – уже почти половину. При этом мы наблюдаем двузначный рост, что позволяет нам претендовать на увеличение доли корпорации на глобальном рынке, которая сегодня составляет 20%». При этом Россия — одна из ключевых территорий для Intel. Страна входит в топ-3 самых быстрорастущих серверных рынков в мире, а также остается одним из лидеров по числу розничных продаж ПК в регионе EMEA. «Intel в России опирается на обширную экосистему локальных партнеров: наши программы объединяют более 2000 компаний. Это число постоянно растет, как и количество сотрудников. Сегодня в Intel в России работает более 850 человек и мы нанимаем. Надо сказать, что, например, нижегородский офис корпорации — один из крупнейших исследовательских центров за пределами США, а разработчик нижегородского подразделения Алексей Давыдов был признан изобретателем года Intel, т. к. зарегистрировал наибольшее количество патентов в области 5G, которые были приняты в стандарт. В Нижнем Новгороде мы разрабатываем библиотеки для ИИ, высокопроизводительных вычислений и беспилотных автомобилей».

По словам разработчика SSD-решений для высоконагруженных вычислений Intel Андрея Кудрявцева российский рынок уникален своей отзывчивостью к инновациям: он быстро принимает и адаптирует что-то новое, в том числе пробует инновации в твердотельных накопителях. 

Как отметила Наталья Галян, «Intel полвека демонстрирует выдающиеся возможности по предложению рынку инновационных решений, легко масштабируемых и надежных. В будущее корпорация Intel выходит все такой же уверенной и амбициозной».

В ближайшее время Intel обещает несколько интересных инфоповодов о проектах, осуществляемых на территории России.

Евгений Рудометов 
 

Семейство компьютерных комплектов NUC (Next Unit of Computing), материнские платы которых снабжены мобильными процессорами седьмого поколения Intel Core (ядра Kaby Lake), в настоящее время насчитывает 12 вариантов. Старшим представителем является комплект Intel NUC7i7BNHX1. Кроме сравнительно мощного центрального  процессора (далее — ЦП или процессор), особенностью данного комплекта является наличие в его составе модуля памяти Intel Optane (Intel Optane Memory, 16GB, M.2 80mm PCIE 3.0, 20nm, 3D Xpoint).

Созданы эти модули на базе флэш-памяти 3D XPoint, ставшей основой нового типа накопителей Intel, получивших общее наименование Optane. По производительности накопители Optane находятся между оперативной памятью и твердотельными накопителями, при этом значительно дешевле DRAM и в то же время значительно надежнее любого SSD с флэш-памятью NAND и даже 3D NAND. Это позволило существенно изменить архитектуру систем обработки данных, как мощных серверов, так и компьютеров потребительского класса. В качестве примера изделий Optane для потебительских компьютеров можно привести упомянутый модуль памяти Intel Optane комплекта Intel NUC7i7BNHX1. Этот модуль создан для обеспечения эффективного кэширования данных при работе с 2,5-дюймовым накопителем.

Более детально особенности архитектуры, характеристики использованных компонентов и некоторые функциональные возможности мини-ПК, созданного на основе комплекта Inte NUC7i7BNHX1, рассмотрены ниже.       

Итак, применяемый в указанном комплекте NUC процессор Intel Core i7-7567U (7-е поколение Intel Core, кодовое наименование семейства и микроархитектуры — Kaby Lake) относится к моделям с предельно низкими уровнями энергопотребления, а, следовательно, и теплообразования. Его расчетная мощность (TDP) составляет всего 28 Вт. Внешний вид этого процессора приведен на рис. 1, его основные параметры — в таблице 1.

Использование энергоэкономичного процессора Intel Core i7-7567U позволило существенно упростить компьютер и уменьшить его габариты, сохраняя при этом сравнительно высокую производительность и функциональность, достаточные для решения широкого круга задач.

Рис. 1. Процессор Intel Core i7-7567U
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 1. Основные параметры Intel Core i7-7567U

Для мобильных процессоров седьмого поколения с предельно низкими уровнями энергопотребления и теплообразования (процессоры семейства U/Y) производитель предлагает соответствующие платформы. Эти платформа способны максимально полно реализовать возможности таких процессоров. Пример обобщенной структуры с указанием ряда возможностей такой платформы, созданной на основе процессоров 7-го поколения Intel Core семейства U/Y, приведен на рис. 2.

Рис. 2. Структура платформы с процессором Intel Core i7-7567U
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Большинство функциональных возможностей указанной платформы были реализованы c помощью специально разработанной для указанного комплекта материнской платы.

О материнской плате и функциональных возможностях —  в следующих частях  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Эксперты Intel, КРОК и Initium рассказали о  новых решениях в области Интернета вещей, искусственного интеллекта и виртуальной реальности. Они также представили продуктовые новинки 2017 года, в том числе мобильные решения на базе процессоров Intel Core 8-го поколения.

Мероприятие открыло выступление Натальи Галян, регионального директора Intel в России. Она отметила значительный рост доходов компании в ряде важнейших направлений. Так, например, в третьем квартале 2017 г. к 2016 г. в секторе памяти — $891 млн (+37%), IOT — 849 млн. (+23%), FPGA — 469 млн. (10%), дата центры — $4,9 млрд. (7%), клиентские устройства — $8,9 млрд.

Из основных достижений Intel в 2017 г. следует вспомнить появление изделий на основе нового типа энергонезависимой памяти 3D XPoint, разработанной Intel в содружестве с Micron. Это и мощные варианты Intel Optane SSD DC P4800X, предлагаемые для серверного рынка, и накопители Intel Optane SSD 900P для энтузиастов, и кэширующие ускорители Intel Optane Memory.

С целью уменьшения задержек и увеличения скорости передачи данных для ЦОД компания Intel разработала процессоры Intel Xeon Scalable. В этих изделиях вместо традиционной Ring Architecture с кольцевым доступом к компонентам процессора реализована Mesh Architecturе. В новом решении процессорные ядра, кэш, контроллеры памяти и контроллеры ввода/вывода упорядочены в строки и столбцы, между которыми находятся шины и переключатели, позволяющие данным перемещаться по требуемым маршрутам в рамках решетки. Это обеспечивает увеличение количества маршрутов для передачи сигнала на фоне сокращения преодолеваемых расстояний. Как результат, достигнуты высокая производительность и низкие задержки; потоки данных хорошо масштабируются для многопроцессорных (многосокетных) конфигураций.

Не остался без внимания лидера разработки и производства процессоров и рынок ПК, для которого компания Intel выпустила восьмое поколение процессоров. 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.

Оценивая достижения Intel, региональный директор отметила и рост рынка России в 9,8%. Это является весьма неплохим показателем, учитывая стагнацию или даже падение доходов многих других IT-компаний. Конечно, в значительной степени высокие показатели Intel связаны не только эффективным управлением, но и предложением рынку перспективных изделий, представленных в разнообразных форм-факторах и ориентированных на разные сферы применения. Такими перспективными изделиями компания Intel и ряд ее крупных партнеров считают Compute Card, решения 2-в-1, моноблоки, Intel NUC и др.

Об опыте реализации уникальных digital решений на базе Intel NUC рассказал Сергей Гудков, управляющий партнер, компания Initium. Усилиями специалистов компании Intel и Initium, комплекты Intel NUC нашли применение в терминалах проекта «Парк Зарядье». Эти терминалы были созданы для целей навигации и оплаты услуг, предоставляемых посетителям. Благодаря использованию Intel NUC удалось по сравнению с альтернативными решениями снизить энергопотребление и упростить систему охлаждения. Конечно, все это достигается в условиях сохранения  необходимого уровня функциональности. Этот уровень ожидаемо увеличивается с развитием технологий и появлением новых комплектующих и конечных систем.

В представленных презентациях были выделены основные направления развития IT: системы искусственного интеллекта, беспилотный транспорт, беспроводные сети пятого поколения (5G), а также виртуальная и дополненная реальности (VR и AR).

Так, например, рынок VR и AR к 2020 году может достигнуть более $143 миллиардов. Областями применения соответствующих технологий и устройств станут не только  системы досуга, но и, например, образования, медицины, промышленности, различных симуляторов, используемых в различных областях. Об опыте разработки подобных систем присутствующим рассказал Александр Леус, директор Центра виртуальной реальности.

Развитие современных технологий и широкое их внедрение порождают огромные потоки цифровых данных, требующих оперативной их обработки. В частности, источниками таких огромных потоков в самое ближайшее время станут беспилотные автомобили и сети 5G (в 1000 раз быстрее и более чем в 100 раз больший трафик по сравнению с 4G).

Одним из важнейших направлений решения проблемы обработки больших объемов данных является использование систем искусственного интеллекта (ИИ, мировой доход в 2016 г. — $643,7 млн, к 2025 г. — $36,8 млрд). В программах, связанных с ИИ, компания Intel задействовала значительные ресурсы. О некоторых работах и полученных результатах рассказал Михаил Цветков, инженер Intel.

В рамках мероприятия Intel в демонстрационной зоне были представлены некоторые продукты, реализующие перспективные IT-технологии и использующие компоненты Intel.

О продуктах —  в следующей части  данной статьи.
   

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Кроме процессоров, важнейшими компонентами архитектуры центров обработки данных (ЦОД) являются средства хранения информации.

Долгое время для этого использовались дисковые подсистемы, созданные на основе массивов накопителей на жестких магнитных дисках (HDD). Емкость 3,5-дюймовых моделей за три десятка лет увеличилась на шесть порядков и исчисляется уже терабайтами (рис. 1). В течение длительного времени HDD являлись, по сути, безальтернативными устройствами хранения программ и данных.

Рис. 1.  Два диска Toshiba Enterprise Capacity HDD 8TB

Однако ситуация с практически монопольным властвованием HDD стала быстро меняться после появления высокоскоростных твердотельных накопителей (SSD). Лишенные движущихся механических элементов и созданные на основе микросхем флэш-памяти типа NAND, SSD обеспечивают по сравнению с HDD более высокие скорости записи, чтения и передачи данных, меньшие задержки доступа к данным, меньшие показатели энергопотребления и теплообразования, большую надежность (особенно это касается  корпоративных моделей, рис. 2).

Рис. 2.  Business SSD и Enterprise SSD

Переход на флэш-память 3D NAND позволил еще больше повысить надежность и увеличить ресурс SSD. Однако, как считают инженеры Intel, следующий этап эволюции твердотельных накопителей связан с переходом на флэш-память нового типа, получившую наименование 3D XPoint. Эта новейшая разработка, как и флэш-память типа NAND, и как флэш-память 3D NAND, позволяет выпускать твердотельные накопители, обеспечивающие энергонезависимое хранение программ и данных. Но достигается это уже на другом, более высоком уровне возможностей устройств и подсистем хранения информации.

Компания Intel не раскрывает подробностей принципов работы флэш-памяти 3D XPoint, что, конечно, не снижает ее достоинств. Завеса тайны объясняется коммерческими интересами разработчика, не заинтересованного в появлении конкурентов. Тем не менее, кое-какая информация об архитектуре и возможностях флэш-памяти 3D XPoint (рис. 3), раскрытая в ряде фирменных презентаций, все-таки просочилась за пределы исследовательских лабораторий и производственных помещений. Проанализировав доступные документы, некоторые независимые эксперты утверждают, что работа флэш-памяти 3D XPoint основана на использовании эффектов фазовых переходов применяемых полупроводниковых материалов. Результатом этих переходов является изменение проводимости этих материалов, что может быть выявлено соответствующими электронными схемами.

Рис. 3.  Архитектура и возможности флэш-памяти 3D XPoint

Созданные на основе флэш-памяти этого типа накопители получили наименование Optane. По производительности они находятся между оперативной памятью и твердотельными накопителями (рис. 4), при этом значительно дешевле DRAM и в то же время значительно надежнее любого SSD. Это позволило существенно изменить архитектуру мощных систем обработки данных (рис. 5 и рис. 6).

Рис. 4.  Intel Optane среди устройств хранения программ и данных

Рис. 5.  Классическая иерархия памяти и систем хранения информации

Рис. 6.  Новая иерархия памяти и систем хранения информации

В следующей части  описана Enterprise модель SSD семейства Intel Optane.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

В процессе разработки и выпуска своих изделий компания Intel с 2006 года придерживается стратегии «Тик-Так» (англ. tick-tock). Эта стратегия, реализующая известный закон Мура, 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. 1.

Рис. 1. 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. 2). Это означает, что после Broadwell и Skylake должен следовать не переход на 10 нм нормы, а выпуск процессорного дизайна с использованием освоенного техпроцесса 14 нм.

Рис. 2. 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.

В настоящее время на фирменном сайте и в технической документации Intel присутствует информация пока только о трех представителях наибольшей производительности, ориентированных на настольные решения. Этими представителями являются следующие изделия:

• Intel Core i7–7700K,
• Intel Core i7–7700,
• Intel Core i7–7700T.

Каждая из перечисленных четырехъядерных моделей способна обрабатывать до восьми потоков одновременно при сравнительно высоких тактовых частотах, дополнительно возрастающих в режиме Turbo Bust.

Необходимо отметить, что высокие уровни производительности сопровождаются также и значительными уровнями энергопотребления, и теплообразования. Действительно, TDP двух первых моделей Intel Core i7 указанного списка имеют значения 91 и 65 Вт. Третья модель, получившая наименование Intel Core i7–7700T, характеризуется наименьшим уровнем теплообразования, равным 35 Вт (возможно снижение до 25 Вт). Это, кстати, даже ниже уровня TDP мобильных 4-ядерных процессоров седьмого поколения, для которых номинальное значение теплообразования установлено равным 45 Вт.

Процессор Intel Core i7–7700T позволяет создавать компактные системы, обладающие высокой производительностью и не требующие мощных источников питания, а также мощных систем охлаждения. Сравнительно высокая производительность четырех вычислительных ядер и встроенных графических средств достаточна для выполнения широкого круга задач. В этом можно убедиться, оценив возможности процессора Intel Core i7–7700T, тактовая частота процессорных ядер которого составляет 2,9 ГГц, в режиме Intel Turbo Boost достигает значения 3,8 ГГц.

Оценивая частотные возможности, этой модели необходимо отметить, что базовая частота, на которой работают ее ядра, меньше базовых частот двух других 4-ядерных моделей приведенного выше списка. Однако только простым уменьшением этого важного параметра в случае антиразгона Intel Core i7–7700 невозможно для этой модели достичь уровня теплообразования в 35 Вт.

Чтобы в этом убедиться, можно воспользоваться упрощенной формулой изменения мощности теплообразования процессора в зависимости от изменения частоты работы его ядер (данная формула является частным вариантом более сложной формулы, приведенной в книгах на русском и английском языках; упрощена для случая сохранения неизменного, штатного, уровня напряжения питания):

,

где переменные с индексом f обозначают параметры, значения которых соответствуют измененному значению рабочей частоты ядер процессора, а переменные с нулевым индексом — параметры штатного режима.

Подстановка в эту формулу штатных значений параметров Intel Core i7–7700 (Po = 65 Вт, Fo = 3.6 ГГц) и значения частоты Ff = 2.9 ГГц, соответствующего штатному частотному режиму ядер Intel Core i7–7700T, дает для Pf величину ~52 Вт. А это значительно больше уровня 35 Вт. Таким образом, действительно, уменьшением рабочей частоты Intel Core i7–7700 до уровня 2.9 ГГц, что равно значению рабочей частоты Intel Core i7–7700T, не удастся достичь уровня теплообразования 35 Вт. А это означает, что таким способом невозможно превратить процессор Intel Core i7–7700 в Intel Core i7–7700T.

Конечно, низкий уровень TDP модели Intel Core i7–7700T объясняется не только пониженным значением базовой частоты, но, безусловно, и другими причинами. По всей видимости, это достигается еще и специальным отбором полупроводниковых кристаллов, и снижением уровней напряжения питания процессора, а возможно и соответствующими изменениями полупроводниковых технологий, используемых в производстве процессорных кристаллов. К сожалению, компания Intel, как обычно, не спешит раскрывать все свои научно-технические и производственные секреты, поэтому остается догадываться, как удается сохранять высокую производительность при очень низком уровне энергопотребления и, как следствие, теплообразования.

В следующей части  данной статьи приведены основные параметры процессора Intel Core i7–7700T.
    

>>    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 
 

Мероприятие, организованного пресс-службой Intel, прошло в уютной атмосфере нового московского хайтек бара-ресторана Gadget Studio. В его оборудовании помогла Intel. Об этом рассказал руководитель данного заведения.

Мария Кибкало, директор по связям с общественностью, представила приглашенным  представителям СМИ и IT-специалистам Марину Алексееву, генерального директора по исследованиям и разработкам Intel в России и директора службы продуктизации ПО, а теперь и первого в России вице-президента корпорации Intel.

Марина Алексеева является вице-президентом подразделения Software and Services Group и генеральным управляющим подразделения Software and Services Group в российском отделении Intel, а также директором службы продуктизации корпорации Intel (Vice President, Software and Services General Manager, Intel Russia Software and Services Group; Director, Software Product Services). Cостоит в Консультативном совете Intel Leaders Strategic Female Talent в странах Европы, Ближнего Востока и Африки. Имеет степень магистра в области математики, окончила МГУ имени Ломоносова.

Из своего офиса в Нижнем Новгороде Марина Алексеева руководит научно-исследовательской деятельностью и разработками Intel в России и ответственна за выстраивание этой деятельности в соответствии с бизнес-стратегией Intel. Кроме того, она возглавляет многонациональную команду, занимающуюся разработкой решений и инфраструктуры для оптимального производства программного обеспечения и доставки программных продуктов.

О некоторых проектах и достижениях своего коллектива Марина Алексеева рассказала в своем кратком выступлении.

Она подчеркнула, что R&D хаб в Нижнем Новгороде является ключевым для Intel в России. В подразделении Software and Services Group в настоящее время работают около 700 сотрудников: около 100 — в Москве, около 600 — в Нижнем Новгороде. При этом только за прошедший год штат подразделения вырос примерно на 180 человек.

Развитие российского R&D подразделения Intel осуществляется по трем векторам:  максимальное развитие творческого потенциала сотрудников; выполнение проектов, обеспечивающих лидерство Intel; создание оптимальной экосистемы для работы сотрудников и использования потенциальными потребителями решений Intel.

Специалисты российского подразделения R&D заняты в крупных перспективных IT-направлениях (более 20 крупных проектов). К их числу относятся:  многоядерные архитектуры, высокопроизводительные параллельные вычисления, высокопроизводительные библиотеки и профилировщики, компьютерное зрение и машинное обучение, мультимедиа и др.

Intel заботятся о том, чтобы было больше высококлассных специалистов, особенно женщин. С этой целью несколько лет назад была запущена программа Women in BigData — программа поддержки и обучения женщин, специалистов в области обработки больших данных и машинного обучения.

Необходимым направлением и важным элементом развития экосистемы в России является академическая программа, в рамках которой реализуется несколько совместных проектов с ведущими российскими учебными заведениями. Специалисты Intel читают студентам ряд курсов: от технологии параллельного программирования и машинного зрения до организации процесса производства ПО. При этом студенты не только получают полезные знания, но и приглашаются на стажировку в Intel, где участвуют в реализации настоящих проектов. Благодаря программам интернатуры, при желании они могут работать в Intel до трех лет, приобретая не только новые знания, но и опыт работы в крупной компании с мировым именем.

Об образовательных программах —  в следующей части  данной статьи.
   

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

В рамках мероприятия была организована выставка, на которой свои геймерские системы высокой производительности представили компании: HyperPC, iRU, Maijin, DigitalRazor, INVASION labs, MSI.

Также гости могли окунуться в виртуальную реальность NVIDIA с помощью специального аппаратно-программного комплекса на базе мощного процессора Intel Extreme Edition (CPU – Intel Core i7-5960X Extreme Edition, ОЗУ – 64 Гбайт DDR4, MB – ASUS Deluxe X99, видео – 1080SLI). Разработка обеспечивает погружение с высокой степенью реалистичности, обеспечиваемой сложными алгоритмами расчетов по формулам физики (оптика, статика, динамика и др.) в режиме реального времени. Управление осуществляется с помощью шлема на голове, обеспечивающего стереоизображение (3D) и пары автономных пультов в руках, с помощью которых выполняются действия в пространстве виртуальной реальности. Позиционирование осуществляется с помощью встроенных датчиков.  

А еще можно было ощутить себя пилотом болида «Формулы-1» на автосимуляторе Motorsports. Разработчики снабдили свою разработку, снабженную всеми полагающимися атрибутами управления, еще и тремя большими дисплеями, мощной акустической ситемой и даже вибрационным механизмом. Все это существенно повышает степень реализма.

Остается добавить, что линейка высокопроизводительных процессоров Intel Core i7 Extreme Edition на сегодняшний день насчитывает четыре модели и фактически стартует с отметки 441 доллар США.

При этом самым мощным представителем из этого списка является модель Intel Core i7-6950X. Полупроводниковый кристалл этого десятиядерного изделия насчитывает около 3,2 млрд. транзисторов. Благодаря техпроцессу 14 нм их все удалось разместить на площади 246 мм². К слову сказать, это примерно на 30% меньше размеров 20-нм кристалла восьмиядерного Haswell-E. Хотя следует отметить, что число транзисторов у нового процессора по сравнению с указанным предшественником значительно возросло, конечно, улучшились и его параметры. Основные параметры модели Intel Core i7-6950X приведены в таблице.

Все представленные процессоры серии Extreme Edition производятся по технологическому процессу 14 нм и оснащаются 4-канальным контроллером памяти с поддержкой DDR4-2400. Важно отметить, что новинки совместимы с материнскими платами на базе чипсета Х99 с сокетом FCLGA2011-3. Это открывает возможность апгрейда ряда высокопроизводительных систем заменой процессоров предыдущего поколения на новые модели с целью увеличения функциональных возможностей находящихся в эксплуатации мощных десктопов и рабочих станций.

>>    Часть 1 
     

Евгений Рудометов 
 

27 июня 2016 года корпорация Intel представила в России новые хай-энд процессоры семейства Core i7 Extreme Edition для высокопроизводительных игровых систем и рабочих станций. Новинки базируются на микроархитектуре с кодовым наименованием Broadwell-E.

Среди объявленных изделий представлен и первый 10-ядерный процессор Intel Core i7 Extreme Edition для высокопроизводительных настольных систем. Как утверждает разработчик и подтверждают многочисленные тесты, это самый мощный чип для десктопов за всю историю отрасли. Он демонстрирует очень высокие уровни производительности и поддерживает ряд уникальных возможностей. Значительный потенциал Intel Core i7 Extreme Edition позволяет ускорить работу с видеоконтентом, 3D-моделями и фотографиями, делает более глубоким погружение в виртуальную реальность и, конечно, получить новые, более яркие впечатления от современных компьютерных игр, требующих нередко предельной производительности от игровой системы.

На масштабном шоу с театрализованным представлением по рассказам Станислава Лема, которое было организовано в честь запуска новой линейки высокопроизводительных процессоров, собралось около 100 представителей индустрии игр, производителей оборудования, журналистов, энтузиастов и оверклокеров.

На мероприятии выступили специалисты не только Intel, но и ее компаний-партнеров. Они рассказали об особенностях представленных новинок. 

Как отметил в своем кратком сообщении Дмитрий Конаш, региональный директор Intel в России и других странах СНГ, количество людей, увлекающихся играми и покупающих новейшие игровые компьютеры на процессорах Intel Extreme Edition, растет из года в год. Все началось в 2003 году, когда компания Intel объявила Pentium 4 Extreme Edition. Тогда процессор содержал только 1 ядро, а теперь, в 2016 году, энтузиастам игр стал доступен мощный 10-ядерный игровой процессор.

Благодаря технологии Intel Turbo Boost Max 3.0, реализованной в новейших процессорах семейства Core i7 Extreme Edition, обеспечивается существенное увеличение производительности. Опытные геймеры и продвинутые пользователи ПК могут самостоятельно изменять коэффициент умножения тактовой частоты процессора, высвобождая дополнительно до 15% производительности однопоточных вычислений и даже больше.

Серьезное преимущество при запуске самых современных компьютерных на системах, созданных на основе новых процессорах Inte Core i7 Extreme Edition, обеспечивают: кэш-память (Smart Cache), обладающая емкостью до 25 Мбайт и расположенная непосредственно в процессоре, быстрая память ОЗУ, работающей на частоте до 2400 МГц, а также до 4 дискретных графических карт.

Новые процессоры серии Extreme Edition позволяют работать сразу в нескольких требовательных к вычислительным ресурсам приложениях без заметного снижения производительности системы. Вместе с новыми процессорами, содержащими до 10 ядер (20 вычислительных потоков), можно легко создавать видео с разрешением 4K или монтировать панорамные кадры с углом обзора 360 градусов, обрабатывать фотографии или записывать высококачественную музыку на настольном ПК.

Среди уникальных функций новинки стоит отметить возможность оверклокинга каждого ядра в отдельности, управление коэффициентом AVX для повышения стабильности системы, а также управление напряжением VccU, для тонкой настройки питания процессора в экстремальных сценариях. В сочетании с такими инструментами, как Intel Extreme Tuning Utility (Intel XTU) и Intel Extreme Memory Profile (Intel XMP) профессионалы и любители оверклокинга смогут достичь на новых процессорах еще большего уровня производительности.

В следующей части  данной статьи – о параметрах процессоров семейства Core i7 Extreme Edition и некоторых разработках, представленных на мероприятии.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Для работы накопителя DTLPG3/32GB не требуется установка каких-либо дополнительных приложений, так как все необходимое программное обеспечение встроено непосредственно в накопитель. Он работает как в среде операционной системы Windows, так и в Mac, поэтому пользователи могут иметь доступ к данным из различных систем без установки специальных программ на каждом используемом компьютере.

Устройство имеет эффективную защиту, предотвращающую несанкционированный доступ к разделу данных при достижении заданного количества последовательных безуспешных попыток входа, по умолчанию число попыток равно 10. При этом после десятой неудачной попытки входа блокируется раздел с данными. Работоспособность восстанавливается  после принудительного форматирования. Это означает, что все сохраненные данные полностью уничтожаются. В процессе же дальнейшего использования устройства от пользователя потребуется создание нового пароля. Эта мера, непосредственно связанная с обеспечением высокого уровня безопасности, предотвращает неограниченное количество попыток ввода пароля. Именно поэтому пользователи могут быть уверены в безопасности своих данных даже в случае кражи или утери накопителя.

В качестве же дополнительной опции накопитель DTLPG3/32GB предоставляет возможность резервного копирования информации в облачное хранилище. Пользователи могут выбрать автоматическое резервное копирование данных из накопителя в Google Drive, OneDrive (Microsoft), Amazon Cloud Drive, Dropbox или Box. Это позволяет сохранить данные в случае утери или кражи накопителя.

Остается добавить, что указанное устройство имеет пятилетнюю гарантию и бесплатную техническую поддержку.

Что же касается некоторых особенностей настройки и эксплуатации, а также реальных емкостных и скоростных возможностей устройства, то они были оценены в процессе тестирования данного изделия. Некоторые результаты этого тестирование приведены ниже.

Итак, исследование накопителя DTLPG3/32GB осуществлялось с помощью высокопроизводительного ноутбука HP ENVY 17 2070NR. Этот мобильный компьютер является представителем топовой линейки ноутбуков HP. В состав архитектуры данной модели 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.

Работа с накопителем DTLPG3/32GB начинается с его подключения к порту USB 3.0 компьютера, в результате чего в системе аппаратно-программных средств появляются два новых логических диска (рис. 4). При этом первый из них хранит служебную информацию, второй же логический диск предназначен для хранения пользовательских программ и данных.

Если накопитель подключается в первый раз, то информация о емкости второго диска не выводится (рис. 4), и доступ к диску невозможен. Это означает, что необходимо выполнить операции начальной настройки, в ходе которой устанавливается пароль (рис. 5), а также вводится ряд дополнительных данных.

Рис. 4.  Два логических диска накопителя

Рис. 5.  Установка пароля

Об информациоонной емкости накопителя DTLPG3/32GB —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Как и отмечалось выше, последующие действия по модернизации накопителя FreeAgent XTreme связаны с блоком электроники. Эти действия иллюстрируют представленные ниже фотографии.

Рис. 4. Блок электроники  в металлическом экране

Рис. 5. 1 Тбайт HDD  и контроллер интерфейсов

Итак, после того, как корпус вскрыт, вынут блок электроники и сняты с него элементы металлического экрана, появился доступ к жесткому диску и плате контроллера интерфейсов USB, IEEE1394, eSATA. Далее необходимо заменить штатный HDD на новую, более емкую модель с последующим выполнением всех операций по сборке обновленного накопителя.

Здесь следует отметить, что в качестве нового жесткого диска целесообразно использовать энергоэкономичную модель, например, Seagate Barracuda LP. Это позволяет не только нарастить информационную емкость, но и снизить теплообразование. Что же касается производительности, то необходимо помнить, что уже ряд лет скорость информационных потоков ограничена исключительно скоростными возможностями распространенных интерфейсов. Именно поэтому в качестве замены была выбрана модель Seagate Barracuda LP с емкостью 2Тбайт (рис. 7).

Рис. 6. 2 Тбайт HDD  и контроллер интерфейсов

Параметры обновленного накопителя FreeAgent XTreme были оценены в процессе тестирования. Аппаратно-программные средства, методика и полученные результаты тестирования приведены далее.

В следующей части  данной статьи — о тестировании модернизированного накопителя FreeAgent XTreme.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

Объемы компьютерной информации продолжают свой безудержный рост. В результате, несмотря на значительную емкость современных жестких дисков (HDD), пользователи компьютеров сравнительно быстро начинают испытывать недостаток доступного информационного пространства, необходимого для хранения программ и данных. Это касается не только встроенных HDD, но и внешних накопителей.

В тех случаях, когда информационного объема становится катастрофически мало, решением проблемы может стать апгрейд. И что самое интересное — объектом модернизации может стать не только дисковая система компьютера, но и сами внешние накопители, включая топовые, стационарные модели. Замена штатного HDD, обладающего недостаточным информационным объемом, на более емкую, а в ряде случаев и более энергоэкономичную модель жесткого диска, позволяет улучшить потребительские свойства накопителя.

В качестве примера таких накопителей, кстати, ориентированных на опытных пользователей-энтузиастов, можно привести модели из серии FreeAgent, разработанной и выпущенной компанией Seagate.

Оценивая приведенные ниже параметры и особенности дизайна внешнего накопителя FreeAgent XTreme, следует отметить, что его конструкция исключает возможность самостоятельной замены жесткого диска в этой модели. Тем не менее, это возможно, если руководствоваться приведенными ниже рекомендациями, представленными серией фотографий и рядом рекомендаций, связанных с разборкой однотерабайтной модели FreeAgent XTreme и последующей заменой HDD, входящего в состав данного накопителя, на новую, более емкую и более энергоэффективную модель.

Однако прежде чем выполнять разборку накопителя, следует трезво оценить свой опыт и возможные негативные последствия. Вполне возможно, что наилучшим решением будет все-таки приобретение нового устройства (с другим дизайном и возможно с другим набором интерфейсов подключения). В этом случае представленный материал лучше пропустить, так как он ориентирован на тех, кто обладает опытом, верит в себя и полон решимости проведения подобных экспериментов.

Параметры и особенности конструкции

Как известно, серия накопителей Seagate FreeAgent (далее — FreeAgent) была представлена линейками накопителей FreeAgent Desk и FreeAgent XTreme. Линейка моделей FreeAgent XTreme — более продвинутая и дорогая в сравнении с FreeAgent Desk. В FreeAgent XTreme предусмотрена возможность подключения к компьютеру как по традиционному интерфейсу USB 2.0, так и по интерфейсам FireWire 400 и eSATA. К слову сказать, интерфейсы FireWire 400 и eSATA используются в ряде моделей ноутбуков. Остается добавить, что широкий набор интерфейсов расширяет область применения накопителей линейки FreeAgent XTreme.

Одна из таких моделей и стала объектом описанной ниже модернизации, но прежде всего следует рассмотреть основные характеристики.

Итак, внешний вид накопителя представлен на рис. 1, основные параметры — в таблице 1.

Рис. 1. Накопитель  Seagate FreeAgent XTreme 

Таблица 1. Основные характеристики FreeAgent XTreme

В накопителе FreeAgent XTreme использован 3,5-дюймовый жесткий диск, который прекрасно работает в любом положении. Это означает, что он может работать как в вертикальном, так и горизонтальном положении. Тем не менее, при выборе удобного варианта следует учитывать опасность падения на бок при вертикальном положении, а это может привести к сбоям и даже выходу из строя накопителя.

Внешний накопитель FreeAgent XTreme выполнен в черном, пластиковом корпусе. Для индикации в конструкции реализована светодиодная подсветка в рабочем состоянии. При интенсивной работе корпус накопителя Seagate FreeAgent XTreme нагревается весьма заметно.

Предусмотрены три варианта подключения устройства к компьютеру: USB 2.0, eSATA и FireWire (IEEE1394a). Выходы интерфейсов расположены в тыльном торце устройства. Разъемы данных интерфейсов вместе с разъемом питания представлены на рис. 1: нижний — разъем питания, далее — разъемы eSATA (до 3 Гбит/с), мини-USB (до 480 Мбит/с), два полноразмерных IEEE1394a (до 400 Мбит/с).

В следующей части  данной статьи приведен ряд рекомендаций, а также несколько фотографий, иллюстрирующих разборку накопителя FreeAgent XTreme.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

В Москве прошла пресс-конференция, организованная компанией EMC и ее партнерами. В мероприятии, посвященном первой годовщине открытия Центра исследований и разработок EMC в «Сколково» при кластере информационных технологий, приняли участие:

• Камиль Исаев, вице-президент, ЕМС Россия и СНГ; генеральный директор Центра разработок и исследований в Сколково,
• Игорь Богачев, фонд «Сколково»,
• Александр Павлов, генеральный директор Parseq Lab
• Анна Лапидус,  сотрудник центра геномной биоинформатики им. Ф.Г.Добржанского СПбГУ,
• Валерий Черепенников, генеральный директор по исследованиям и разработкам корпорации Intel в России.

Выступающие отметили, что созданный компанией EMC Центр исследований (R&D центр) в Иннограде стал вторым центром разработок EMC в России (в 2007 году был открыт Центр разработок EMC в Санкт-Петербурге). Его основная цель –  выполнение научно-исследовательских задач корпорации EMC через взаимодействие с партнерами из различных областей народного хозяйства (медицина, биология, энергетика и др.).

За прошедший год в Центре были запущены несколько важных проектов, посвященных сферам геномной биоинформатики, интеллектуальных сетей и технологий больших данных. Все совместные изыскания выполняются персоналом Центра.

Проекты в области геномной бионформатики осуществляются вместе с партнерами компании из Parseq Lab (бывшая Sequoia Genetics) и Лаборатории алгоритмической биологии Академического университета РАН под руководством профессоров Павла Певзнера и Максима Алексеева.

При помощи компании EMC, обладающей большим опытом и перспективными технологиями в области работы с большими данными, партнеры разрабатывает высокопроизводительные методы молекулярно-генетических исследований для нужд здравоохранения.

Необходимо отметить, что биомедицинские исследования, направленные на создание медицины будущего, играют сегодня роль, аналогичную той, которую играли ядерный и космический проекты 50 с лишним лет назад. Они широко поддержаны государственным финансированием в большинстве стран мира. Такие исследования консолидируют вокруг себя проекты и исследователей из смежных областей. Таким образом, они являются системообразующими для современной мировой науки. К важнейшим из них относятся «методы секвенирования нового поколения» (New Generation Sequencing).

В следующей части - дополнительные подробности прошедшего мероприятия.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

После выпуска первого в мире процессора компания Intel, являющаяся лидером сектора процессоров архитектуры х86, с удивительным постоянством придерживается закона Мура, предлагая компьютерному рынку все новые и новые изделия. Выпускаемые по регулярно улучшаемым технологическим процессам и регулярно обновляемым микроархитектурам (в последние годы подчиняется стратегии Tick-Tock,  предусматривающей поэтапное внедрение нового техпроцесса, а затем и новой архитектуры, рис. 1) новые модели процессоров обеспечивают рост производительности компьютерным системам.

Рис. 1.  Эволюция техпроцессов и микроархитектур согласно стратегии Tick-Tock

Новейшей разработкой лидера стали модели с кодовым именем Haswell, созданные на основе одноименной микроархитектуры и выпускаемые по технологии 22 нм. От своих предшественников они отличаются лучшей энергоэффективностью и большей производительностью, особенно это касается встроенных графических средств, возможности которых значительно возросли.

Разработчики сохранили для старших моделей привычные для пользователей наименования Intel Core i7, Intel Core i5, Intel Core i3 с использованием новых цифро-буквенных символов. Эти изделия получили цифру «4» в индексе полного наименования, что обозначает их принадлежность к четвертому поколению Intel Core («3» — у изделий третьего поколения, «2» — второго поколения).

Как и в предыдущих поколениях процессоров, наибольшими уровнями производительности обладают модели Intel Core i7. В настоящее время на фирменном сайте присутствует информация о семи моделях наибольшей производительности, ориентированных на настольные решения:

• Intel Core i7-4770,
• Intel Core i7-4770K,
• Intel Core i7-4771,
• Intel Core i7-4770S,
• Intel Core i7-4770R,
• Intel Core i7-4765T,
• Intel Core i7-4770T,

Каждая из этих четырехъядерных моделей способна обрабатывать до восьми потоков одновременно при высоких тактовых частотах, на которых работают их вычислительные ядра.

Необходимо отметить, что высокие уровни производительности сопровождаются также значительными уровнями энергопотребления и теплообразования. Действительно, из семи указанных моделей Intel Core i7, созданных для высокопроизводительных настольных компьютеров, три верхних представителя приведенного списка обладают TDP 84 Вт, два следующих — TDP 65 Вт. Оставшиеся из этой семерки две четырехъядерные модели характеризуются значениями TDP, равными всего 35 Вт и 45 Вт.

Данные две модели, обладающие низкими уровнями теплообразования и получившие наименования Intel Core i7-4765T и Intel Core i7-4770T, позволяют создавать компактные, высокопроизводительные компьютеры, не требующие мощных источников питания.

В следующей части  данной статьи приведены основные характеристики и оценка производительности модели Intel Core i7-4770T.
   

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Анализируя конфигурацию компьютера, следует помнить, что современные процессоры имеют в своем составе еще и встроенные средства, которые обеспечивают неплохие возможности по обработке и выводу видеоизображений. Особенно это касается процессоров микроархитектуры Ivy Bridge (номера процессоров 3ххх) и еще больше — Haswell (номера процессоров 4xxx). Однако признавая их достоинства, необходимо принимать во внимание, что возможности встроенных средств не могут сравниться с возможностями высокопроизводительных видеокарт на дискретных элементах. Именно поэтому типичная конфигурация мощных игровых систем всегда имеет в своем составе производительные видеокарты. Однако совершенствуются не только микроархитектуры процессоров, но и элементы и архитектуры видеокарт. Поэтому замена в настольных компьютерах менее мощных моделей на более производительные варианты позволяет повысить производительность и возможности видеоподсистемы. Только и в этом варианте, как и ранее, необходимо учитывать проблемы аппаратной и программной совместимости. Кстати, многие современные материнские платы допускают конфигурации видеоподсистем из нескольких видеокарт, способных обрабатывать единый видеопоток. Это позволяет увеличить скорость обработки в несколько раз по сравнению с одиночным вариантом.

Еще одним резервом повышения производительности и расширения функциональных возможностей является апгрейд дисковой подсистемы. Так, например, замена системного накопителя на жестких магнитных дисках (HDD) на твердотельный накопитель (SSD) позволяет увеличить скорости загрузки программ и записи системных данных в несколько раз, что значительно увеличивает отзывчивость системы и общую производительность компьютера. Однако необходимо отметить, что замена системного диска сопровождается необходимостью переустановки программного обеспечения (ПО), что является довольно хлопотной процедурой, требующей не только значительных усилий, но и определенной  квалификации. Опытные пользователи могут воспользоваться специальными программами, обеспечивающими перенос ПО без необходимости его переустановки. Кстати, скорость работы дисковой подсистемы обычно возрастает и при замене штатного HDD на более современную, более емкую модель HDD, обладающую большей скоростью чтения/записи информации, не говоря уж о том, что увеличение информационного пространства существенно увеличивает возможности компьютера, кстати, и настольного, и мобильного.

Остается добавить, что в системном блоке настольного компьютера можно еще заменить и материнскую плату, и даже сам системный корпус, но это уже скорее не апгрейд, а сборка нового компьютера. Но это уже тема совсем другой статьи.
   

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

В состав инфраструктуры ACI входят:

• контроллер APIC (Application Policy Infrastructure Controller),
• коммутаторы из семейства Nexus 9000,
• расширенные версии операционной системы NX-OS.

Контроллер Cisco APIC (Application Policy Infrastructure Controller) представляет собой унифицированную точку автоматизации и управления фабрикой ACI, программированием политик и мониторингом исправности. Он оптимизирует производительность, поддерживает любое приложение в любом месте и унифицирует управление физической и виртуальной инфраструктурой.  APIC – отлично масштабируемый кластерный программный контроллер, способный управлять 1 миллионом оконечных устройств. В отличие от традиционных контроллеров SDN, он работает независимо от коммутационного уровня данных и уровня управления, позволяя сети реагировать на изменения оконечных устройств, даже если контроллер APIC отключен от сети и работает в режиме offline. Эти возможности значительно расширяют гибкость определения и автоматизации прикладных сетей. Они изначально разрабатывались для поддержки высокого уровня программируемости и централизации управления.

Новые коммутаторы из семейства Nexus 9000 составляют фундаментальную основу решения Cisco ACI. Они поддерживают плавный переход от оптимизированной операционной системы NX-OS к работе с этой ОС в режиме ACI. Для этого необходимо всего лишь обновить программное обеспечение и подключить контроллер APIC. С помощью коммерчески доступных интегральных схем ASIC коммутаторы этого семейства способны поддерживать лучшее в своем классе соотношение цена/производительность и наиболее высокую неблокирующую плотность портов 1/10G и 10/40G (а в будущем и 100G) как для существующих ЦОДов, так и для ЦОДов нового поколения. В семействе коммутаторов Nexus 9000 реализован целый ряд инноваций, в том числе первый в отрасли модульный коммутатор без коммутационной панели (backplane). Он обеспечивает защиту инвестиций, эффективность энергопотребления и охлаждения, а также отличается упрощенной конструкцией, вдвое увеличивающей среднюю наработку на отказ.

Необходимо отметить, что корпоративные политики автоматически адаптируют  инфраструктуру (в нее входят сеть, системы информационной безопасности, приложения, вычислительные ресурсы и системы хранения) к требованиям  бизнеса, чтобы таким образом сократить сроки внедрения приложений.

Главная цель состоит в повышении гибкости бизнеса, то качественно новый уровень гибкости бизнес-процессов будет зависеть  от тесной увязки бизнес-моделей и приложений со всей инфраструктурой ЦОД, включающей сети, приложения, системы информационной безопасности, системы хранения и вычислительные ресурсы. Поэтому ACI, в отличие от традиционной концепции программно-определяемых сетей (SDN), распространяется на всю инфраструктуру. 

Новая сетевая архитектура Application Centric Infrastructure (ACI), которую компания Cisco анонсировала в ноябре 2013 года, должна помочь заказчикам полностью раскрыть потенциал приложений и увеличить гибкость бизнеса.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

В ходе пресс-конференции выступающие отметили, что практически все IT-специалисты российских компаний (95%) недооценивают темпы появления новых угроз. Примечательно, что СМБ-компании оценивают масштаб киберугроз более легкомысленно, чем крупный бизнес: в 33% небольших предприятий ошибочно полагают, что ежедневно появляется менее 1 000 образцов уникального вредоносного кода.

«Хотя российские компании стали уделять информационной безопасности больше внимания, они все же сильно недооценивают темпы развития киберугроз сегодня. Мы регистрируем 200 000 образцов нового вредоносного года ежедневно, злоумышленники и их инструменты становятся все сложнее и хитрее, – рассказал на пресс-конференции в Санкт-Петербурге Сергей Ложкин, антивирусный эксперт «Лаборатории Касперского». – Транснациональные корпорации и целые государства ведут свои кибервойны, создавая оружие, которое невозможно контролировать и которое как эпидемия поражает большое количество жертв, при этом для небольших компаний, попадающих под удар, последствия оказываются гораздо более тяжелыми».

Вредоносное ПО угрожает не только бизнесу, но и обычным пользователям: по данным «Лаборатории Касперского» в 2013 году практически каждый второй пользователь Северо-Западного федерального округа (45,7%) подвергся кибератаке. Так, за год здесь было зарегистрировано 8 321 658 вредоносных объектов. Больше всего с киберугрозами сталкиваются жители Калининграда, Санкт-Петербурга и Архангельска.

Для снижения рисков потерь от кибератак необходимо соблюдать как минимум базовые правила информационной безопасности. Для корпоративного сектора эти правила следующие:

• необходимо следить за обновлением используемых программ,
• разграничивать права для пользователей,
• ввести практику использования сложных паролей,
• использовать лицензионный антивирус,
• осуществлять централизованный контроль сети.

А еще необходимо не забывать про человеческий фактор: сотрудники компании должны знать простейшие правила безопасной работы с IT-системами, в том числе с мобильными устройствами, количество атак на которые стремительно растет.

Для профессиональной защиты корпоративных сетей «Лаборатория Касперского» создала комплексный продукт Kaspersky Security для бизнеса. Для небольших компаний производитель предлагает решение Kaspersky Small Office Security.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

Компания «Лаборатория Касперского» провела в Санкт-Петербурге пресс-конференцию, в ходе которой IT-специалисты рассказали о современных угрозах для бизнеса. Они представили результаты последнего исследования, проведенного совместно с аналитической компанией B2B International в 2013 году.

На проведенном «Лабораторией Касперского» мероприятии были рассмотрены основные киберугрозы, с которыми сегодня сталкиваются российские компании малого и среднего бизнеса (CMБ-компании). А также были рассмотрены: каков размер ущерба, почему небольшие организации оказываются слабым звеном, а также о том, как они могут построить эффективную систему информационной защиты.

В данной пресс-конференции приняли участие следующие IT-специалисты:

• Евгений Питолин, региональный представитель «Лаборатории Касперского» в СЗФО;
• Сергей Ложкин, антивирусный эксперт «Лаборатории Касперского»;
• Александр Котов, руководитель ИТ-отдела компании NOVUS;
• Кирилл Лебедев, региональный представитель «СКБ Контур». 

По данным исследования, представленного экспертами «Лаборатории Касперского», в течение года IT-инфраструктура 92% российских организаций как минимум один раз подверглась внешней кибератаке. При этом сами компании больше всего опасаются атак с помощью вредоносного ПО – эту угрозу отметили 71% представителей компаний. Эти опасения не безосновательны: почти в четверти случаев (24%) такая атака приводит к утечке информации.

Любопытно, что в регионах атаки с использованием вредоносного ПО отмечаются чаще. Действительно, данную угрозу указали 74% респондентов. Для сравнения в Москве этот показатель оказался самым низким – 69%.

Также региональные компании чаще беспокоят фишинговые атаки и кража оборудования.

Для среднего и малого бизнеса перечисленные угрозы представляют  особую опасность. В результате подобных атак СМБ-компании теряют данные чаще, чем, например, крупные организации. Если же обратиться к оценке стоимости потерь от успешной атаки киберпреступников на компании, то средний размер ущерба в результате одного инцидента можно оценить в 14 тыс. долларов для малых и средних компаний и 695 тыс. долларов для крупных российских организаций.

Некоторые подробности и рекомендации, озвученные IT-специалистами на пресс-конференции компании «Лаборатория Касперского», приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Оценивая возможности программно-аппаратного решения Russian Hill, созданного и развиваемого компанией Intel, необходимо напомнить, что партнером Intel по разработке и реализации указанной системы является компания ОАО “КАМАЗ”.

О развитии данного совместного проекта рассказал Владимир Кулемин, главный конструктор отделения НТЦ ОАО “КАМАЗ”, директор Инженерного центра “КАМАЗ.

Он обратил внимание присутствующих, что ОАО “КАМАЗ” является компанией №1 в России по производству грузовиков. Товаропроводящая сеть данной компании в Российской Федерации — это 152 сервисных центра, свыше 200 дилеров. Доля на российском рынке по итогам 3 мес. 2013 составила 47%. Производственные мощности компании обеспечивают выпуск 60 тысяч автомобилей в год. Широкий модельный ряд представлен более 40 моделями и 1500 модификациями а/м.

Среди важнейших достижений компании ОАО “КАМАЗ” в выступлении было отмечено, что данная компания уже в тринадцатый раз признана  «Лучшим российским экспортером», а еще команда компании стала одиннадцатикратным чемпионом ралли Дакар, что подтверждает не только высокий профессионализм специалистов, но и высокий технологический уровень выпускаемых компанией изделий.

Рассказывая о достижениях компании, руководитель главный конструктор отделения НТЦ ОАО “КАМАЗ” и директор Инженерного центра “КАМАЗ, коснулся возможных путей развития автомобильной промышленности. Он отметил, что  автомобильный мир стоит на пороге принятия важного решения: по какому пути дальше развиваться, по революционному или эволюционному.

При этом главный конструктор отделения НТЦ ОАО “КАМАЗ” и директор Инженерного центра “КАМАЗ обратил внимание присутствующих, что однозначно будущее развитие нового продукта для автомобильной промышленности еще не определено.

Тем не менее, он отметил, что, несмотря на это, в автомобильной промышленности существуют все-таки определенные законы и тенденции.

Так, например, в данной отрасли в настоящее время преобладают следующие устойчивые направления развития:

• Снижение снаряженной массы и рост удельной грузоподъемности,
• Повышение энерговооруженности и топливной экономичности,
• Усложнение конструкции и расширение применения электронных систем,
• Специализация и дифференциация а/м (для регионов, отраслей, видов транспортных работ).

Остается добавить, что важной составляющей современных изделий являются информационные системы. Такие системы способствуют организации единого информационного пространства, повышают эксплуатационные возможности и улучшают экономические характеристики а/м.

О некоторых перспективах развития —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

На пресс-конференции, проведенной в рамках международного экономического форума в Санкт-Петербурге, компании Intel и ОАО “КАМАЗ” объявили о сотрудничестве в области разработки и внедрения в производство интеллектуальной автомобильной системы на базе энергоэффективного процессора Intel Atom. Ожидается, что первые рабочие образцы грузовой техники с такой аппаратно-программной системой будут продемонстрированы уже в сентябре этого года на выставке “COMTRANS 2013″.

В работе пресс-конференции приняли участие:

• Игорь Калошин, генеральный директор Intel Software LLC,
• Кристиан Моралес (Christian Morales), вице-президент корпорации Intel по операциям, генеральный менеджер в регионе ЕМЕА,
• Уильям Сэвидж (William Savage), вице-президент группы программных продуктов и сервисов Intel и генеральный директор отдела продуктов для разработчиков программного обеспечения,
• Владимир Кулемин, главный конструктор отделения НТЦ ОАО “КАМАЗ” директор Инженерного центра “КАМАЗ,
• Игорь Богачев, исполнительный директор кластера информационных технологий Фонда “Сколково”,
• Дмитрий Конаш, региональный директор корпорации Intel в странах СНГ.

Выступающие на пресс-конференции отметили, что проект “Разработка интеллектуальной автомобильной системы с поддержкой сервисов ЭРА ГЛОНАСС на базе открытой программной платформы” был одобрен независимой экспертной комиссией и утвержден Фондом “Сколково” в июне 2012 года.

Одновременно с этим компания Intel объявила об открытии в России нового центра НИОКР: статус резидента Сколково получила дочерняя компания Intel Software LLC.

Необходимо отметить, что данная компания участвует в работе над рядом проектов, среди которых и автомобильная информационно-развлекательная система на базе энергоэффективного процессора Intel Atom.

Соответствующее программно-аппаратное решение Intel, получившее наименование Russian Hill и локализованное для российского рынка, включает такие функции как:

• навигация с актуальной информацией о загруженности транспортных сетей,
• радио  и  медиапроигрыватель,
• телефонное приложение,
• календарь,
• браузер,
• приложение для общения в социальных сетях,
• голосовое управление и интеграция с инфраструктурными сервисами,
• другие функции, облегчающие управление автомобилем и повышающие уровень комфорта.

О некоторых подробностях программно-аппаратного решения Russian Hill и планах компаний Intel и ОАО “КАМАЗ” —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2