Ридберговские атомы для квантового компьютера. Компьютер атом
Компьютер в кармане с помощью Intel Atom
Процессоры Intel Atom, вышедшие примерно четыре года назад, натворили немало шума в современном IT-мире. Сколько незаурядных продуктов было выпущено на их базе за последнее время – можно даже со счета сбиться, если считать одних производителей, не говоря уже о конкретных моделях.
Упертая Intel ну никак не хочет взять да распилить какой-нибудь Intel Sandy Bridge до состояния экономичного одноядерного процессора с мегабайтом кэш-памяти и функцией Hyper Threading. Такой процессор, выпущенный по самым современным техническим нормам, был бы дешевым, очень экономичным и невероятно мощным (не в пример «атомным» огрызкам), так что его можно было бы использовать и в нетбуках, и в ноутбуках нижнего ценового сегмента. Однако, не желая создавать конкуренцию среди своих продуктов, Intel благополучно выделяет в отдельную нишу глупенькие и очень нерасторопные Atom’ы, из года в год облепливая их очередными сомнительными улучшениями, и постепенно поднимая тактовую частоту на какие-то десятки мегагерц. Стоит ли говорить, что производительность у нишевых устройств на базе Atom так и остается крошечной и сильно ограничивает список программ, который может запустить пользователь?Впрочем, речь в данном материале пойдет не о самих процессорах Atom, а о желании компании Intel сделать как можно больше своих маломощных процессоров, прикрывшись благородным желанием выпустить сверхмалые портативные устройства для выхода в Интернет.
Компьютер в кармане
Первые попытки выпустить на рынок ультрамобильные компьютеры на базе полноценных х86 CPU компания Intel предприняла еще в 2006 году, когда публике был официально представлен концепт КПК-переростка на базе Intel Celeron М под кодовым названием Origami Project. Устройство действительно отдаленно напоминало КПК, обладало 7-дюймовым дисплеем и оснащалось 1.8” жестким диском. Прототип не имел клавиатуры, но мог похвастаться резистивным сенсорным экраном, который отчасти ее заменял. Не осталась в стороне и компания Microsoft, которая специально для этих девайсов решила выпустить редакцию Windows ХР Tablet Edition с дополнительным набором оптимизированных под новые устройства функций. Новое направление устройств получило название Ultra Mobile Personal Computer (UMPC) и было поддержано несколькими крупными производителями. Так, в скором времени был анонсирован Samsung Q1 самый массовый UMPC с 900-мегагерцовым Pentium М или Celeron М ULV, 512-мегабайтами оперативной памяти и графическим ускорителем Intel GMA 900. В качестве операционной системы применялась та самая ХР Tablet Edition, использовать которую при помощи одного лишь стилуса, даже несмотря на оптимизации ОС, было неудобно. Тем не менее, сама концепция полноценного ПК в корпусе размером с DVD-box привлекала многих. Внутри устройства стояло типичное для среднестатистического ноутбука тех времен железо, батареи хватало примерно на 2-3 часа автономной работы, а удовольствие от обладания таким устройством попросту перекрывало все недостатки, коих, кстати, было немало. К примеру, стоимость того же Samsung Q1 на первых порах зашкаливала за $1500, а уж у самых компактных моделей, вроде Sony UX с 4.5-дюймовым экраном и гигагерцовым Intel Core Solo на борту, цена доходила аж до $3000-3500.Впрочем, заинтересованные эстеты все таки нашлись, и поскольку в те времена никаких планшетов за $300 на NVIDIA Tegra 2 не было и R помине, а самый навороченный КПК по своей функциональности недалеко уходил от электронной записной книжки, продажи UMPC все же имели место быть. Для многих возможность устанавливать любые программы с «настольного» ПК была гораздо важнее нереально высокой цены, а поскольку это были уникальные устройства, первые партии UMPC разошлись в кратчайшие сроки. Тот же Samsung Q1 обладал достаточной производительностью, чтобы погонять в GTA: Vice City, или запустить какой-нибудь мощный графический редактор.Естественно, высоченная цена на эти продукты останавливала многих покупателей, поэтому ушлые производители стали выпускать устройства подешевле, на доступных и экономичных, но морально устаревших процессорах VIA С7, которые хоть и работали на более высокой частоте, зачастую уступали в скорости 900 мегагерцовым Celeron М. Тем не менее, благодаря дешевым железкам удалось снизить стоимость UMPC почти вдвое, что естественным образом вызвало вторую волну популярности концепта Origami.
Рождение Atom’a
Спустя всего полтора года после анонса первых моделей UMPC компания ASUS объявляет о создании нового класса крошечных ноутбуков, которые имели на борту то же самое железо, что и в UMPC, включая мобильный процессор Celeron М, видеоускоритель GMA 900 и 7-дюймовый экран с разрешением 800×480 пикселей. Однако главным отличием нетбуков от всего ранее представленного была цена: официально она начиналась с 300 долларов – более чем демократично для крошечного ПК, который весит столько же, сколько рядовой UMPC, обладает той же производительностью, но стоит при этом в 5-7 раз дешевле. Буквально через считанные месяцы практически все крупные производители ПК анонсировали свои модели нетбуков, которые имели минимальные отличия от детища ASUS.Тогда же, в 2008 году, Intel представляет свои процессоры Intel Atom, которыми она начинает шпиговать все миниатюрные системы, создавая новые классы дешевых нетбуков, неттопов и даже моноблочных ПК, стоимость которых находилась в очень уж привлекательных ценовых рамках. Процессор получился вдвое медленнее Intel Pentium М, работающего на той же тактовой частоте, однако не в пример экономичнее, так что скромные показатели в тестах производительности компенсировались мизерным энергопотреблением в 2.5 ватта и чрезвычайно долгим временем автономной работы. Однако инженеры Intel просчитались – специально под Atom так и не был разработан экономичный чипсет. Производителям пришлось использовать морально устаревший Intel 945GSE четырехлетней давности, который энергии потреблял втрое больше, чем сам Intel Atom.
Стоит также отметить, что инженеры Intel изначально запустили две линейки процессоров – одна привычная, N2x0 для нетбуков и настольных ПК, а другая – сверхкомпактная серия Z5x0, процессоры которой потребляли еще меньше энергии, работая на меньшей частоте, и благодаря своим крошечным размерам могли легко уместиться в корпусе объемом с пачку сигарет. Но вот беда – в пару к таким экономным «камням» расточительный Intel 945GSE ну никак не клеился. Поэтому в помощь крохе Z5x0 был разработан специальный чипсет US15W, который получился еще медленнее старика 945GSE.С одной стороны, он был крайне экономичным и компактным, с другой – Intel не стала заморачиваться с разработкой нового GPU и просто лицензировала уже готовое видеоядро у разработчика мобильных графических чипов, компании PowerVR. Переименовав знакомый по Apple iPhone 3GS и 4G видеочип SGX 535 в GMA 500. Intel со спокойной душой запустила его в производство в составе нового чипсета и наспех слепила кривущий драйвер, который был не в состоянии обеспечить хоть сколько-нибудь приемлемую работу самого ускорителя.В таком составе связка из процессора Z5x0 и чипсета US15W была представлена разработчикам в качестве основы для чего-нибудь более интересного, чем слегка поднадоевшие нетбуки и неттопы. Дело осталось за малым – необходимо было лишь придумать новую нишу для реализации всего этого хозяйства.
Mobile Internet Device
После не слишком уж удачных продаж UMPC, которые за пару лет разошлись куда меньшим тиражом, чем нетбуки за первые полгода, Intel заинтересовалась новой концепцией мобильного устройства, которое было бы максимально компактным, могло долго функционировать на одном заряде аккумулятора и при этом позволяло бы пользователю легко блуждать по просторам Интернета, оставаясь в Сети круглые сутки. Технологии уже позволяли создать компактный девайс не больше КПК, но со «взрослым» компьютерным железом. Новая концепция уж очень смахивала на обновление UMPC, только в гораздо меньших габаритах и с продолжительным временем автономной работы. Разрекламировав технологии энергосбережения и непаханые объемы рынка, для которого предназначалась новая разработка, Intel подогрела интересу нескольких крупных производителей и всерьез начала обдумывать внутренности и внешний вид своего детища.За основу была взята связка из процессора Intel Atom Z5x0, работающего в пределах от 800 до 1330 МГц, и вышеупомянутого чипсета US15W. Эта сладкая парочка получилась настолько экономичной, что могла обеспечить работу мобильного устройства на протяжении пяти шести часов, что было бы вполне достаточно для его использования в течение рабочего дня. Далее было решено отказаться от жесткого диска – в такие крошечные устройства он бы просто не влез, да и надежность механики вставала бы под вопрос. Поэтому, как и в случае с первыми ASUS Еее PC. было решено остановиться на твердотельных накопителях, которые к тому времени активно применялись не только в нетбуках, но и в настольных ПК. Естественно, крошечных Еее РС’шных объемов в 2-4 Гбайт для современных нужд было бы недостаточно, поэтому Intel поставила жесткие условия в будущих девайсах использовать как минимум 8-16 Гбайт памяти. На экране тоже решили не экономить – резистивная матрица с разрешением в 1024×600 пикселей и диагональю в 4.5 дюйма идеально вписывалась в разрабатываемую концепцию. Все-таки сидеть в Интернете и просматривать страницы в браузере удобнее именно в таком разрешении, нежели D архаичном 800×480. Поскольку свободного места в будущих устройствах оставалось совсем мало, производители решили вообщеотказаться от USB. В конце концов, зачем они вообще нужны крошечному ПК, где все управление будет осуществляться через сенсорный экран? Но Intel все-таки посоветовала не выбрасывать данный интерфейс на помойку, предложив оставить хотя бы один mini-USB порт для подключения клавиатуры или флешки – надо же было хоть как-то выделить новое устройство на фоне разросшегося рынка смартфонов и КПК, которые о нормальной поддержке периферии могли только мечтать.Ну а вдобавок изрядно похорошевший концепт было решено снабдить модулями Wi-Fi и Bluetooth, а в некоторых случаях – даже 3G-модемом. чтобы у будущего пользователя был постоянный доступ в Сеть.Оставалось только выбрать операционную систему. Логично было бы предположить, что на микро-UMPC с процессором Atom на борту производители начнут устанавливать настольную версию Windoцs. Однако Intel от этой идеи отказалась – якобы наценка за предустановленную ОС будет высока и удобством пользования такое решение отличаться уж точно не будет. Тут требовалась легкая ОС, которой было бы удобно пользоваться, что называется, «на ходу», и которая как можно меньше нагружала бы процессор. Требования к вожделенной ОС были минимальны – достаточно было обеспечить стабильность в работе и удобный веб-серфинг, остальное отодвигалось на второй план.
Старт продаж
Примерно в конце 2008 года в странах Азии в продаже начинают появляться первые МID-устройства по весьма немалой цене. На самом деле, разбив лоб еще два года назад при попытке реализовать свои UMPC, многие известные производители, вроде той же Samsung, отказались от дальнейшего развития концепции ультрапортативных ПК и сосредоточились на более массовом и прибыльном рынке нетбуков. Впрочем, среди производителей MID-устройств из известных компаний отметилась разве что ASUS со своим R50H. Большинство представленных устройств базировались на процессоре Atom Z500 – самом младшем из линейки Atom’oB, с вырезанным Hyper-Threading и мизерной тактовой частотой 800 МГц. Оперативной памяти вроде бы было достаточно целый гигабайт, однако с учетом того, что видеоядро «откусывало» еще 128 Мбайт, самой оперативки оставалось, прямо скажем, немного. Поскольку масштабы производства были невелики, то и цена на готовые устройства была гораздо выше обещанных $500-600. Львиная доля изготовленных MID-планшетов продавалась по цене от $1000 и выше, что, г. учетом особенностей их позиционирования на рынке, означало лишь одно – расходиться по такой цене они будут крайне плохо. Сами производители смекнули, что платить такие деньги никто не будет, и решили воспользоваться любимым способом удешевления начать урезать и без того бедные характеристики MID. Практически сразу после начала продаж у большинства моделей был изъят модуль 3G и урезана ПЗУ с 32и 16-ти до 8 Гбайт. Это позволило скинуть $200-300, однако изменить ситуацию на корню и привлечь массового покупателя так и не получилось. А казалось, что все будет не сложнее чем продажа бокалов для коньяка или для бренди, кому как угодно. Подобная ситуация была при попытке купить коньячные бокалы и посуду в Москве.Чем же плохи были новоявленные MID-планшеты? Прежде всего отталкивали они своей дохлой начинкой и убогим программным обеспечением. Возможности самой предустановленной ОС были сведены к минимуму – на микро-ПК можно было слушать музыку, смотреть видео, делать простенькие замежи и выходить в Интернет. С установкой сторонних программ также возникали проблемы использующиеся в дистрибутивах сборки Linux были настолько урезанными, что фактически не позволяли инсталлировать какой-либо софт – он или не запускался, или работал очень криво. Многие из второстепенных производителей, которые все-таки взялись за разработку своих МЮ-устройств, очень быстро забыли об их поддержке и даже не наладили выпуск обновлений. Те немногие покупатели, что все-таки приобрели себе MID-планшет, решили установить полноценную настольную ОС, дабы хоть как-то увеличить функциональность. Но большинство планшетов комплектовалось убогим 800-МГц процессором (лишь пара устройств от ASUS имели на борту Atom, работающий на частоте 1330 МГц), и полноценное использование Windows 7 на нем было невозможно. Впрочем, оставалась старая и проверенная временем Windows ХР, которая ресурсов для работы требовала не в пример меньше. Но и с ней пользователей ждало разочарование – видеоядро GMA500 не имело нормального работающего драйвера ни под ХР, ни под Windows, так что большую часть даже самых простых трехмерных приложений было невозможно ни установить, ни запустить. Пресловутый GMA-500 не имел поддержки OpenGL, а убого прикрученный DirectX 9 не справлялся даже с элементарными задачами, То же самое касалось и двухмерных игр – если нерадивый покупатель собирался поиграть в StarCraft на свежеприобретенном гаджете, его поджидала ошибка видеодрайвера, вылетающая на экран рабочего стола каждый раз при попытке запуска 20-игры. Полноценное использование ОС семейства Windows осложнялось еще и отсутствием функциональных кнопок или выдвижной QWERTY-клавиатуры – одним стилусом орудовать было крайне неудобно. Ну и конечно же, свои пять копеек внес единственный Mini-USB-порт, из-за которого к микро-ПК невозможно было подключить мышь и клавиатуру для работы с офисными документами.Примерно в это же время был анонсирован Apple iPad, который положил начало бурному развитию рынка планшетов на базе процессоров с архитектурой ARM. К 2010 году, когда MID только-только добрались до отечественных и европейских магазинов, ARM-процессоры на базе Cortex А8 уже достигли такого развития, что вполне могли переваривать сложный трехмерный интерфейс и запускать тяжелые программы. При этом сами планшеты на базе ARM были куда дешевле, тоньше и легче «толстушек» MID’ов и от одного заряда батареи работали не в пример дольше.Огромный 7- или 10-дюймовый экран, 3G-модуль и дружелюбный интерфейс Android или iOS производили благоприятное впечатление на покупателей, которые увидели в них по-настоящему удобные устройства для выхода в Интернет. После активного распространения дешевых китайских планшетов (которые, кстати, продолжали называть МЮ-устройствами) и без того кислые продажи микро-ПК остановились вовсе. Их ниша была в кратчайшие сроки полностью занята более продуманными, удобными и недорогими устройствами с лучшей эргономикой и удобным интерфейсом.
MID 2.0
Концепция микро-ПК с полноценным компьютерным железом потерпела фиаско. Миниатюризация классических ПК уже никого не интересует – есть легкие ноутбуки, есть нетбуки, ультрабуки и нормальные десктопы. Людям проще выбрать для себя удобное в использовании устройство (благо выбрать сейчас и правда есть из чего) и работать с ним, нежели таскать с собой уменьшенную копию домашнего ПК. Первое поколение UMPC вызвало волну интереса лишь потому, что в далеком 2006 году не было такого разнообразия мобильных устройств вроде нетбуков и планшетов.Впрочем, провал MID-устройств совсем не отрезвил неугомонную Intel. В рамках развития провалившихся в продаже устройств компания собирается на тех же процессорах Atom серии Z запустить в производство новое поколение смартфонов, которое, несмотря на то самое компьютерное железо, будет обладать мизерным энергопотреблением и позволит владельцу не жить с телефоном у розетки. Но дело в том, что по сути смартфоны на процессорах Atom и под управлением, скажем. Google Android никому не нужны, поскольку современное копеечное ARM-железо может выполнять возложенные на него функции не хуже х86 процессоров. Кому нужен будет смартфон на Intel Atom, если рядом на витрине будет лежать аналогичное по возможностям устройство на более быстром и экономичном NVIDIA Tegra 3 или ARM Cortex А15?Впрочем, Intel не унывает – в Японии уже начались продажи первого смартфона с двумя ОС – Android 2.2 и Windows 7 на базе обновленной платформы Intel Moorestown, с 1200 мегагерцовым Atom Z650 и GMA600 на борту. Работает это чудо не очень быстро, однако может похвастаться вполне современной настольной ОС, а как следствие – поддержкой всего парка х86-программ. Насколько реинкарнация MID будет популярна по сравнению с современными смартфонами пока неясно, однако тот факт, что Fujitsu F-07C L00X уже целый год продается исключительно на рынке Японии, лишь подтверждает опасения по поводу мизерных объемов продаж.История MID-устройств еще не закончилась – она началась с UMPC и продолжится в грядущих смартфонах на платформе Intel Moorestown, однако глядя на темпы развития ARM-процессоров, сложно говорить об успехе этой авантюры – конкурировать с ними на рынке ультрамобильных устройств будет практически невозможно.
hardwareguide.ru
Beelink BT7, маленький компьютер на базе Atom X7-Z8700
Компьютеры на базе Atom Z8х00 производятся уже почти год. Но как то так получилось, что для обзоров мне попадались устройства в основном на базе Atom Z8300 и один раз на базе Atom Z8500, а вот устройств на базе топового (если так можно выразиться) Atom X7-Z8700 я еще не тестировал.Но сегодня я исправлю этот пробел в тестах, так как у меня на операционном столе Beelink BT7, один из очень немногих компьютеров в котором установлен как раз Atom X7-Z8700.Осмотр, тесты, а также привычная разборка и доработка.
Когда я в августе прошлого года узнал об обновлении линейки "Атомов", то почти сразу купил себе планшет на базе Атом 8500. После этого я ждал что китайские производители начнут производить больше разных моделей устройств на базе вышеуказанного 8500, но почему то производители решили в основном использовать более дешевый Атом 8300, который имеет ряд отличий.
Основные отличия процессоров указаны в табличке, кроме того была разница еще и в том, что 8300 имеет одноканальный контроллер памяти, с максимальным объемом в 2ГБ, а 8500 и 8700 - двухканальный и максимум у него 8ГБ. Хотя китайские инженеры смогли сделать устройства на базе 8300 с объемом ОЗУ в 4ГБ.Видно что 8500 и 8700 имеют минимальные отличия, заключающиеся в основном в рабочих частотах. Т.е. 8500 и 8700 ближе друг к другу, чем 8300. Но почему то все устройства делались в основном как раз на 8300.
В ходе обзора я попробую сравнить производительность данного компьютера с его младшими "собратьями", а пока перейду к более привычному вступлению и описанию того, что же я все таки получил.
Пришел компьютер в небольшой, почти кубической, коробочке, которая немного пострадала в дороге.
В данном случае производитель не стал скромничать в оформлении коробки и указал на ее поверхностях все что только возможно, начиная от краткого описания и заканчивая назначением разъемов.
Даже снизу присутствует информация, в данном случае это основные технические характеристики компьютера.
Технические характеристики.Система: Windows 10Процессор: Intel Cherry Trail X7-Z8700Графика: Intel® HD Graphics (восьмого поколения)Память: 4GB RAM + 64GB ROM (+слот M.2)Поддержка: 802.11b/g/n WiFi 2.4/5.8GHzEthernet — 1000MbitBluetooth: BT 4.0Выход звука — 3.5мм аудио разъемЭкран: HDMI Выход 1080PВнешние интерфейсы: 3x USB 3.0Поддержка карт памяти: 1 слот SD макс 64ГБ (есть информация что до 128)
Габариты: 120 x 120 x 25 мм (без учета антенны)Масса: 316гр
К моему удивлению коробка внутри была довольно плотно упакована.
Комплект поставки весьма большой, спартанским его точно не назовешь.1. Миникомпьютер Beelink BT72. Блок питания3. HDMI кабель длиной 1м4. HDMI кабель длиной 30см5. VESA крепеж6. Инструкция + гарантийный талон7. Диск с драйверами под Windows 10 х64.
О комплектации немного более подробно.1.2, Для начала меня очень удивило наличие в комплекте диска с драйверами, первый раз такое вижу с небольшими компьютерами. Получается что производитель изначально предполагает то, что пользователь будет переустанавливать ОС. Обычно просто создают образ для восстановления.3. HDMI кабели, довольно неплохого качества. Но ключевое то, что их два.Длинный необходим при установке компьютера под телевизором, это стандартный вариант установки большинства устройств. Но также дали и короткий кабель, на случай монтажа компьютера за монитором. Очень удобно, так как лишний кабель не будет болтаться. Я сам так покупал небольшой, длиной около 30см, кабель.4. VESA крепление для компьютера. Рассчитано под два стандарта, 75 и 100мм. В комплекте пять винтиков, один из них запасной. Как говорится - мелочь, а приятно.Крепление прикручивается к задней стенке монитора/телевизора, а сам компьютер в него просто вставляется.
www.taker.im
Новости про Atom и компьютеры — МИР NVIDIA
На сайте краудфандинга IndieGogo появился довольно интересный проект — компьютер MagicStick Wave с впечатляющими характеристиками.
Этот компьютер карманного размера имеет предустановленную операционную систему Windows 10, а сам компьютер основан на процессоре Intel Cherry Trail Z8700 частотой до 2,4 ГГц и оснащён 8 ГБ ОЗУ и твердотельным eMMC накопителем объёмом 64 ГБ.
Сейчас, пока идёт кампания по сбору средств, компьютер можно заказать за 250 долларов США, в то время как в рознице он будет стоить 400 долларов. Первая цена выглядит неплохо, однако за 400 долларов можно приобрести куда более производительную систему.
Кроме него разработчики предлагают также упрощённую версию MagicStick One, которая имеет традиционную для таких машин конфигурацию, включающую процессор Cherry Trail Z8300 частотой 1,83 МГц, 2 ГБ ОЗУ и 32 ГБ eMMC накопитель. Эта машина предлагается по 100 долларов с предварительным заказом и 200 долларов в рознице. Примечательно, что аналогичные компьютеры на базе Bay Trail (с теми же характеристиками) можно приобрести даже ниже 100 долларов.
Обе предлагаемые модели имеют подключение HDMI 2.0 с поддерживаемым разрешением 4K, оснащены портами USB 3.0 Type-C и продаются с двумя предустановленными операционными системами: трёхмесячной пробной версией Windows 10 и Android Lollipop. Для управления устройством MagicStick также предлагает мобильное приложение, что снижает необходимость в отдельном контроллере.
Примечательно, что в предлагаемых машинах разработчики сфокусировались на деталях. К примеру, они решили характерную для подобных систем проблему низкого уровня сигнала WiFi, устанавливая в свой ПК высокочувствительные 10 ДБ антенны. Также корпус имеет аэродинамический профиль, улучшая охлаждение и снижая вероятность троттлинга.
На IndieGogo разработчики просят собрать 50 000 долларов, при этом они насобирали в 5 раз большую сумму, чем необходимо. До конца сбора средств осталось ещё несколько дней, так что вы можете присоединиться к программе финансирования.
nvworld.ru
Квантовый компьютер из 5 атомов. Или как взломать RSA
Взломать шифр за 60 секунд
Каковы простые множители для числа 15? Большинство учеников начальной школы знают ответ - 3 и 5 - по памяти. Большее число, например 91, может занять некоторое время, а также потребовать ручку и бумагу. Еще большее число, скажем, длиной в 232 цифры, может (и так и делает), заставить работать ученых два года, используя сотни классических компьютеров, работающих параллельно. Поскольку факторизация большого числа так дьявольски трудна, она является основой для многих схем шифрования: от защиты наших кредитных карт до данных, составляющих государственную тайну. Считается, однако, что один квантовый компьютер может легко взломать этот шифр.
Исследователи из MIT нашли способ создания подобного устройства. Они построили квантовый компьютер, который обнаруживает ряд простых множителей, используя только пять атомов. Четыре из пяти атомов работают как логические вентили, используя лазерные импульсы, которые ставят их в суперпозицию (где они поддерживают два различных энергетических состояниях одновременно), а пятый атом хранит и доставляет ответы. В результате, у нас компьютер, который не только вычисляет решения гораздо более эффективно, чем существующие квантовые системы, но и относительно легко может масштабироваться. Необходимо получить факторизацию для большего числа? Добавим еще атомов.
Есть, правда, один нюанс на данный момент: на устройстве можно получить только множители для числа 15, и по-настоящему сложный квантовый компьютер потребует работы «тысячи» лазерных лучей, работающих одновременно.
И тем не менее, это изобретение может иметь большие последствия для мировой безопасности. Достаточно мощная машина может невелировать использование любого алгоритма шифрования, который зависит от факторизации числа - правительственное учреждение или хакерская команда могут легко взломать коды, которые в противном случае были практически непробиваемые.
Квантовая факторизация может также помочь решить математические задачи, связанные с чрезвычайно большими числами (скажем, расчеты в масштабах Вселенной), которые на данный момент требуют огромных ресурсов машинного времени.
Что такое факторизация или факторинг?
В математике факторизация или факторинг — это декомпозиция объекта (например, числа, полинома или матрицы) в произведение других объектов или факторов, которые, будучи перемноженными, дают исходный объект. Например, число 15 факторизуется на простые числа 3 и 5, а полином x2 − 4 факторизуется на (x − 2)(x + 2). В результате факторизации во всех случаях получается произведение более простых объектов, чем исходный.
Целью факторизации является приведение объекта к «основным строительным блокам», например, число к простым числам, многочлен — к неприводимым многочленам. Факторизация целых чисел обеспечивается основной теоремой арифметики, а многочленов — основной теоремой алгебры.
Противоположностью факторизации полиномов является их расширение, перемножение полиномиальных факторов для получения «расширенного» многочлена, записанного в виде суммы слагаемых.
Факторизация целых чисел для больших чисел является задачей большой сложности. Не существует никакого известного способа, чтобы решить эту задачу быстро. Её сложность лежит в основе некоторых алгоритмов безопасности с открытым ключом шифрования, таких как RSA.
По основной теореме арифметики каждое натуральное число имеет единственное разложение на простые множители. Существует множество алгоритмов факторизации целого, с помощью которых можно факторизовать любое натуральное число до состава его простых множителей с помощью рекуррентных формул. Однако, для очень больших чисел эффективный алгоритм пока неизвестен.
futuraptor.com
Мобильная платформа Intel Atom
Опубликовано ноября 11, 2010 в Классификация и назначение ПК, Классификация ПК
Процессор Intel Atom изначально разрабатывался компанией Intel как основа для неттопов и нетбуков. Собственно, термины «неттоп» и «нетбук» появились в нашем лексиконе именно после анонсирования компанией Intel на форуме.
IDF 2008 в Шанхае процессоров Intel Atom. Тут нужно оговориться, что существует несколько вариантов процессоров Intel Atom, которые ориентированы на различные платформы: нетбуки, компактные настольные компьютеры (неттопы) и мобильные интернет-устройства (Mobile Internet Device, MID).
Одноядерный процессор Atom является самым миниатюрным среди разработок Intel. Площадь его кристалла — менее 25 мм (7,8 х 3,1 мм), при этом он содержит более 47 млн транзисторов. Архитектура данного процессора разработана с нуля (то есть он не является урезанным вариантом процессора Penryn). Микроархитектура Intel Atom с самого начала разрабатывалась для того, чтобы обеспечивать высокую производительность на 1 Вт потребляемой мощности. Тепловыделение этого процессора составляет 0,65-2,4 Вт, среднее энергопотребление — 160-220 мВт, а энергопотребление в состоянии простоя — 80-100 мВт.
При этом 32-битный процессор Intel Atom полностью совместим с набором инструкций IA-32 для процессоров семейства Core 2 Duo (набор инструкций IA-64 не поддерживается) и поддерживает виртуализацию, технологию Hyper-Threading (в результате чего каждое физическое ядро процессора операционная система воспринимает как два логических процессора) и расширение набора инструкций Digital Media Boost (SSE3).
Микроархитектура процессора основана на 45-нанометровом производственном процессе, использующем новые транзисторы с металлическим затвором и диэлектриком High-K. В микроархитектуре Intel Atom (Silvertftorne) реализованы функции управления питанием, такие как состояние ожидания Intel Deep Power Down (C6), технология Enhanced Intel SpeedStep, активное стробирование генератора тактовых импульсов, режим CMOS и Split I/O. Все эти новшества позволили оптимизировать энергопотребление и тепловыделение как в целом, так и в режимах ожидания, работы и пиковых нагрузок.
Тактовая частота процессора Intel Atom достигает 1,86 ГГц, а частота FSB составляет 533 МГц (для младших моделей процессоров — 400 МГц). При этом размер Ь2-кэша составляет 512 Кбайт. Таким образом, данный процессор является самым быстродействующим среди аналогов с уровнем потребления энергии ниже 3 Вт, благодаря чему пользователи смогут быстро загружать веб-страницы и применять новейшие веб-технологии, такие как Adobe Flash и JavaScript. Добавим, что все процессоры Atom, за исключением новой модели 330, рассчитанной на нетбуки, являются одноядерными.
Внимание
Периодически возникают слухи о скором выпуске двухъядерной модели, однако пока Intel явно не планирует допустить слишком сильного приближения процессоров Atom к более дорогим мобильным решениям — скажем, двухъядерным процессорам Arrandale.
Кроме самого процессора Atom для MID-усгройств, компания Intel анонсировала чипсет (системный контроллер-концентратор Intel System Controller Hub, Intel SCH), поддерживающий этот процессор. В совокупности процессор Atom для МID-устройств и контроллер SCH определяют ультрамобильную платформу Intel для MID-устройств, известную под кодовым наименованием Menlow.
Системный контроллер-концентратор Intel SCH — это одночиповое высокоинтегрированное решение с низким энергопотреблением, объединяющее в себе традиционные северный (GMCH) и южный (ICH) мосты чипсета. Контроллер Intel SCH поддерживает частоту системной шины (FSB) 400 и 533 МГц, включает интегрированное графическое ядро Intel GMA 500, одноканальный контроллер памяти DDR2, звуковую подсистему Intel HDA, два порта PCI Express xl, восемь портов US В 2.0 в режиме хоста (или семь портов US В в режиме хоста и один порт в режиме клиента), а также набор интерфейсов ввода-вывода (три порта SDIO/MMC) и контроллер РАТА для подключения жестких дисков. Контроллер памяти, интегрированный в чип Intel SCH, поддерживает только память DDR2-400 или DDR2-533 и позволяет адресовать максимально до 1 Гбайт памяти. Компания Intel представила три версии SCH: UL11L, US15L и US15W.
Как мы уже говорили ранее, платформа нетбуков включает процессор Atom N270 с чипсетом Intel 945 GSE или процессор Atom N280 с чипсетом GN40.
Аппаратная платформа неттопов несколько иная. Она содержит процессор Inlel Atom 230 или Atom 330 и чипсет Intel 945GC (южный мост ICH7) с интегрированным графическим контроллером Intel GMA 950.
Процессоры Intel Atom для неттопов имеют более высокое энергопотребление по сравнению с процессорами Atom для нетбуков. Кроме того, Atom 230 и двухъядерный Atom 330 не поддерживают технологию Intel SpeedStep, однако поддерживают использование 64-разрядных операционных систем. Процессоры же Atom N270 и Atom N280 могут применяться только с 32-разрядными ОС — в них отсутствует поддержка 64-битного режима, а также технологии виртуализации (Intel VT) и мультимедийных расширений SSE4.
Характеристики процессоров Intel Atom для мобильных устройств (MID) приведены ниже.
Все процессоры Intel Atom распаиваются на системной плате точно так же, как микросхема чипсета. То есть системная плата и процессор представляют собой единое целое, и пользователь не может купить процессор Atom отдельно от системной платы.
В семействе Intel Atom для неттопов имеется и двухъядерная модель Atom 330. Появление этого двухъядерного процессора летом 2008 года открыло новый этап в развитии неттопов. На осеннем форуме IDF 2008 компания Intel продемонстрировала системную плату D945GCLF2 для процессора Atom 330. Эта плата форм- фактора mini АТХ основана на чипсете Intel 945GC с интегрированным графическим контроллером Intel GMA 950. Плата имеет всего один слот для установки модуля памяти DDR2-533/667 максимальным объемом 2 Гбайт. Кроме того, она содержит один слот PCI, имеет интегрированный шестиканальный звуковой кодек, два порта SATA, один IDE-разъем и гигабитный сетевой контроллер. Также плата поддерживает до восьми портов USB 2.0 (четыре порта выведены на заднюю панель и имеют разъем S-Video).
Впрочем, впоследствии платформа компании Intel для неттопов на базе процессора Atom 330 оказалась мало востребованной производителями. Причина этого — появление конкурирующей платформы NVIDIA ION, которая получилась более функциональной и производительной.
В 2010 году Intel запускает в производство новую мобильную платформу Pine Trail, которая уже в конце I квартала должна заменить как старые «атомы» (Diamondville), так и еще более устаревший чипсет 945GSE. Понять, какие новшества принесет с собой данная платформа, можно из таблицы ниже.
Архитектура платформы Pine
Intel серьезно доработала чипсет, применив в нем решения, свойственные скорее моделям старших семейств (например, шину DMI). Несмотря на то что революционных перемен этот чипсет не несет, быстродействие новых систем явно должно вырасти — как минимум на 20-30 %. Особенно это будет заметно в мультимедийных приложениях и играх — прежде всего за счет замены графического ядра более новым. В отличие от своего предшественника, GMА 500 полностью поддерживает стандарт DirectX 9 (в том числе пиксельные и вершинные шейдеры версии 3.0, которые обрабатываются силами четырех шейдерных процессоров) и аппаратное декодирование видео. Хотя даже после этих доработок новый чипсет серьезно уступает конкурирующей платформе NVIDIA ION, выигрывая у нее разве что по ценовым показателям.
Понимая это, Intel предлагает производителям мобильных устройств в качестве дополнения видеочип Broadcom ВСМ70015. Он не только поддерживает на аппаратном уровне форматы AVC, Н.264, VC-1, WMV9 и MPEG-2, но и довольствуется меньшим энергопотреблением по сравнению с процессором NVIDIA.
Особо следует сказать о процессорах Atom нового поколения: они обзаведутся встроенным контроллером памяти и графическим ядром на одном чипе, что позволит снизить энергозатраты. Нетбуки на основе Pineview должны быть более холодными и отличаться большим временем работы от батарей (от 3 до 5 ч). В начале 2010 года будет выпущено как минимум два новых процессора.
dammlab.com
Ридберговские атомы для квантового компьютера
Есть вычислительные задачи практической важности, которые никогда не будут решены с помощью классических компьютеров, даже если мощность последних будет увеличена в миллиарды раз. Идея использовать для этих целей квантовые системы привела к появлению нового направления - квантовой информатики. Вопросами практической реализации квантовых вычислений в России занимаются ученые из новосибирского Института физики полупроводников СО РАН, изучающие взаимодействия атомов в высоковозбужденных состояниях (так называемых ридберовских атомов). Ультрахолодные атомы рубидия, для возбуждения которых используют лазеры с высокой частотой следования импульсов, могут применяться в качестве быстрых логических ключей квантового компьютера
Институт физики полупроводников СО РАН проводит экспериментальные исследования атомов в высоковозбужденных состояниях. Ожидаемое практическое их применение – в качестве быстрых логических ключей квантового компьютера.
Начало квантовой информатики связано с именами российского математика Юрия Манина и американского физика Ричарда Фейнмана, которые три десятилетия назад предложили использовать квантовые системы (группы микрочастиц с дискретным набором состояний) для вычислений применительно к моделированию молекулярной динамики и квантовых явлений.
Как базовый пример квантового вычислителя (компьютера) рассмотрим систему, состоящую из множества квантовых объектов, для каждого из которых возможны только два состояния, условно соотносящиеся с логическими значениями «ноль» и «единица». Такие объекты называют квантовыми битами, или кубитами, а состоящую из них систему – квантовым регистром. Классический бит в каждый момент времени достоверно находится только в одном из них, а кубит ведет себя так, как будто находится в обоих состояниях одновременно, поэтому можно говорить лишь о вероятности найти его в каждом состоянии.
Если кубиты взаимодействуют друг с другом, то их состояния оказываются перепутанными, и тогда измерение состояния одного кубита мгновенно изменяет состояние всех остальных. Возникающие вследствие этого особенности квантовых вычислений (например, параллелизм) определяют феноменальное превосходство квантового компьютера в решении некоторых математических задач, недоступных для традиционных ЭВМ (например, используемое в современной криптографии разложение очень больших чисел на простые множители или поиск в огромном неупорядоченном массиве данных).
Первые простейшие квантовые вычисления были продемонстрированы на органических молекулах с использованием техники ядерного магнитного резонанса в жидкости. Однако твердотельная основа квантового вычислителя легче реализуема, да и представляется наиболее естественной. На сегодняшний день в реализации простых квантовых алгоритмов наибольшие успехи достигнуты с одиночными ионами в электростатических ловушках. Однако подобным образом создать квантовый регистр большой емкости довольно трудно, поскольку заряженные ионы постоянно взаимодействуют друг с другом, а также с окружающими частицами, что способствует декогерентизации, т. е. разрушению квантового регистра.
Более перспективным в качестве кубитов квантового компьютера видится использование одиночных электронейтральных атомов. Пара долгоживущих подуровней сверхтонкой структуры основного состояния атома может играть роль двух состояний кубита, пригодных для длительного хранения информации. Управление квантовым состоянием может осуществляться последовательностью лазерных импульсов, а захваченные в созданную лазерным излучением оптическую решетку нейтральные атомы способны образовать квантовый регистр практически любого размера. Главное же их преимущество – возможность управлять межатомным взаимодействием путем лазерного возбуждения на высокоэнергетичные уровни. Высоковозбужденные состояния атома, называемые ридберговскими, обладают целым рядом уникальных свойств, включая большие времена жизни и способность чувствовать друг друга на значительном расстоянии. Переводя атомы из основного состояния в ридберговское и обратно, мы можем включать и выключать их взаимодействие.
Значительных успехов в реализации квантовых логических операций с отдельными атомами достигла группа ученых из американского университета Висконсин-Мэдисон, которым удалось выполнить инверсию состояния атома, что соответствует самой важной для построения универсального квантового компьютера управляемой операции «логическое отрицание» (Controlled logical NOT). Длительность последовательности лазерных импульсов, необходимых для ее выполнения, составила 7 мкс. Однако полный экспериментальный цикл (включающий подготовку кубитов и регистрацию состояний) длился около секунды, а это значит, что классический компьютер пока остается более быстродействующим.
Вопросами практической реализации квантовых вычислений в России занимаются ученые из Института физики полупроводников СО РАН (г. Новосибирск). Они проводят эксперименты с ультрахолодными атомами рубидия, для возбуждения которых в ридберговское состояние применяют лазеры с высокой частотой следования импульсов. Среди приоритетных достижений лаборатории следует отметить наблюдение электрически управляемого резонансного диполь-дипольного взаимодействия атомов. Здесь также разработана методика высокоскоростной регистрации числа атомов, возбуждаемых под воздействием каждого лазерного импульса в серии, независимо от остальных. С ее помощью планируется наблюдать эффект дипольной блокады, суть которого состоит в том, что при лазерном возбуждении ансамбля сильно взаимодействующих атомов только один его атом может перейти в ридберговское состояние. Это можно использовать для разработки квантовых схем быстрых логических ключей, поэтому в ближайшее время планируется детальное изучение этого эффекта.
Следующим этапом исследований должна стать реализация двухкубитового квантового фазового ключа в пространственно разнесенных дипольных ловушках. Ожидается, что в ходе этих экспериментов будет наблюдаться инверсия фазы композитной волновой функции, что необходимо для выполнения операции управляемого логического отрицания.
Задача реализации вычислений на квантовых компьютерах потребует еще немало усилий от ученых всего мира, но ее решение способно привести к значительному прогрессу не только в физике, математике, информатике, но и в науке в целом.
Литература
Манин Ю. И. Вычислимое и невычислимое. М.: Советское радио. 1980. 128 с.
Валиев К. А., Кокин А. А. Квантовые компьютеры: надежды и реальность. Ижевск: РХД. 2001. 352 с.
Jaksh D., Cirac J. I., Zoller P., Rolston S. L. et al. Quantum Gates for Neutral Atoms // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85. P. 2208.
Ryabtsev I. I., Tretyakov D. B., Beterov I. I., Entin V. M. Observation of the Stark-tuned Forster resonance between two Rydberg atoms // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 104. P. 073003.
Работа выполнена при поддержке грантов Президента РФ (MK-6386.2010.2), РФФИ (10-02-92624, 09-02-90427, 10-02-00133), РАН и фонда «Династия»
: 29 Сен 2010 , Чарлз Дарвин - великий популяризатор эволюционной идеи , том 34, №4scfh.ru
Процессоры Intel Atom > Тест/обзор > Процессоры > Компьютерный портал F1CD.ru
20 ноября 2008, Чистяков Виктор
Разработкой семейства процессоров Atom фирма Intel расширяет свое присутствие на активно развивающемся рынке компонентов для портативных компьютеров и мобильных интернет-планшетов (англ. MID – Mobile Internet Devices). Какие же бывают процессоры Atom? Чем они отличаются друг от друга и какие у них конкуренты? Об этом, собственно, мы сейчас и поговорим. Отдельные модели процессоров Atom предназначены для использования в сверхэкономичных бюджетных ноутбуках и настольных компьютерах. Такие компьютеры, обладая очень малым энергопотреблением и уменьшенными размерами при оптимальной стоимости, могут использоваться для просмотра видеофильмов и фотографий, общения в интернет, работы с электронной почтой, просмотра сайтов и в процессе обучения. Чтобы отличать такие устройства от традиционных настольных ПК и ноутбуков, Intel называет их netbooks и nettops.
Семейство процессоров Intel Atom разработано на основе архитектуры х86, используемой во всех процессорах для IBM PC совместимых компьютеров. Однако новые процессоры Intel не являются дальнейшим развитием существующих серий. Процессоры Atom разработаны на основе технологии RISC (англ. Reduced Instruction Set Command), предполагающей использование сокращенного набора исполняемых команд (инструкций), в отличие от традиционных CISC-процессоров (англ. Сomplex Instruction Set Command), работающих с полным набором команд.
Совершенствование технологий производства и оптимизация внутренней структуры процессоров в рамках существующей архитектуры х86 позволили достичь впечатляющего уровня производительности даже для систем бюджетного уровня. Одно из направлений совершенствования процессоров – усложнение внутренней структуры, для возможности выполнения сложных действий в рамках одной команды. Однако для декодирования таких команд требуются значительные аппаратные ресурсы, возрастает число тактов, необходимое для их отработки, увеличивается энергопотребление.
С другой стороны такие команды в исполняемом коде встречаются не часто и далеко не в каждой программе. Идея RISC-технологии основана на использовании ограниченного набора команд с коротким циклом исполнения (в идеале за один такт синхронизации). Аппаратная реализация такой архитектуры позволяет выполнять программный код с минимальными временными затратами, в идеальном случае одну команду – за один такт синхронизации. В конечном результате сокращается энергопотребление, появляется возможность снижать рабочие частоты, уменьшать размеры процессоров.
Вместе с тем сохранена совместимость с программами для CISC-процессоров. Отсутствующие в наборе процессоров команды исполняются после предварительного программного перекодирования их в поддерживаемые RISC команды. Что вполне оправдано при незначительном присутствии сложных команд в исполняемом программном коде.
Итак, в основе идеологии разработки Atom лежит использование сокращенного набора команд, что позволило, отказавшись от размещения на кристалле чипа ряда регистров и других узлов, существенно сократить общее количество используемых транзисторов, значительно снизить энергопотребление. Процессор Atom в настоящее время является самым компактным и экономичным процессором компании Intel, производится на основе 45-нанометровой технологии под сокеты BGA и FCBGA. А в следующем году по заявлению руководителей компании процессор Intel Atom станет первым чипом, производимым с использованием техпроцесса в 32 нанометра.
В настоящее время Intel производит две серии процессоров Atom. Первая, основанная на ядре Silverthorne, называется Z (процессоры Z500-Z540) и предназначена для использования в мобильных устройствах с возможностью подключения к интернет (MID). Для совместного использования с этими процессорами разработаны чипсеты: UL11L, US15L, US15W.
Вторая серия на ядре Diamondville включает модели: Atom N270, Atom 230 и Atom 330, используется для разработки экономичных настольных систем (так называемых Nettop) и сверх экономичных бюджетных ноутбуков (Netbook). Большая часть процессоров (за исключением модели Atom 330) пока являются одноядерными.
В таблице представлены основные характеристики процессоров Intel Atom, все Atom имеют кэш-память L1 объемом 56 кбайт, из которых 32 кбайт отведено под кэш инструкций, а 24 кбайт для данных. Все процессоры Atom исполняют 32-битный код и поддерживают дополнительные наборы инструкций MMX, SSE, SSE2, SSE3 и SSSE3, а также технологию Hyper-Threading, позволяющую исполнять два параллельных потока команд.
| Номер модели | Частота, МГц | FSB, МГц | Кэш L2, Мбайт | TDP, Вт |
| Atom 230 | 1600 | 533 | 512 | 4 |
| Atom 330 | 1600 | 533 | 1 000 | 8 |
| Atom N270 | 1600 | 533 | 512 | 2,5 |
| Atom Z500 | 800 | 400 | 512 | 0,65 |
| Atom Z510 | 1100 | 400 | 512 | 2 |
| Atom Z520 | 1333 | 533 | 512 | 2 |
| Atom Z530 | 1600 | 533 | 512 | 2 |
| Atom Z540 | 1866 | 533 | 512 | 2,4 |
Процессоры на ядре Diamondville, являясь 64-разрядными, поддерживают и 32-битный, и 64-битный код. Наиболее производительный на сегодня Atom 330 работает на частоте 1,6 ГГц (при частоте FSB – 533 МГц), на каждое из ядер приходится по 512 кбайт кэш-памяти L2. С целью снижения энергопотребления и увеличения времени автономной работы в процессорах использованы технологии Enhanced Deeper Sleep и Enhanced Intel SpeedStep. При отсутствии активности процессора Enhanced Deeper Sleep позволяет перемещать данные из кэш-памяти в системную.
Усовершенствованная технология Enhanced Intel SpeedStep использует несколько изменяемых значений тактовой частоты и напряжения питания ядра процессора. Таким образом, обеспечивается гибкость оптимизации энергопотребления и производительности. Процессоры Atom настолько экономичны, что большая часть общего энергопотребления компьютеров приходится на долю чипсета и прочих периферийных устройств. Поэтому оптимизация энергопотребления этих компонентов предстоящая задача для разработчиков Intel.
Intel, первой предложившая платформенный подход, предполагающий разработку полного комплекта компонентов для ноутбуков, придерживается этого принципа и для процессоров Atom. Серия процессоров для ноутбуков продвигается в рамках бренда Centrino. А существующий на сегодня набор компонентов для разработки MID и других портативных устройств объединен в платформе Menlow.
В настоящее время вполне успешными конкурентами для процессоров Atom могут быть чипы сразу от трех производителей. В сегменте бюджетных и энергоэкономичных ноутбуков достойным конкурентом выглядит процессор Isaya от корейской фирмы VIA. В июне 2008 года известнейший производитель графических процессоров фирма nVidia представила свой процессор для мобильных систем под названием Tegra. Процессор предназначен для использования в составе КПК, мобильных телефонов, игровых и GPS систем, заявленное энергопотребление Tegra ниже, чем у Atom.
Основной конкурент Intel – компания AMD успешно развивает свою мобильную платформу на основе процессора Geode, оптимизированного для использования в экономичных бюджетных ноутбуках, ультрамобильных портативных компьютерах (UPMC).
В начале следующего появится линейка процессоров Atom c улучшенными показателями. Еще более упрочить позиции Intel в соперничестве с конкурентами должна новая мобильная платформа под называнием Moorestown, в рамках которой уже в следующем году появится очередное поколение процессоров с целым рядом серьезных, усовершенствований. В состав процессора будет интегрировано графическое ядро и одноканальный контроллер памяти DDR2. На основе таких чипов можно будет создавать однокристальную компьютерную систему SOC (англ. system-on-chip).
Объединение функций сразу нескольких микросхем в одной позволит еще более снизить потребляемую мощность, которая станет на порядок меньше аналогичного параметра для платформы Intel Atom.
Рекомендуем также почитать
- Компания Intel
www.f1cd.ru
