チップ上のシステム:時計から大型戦闘ロボットまで

最初から



昔、1958年にジョンマッカーシーがLISPと呼ばれるリスト処理言語を書いていました。 彼は人工知能を作成するのが好きで、適切な言語が必要だったので書いた。



それ以来、もちろん進歩はありましたが、人工知能はまだありません。 脳のような複雑なシステムをどのように設計し作成することができるのか理解していないし、私だけが自分の心を落ち着かせてくれない。これまでのところ、人類の歴史の中でこの偉大なを作る方法を誰も理解していない。 しかし、結局のところ、彼らはサイボーグを作成し、最終的に作成します。







人工知能を作成するとき、1つのLispは十分ではありません。何かで実行する必要があり、鉄も静止しません。 さらに、私の意見では、進歩がより顕著であるのはここです。 実際の部分と理論的な部分の進歩を比較しようとするときは常にそうです。



鉄を使って、人々はSystem On a Chip(SoC)と呼ばれるスマートなものを思いつきました。 プロセッサ自体とプロセッサは、チップ上とチップ上にあるように見えますが、動作の原理からは、ほとんど脳に見えます。 それ(脳)はチップ上の生物学的システムです:私たちの脳には、中央処理装置、グラフィック処理装置、メモリ管理モジュール、および短期と長期の両方のメモリ自体、および入出力システムがあります。



私たちが知っているように、トランジスタのおかげで回路のブレークスルーが起こりましたが、1978年にIntelが私たちの幸せなプレゼントの前駆体である8086プロセッサをリリースした新しい段階が始まりました(ところで、それはもともとは信号機を制御することができたが、コンピュータ) しかし、Intelがチップ上で最初のシステムを作成する2年前には、さらに興味深いことになりました。 それは「単なる」電子Microma LCD時計でした (写真とのリンク)。 そして、内部にはIntel 5810 CMOSチップと呼ばれるチップシステムがありました。







クロックの進歩は止まらず、技術プロセスは改善および改善され、トランジスタはますます小さくなりました。 大きな真空管の代わりに、1.5〜1マイクロメートルの技術で作られたトランジスタが登場しました( 200個を一列に並べると、ライン上で1ミリメートルかかるだけです)。 1985年、IntelはIntelでこの技術を使用して第3世代のプロセッサ80386を作成しました(ところで、80386がIntelだけでなくAMD​​によってもリリースされたことをご存知ですか?:))。 1990年の386SLモデルも注目に値します。1つのチップに、プロセッサ、バスコントローラー、操作可能および外部キャッシュメモリのコントローラーを組み合わせています。 そして1995年に386EXが登場し、そのクリスタルに割り込みコントローラー、タイマー、カウンター、およびファームウェアとチップの品質管理にまだ使用されているJTAGテストロジックが配置されました。 その重要性は低いものの、今日の標準では25 MHzであるため、 386EXプロセッサ衛星組み込まれています。 軌道上のクリスタル上のそのようなシステムは判明しました。







2007年、Intelはコード名Tolapaiと名付けられた次のIntel SoCソリューションEP80579を発表しました 。 周波数が600 MHzから1200 MHzのプロセッサ、メモリコントローラー、およびI / Oコントローラーが1つのチップに組み合わされ、ハードウェア暗号化用のQuickAssistがチップの一部のバリエーションのキラー機能として配置され、たとえばvpnソリューションで使用されました。 IntelのWebサイトには、私が本当に気に入った優れたプレゼンテーションがあります(まあ、普通の人がどれだけプレゼンテーションを好むのか)。







Intelのチップ上の最新のシステムは、32nmテクノロジーを使用して作られており 、コードネームMedfieldと呼ばれるAtom Z2460と呼ばれています。 すでに今日メッドフィールドでプロトタイプのスマートフォンがあり、それについて最近良い投稿が書かれており、すぐに発売される予定です。







モダニティ



チップ上のシステムは決して簡単ではなく、すでに複数あります。 たとえば、チップ上にマルチプロセッサシステムがあります。 チップオンネットワークと呼ばれるSoCの特殊なケースがあります。現在の技術プロセスでは、ネットワークPCIカードを作成する必要はなく、マザーボード上の小さなチップで十分です。 また、 チップ上無線は、単一のチップ上で受信機と送信機の両方を組み合わせており、以前のソリューションと比較して非常に小さなスペースを占有します。



ユーザーの観点から見ると、SoCには特別なものはありません。 かつては、たくさんのカラフルなピースのある大きなボードがありましたが、今ではこれらのカラフルなピースはほとんどありません。 大きな違い。 しかし、利点は明らかです:すべてが単一の結晶内にあるという事実のために、エネルギー消費が大幅に削減されます(これはモバイルおよび自律ソリューションにとって特に重要です)、熱放散、つまり、受動冷却または弱い冷却器で対処できることを意味します。 まあ、価格は時間とともに低くなりますが、これも常に良いことです。



メーカーはそれほど単純ではありません。 何かが複雑になるほど、何かをするのが難しくなります。 これが他の小さなものである場合、それを行うのは簡単ではありません。 SoCは、従来全体的にマザーボード全体に広がる多くの完全に異なるものを組み合わせているため、作業中に互いに干渉しないように、小さなパッケージに多数の異なる種類のコンポーネントを配置できる独自の設計アプローチが必要です。



より高いレベルの技術プロセスに移行するときに必然的に発生する欠陥の割合の増加は、設計の難しさに追加されます。 ただし、インテルはすでにFab42ファクトリーを構築しています。この工場では、「アンティディルビア」の32nmプロセステクノロジーではなく、14nmのプロセッサーを製造します。 SoCでは、さらに多くのトランジスタを配置することが可能になり、その結果、パフォーマンスが向上します。 その後、従来のマイクロプロセッサで何が起こるか、考えるのは怖いです。 ムーアの法則に注意してください!



もちろん、Intelはチップ上のシステムの唯一のメーカーではありません: それらの非常に多くがあり 、その中にはAtheros、ARM Holdings、Broadcom、Marvell Technology Group、Nokia、NVIDIA、Qualcomm、Sharpなどの有名ブランドがあります。



近い将来



マイクロプロセッサが真空管に取って代わったように、チップ上のシステムは最新のマイクロプロセッサに取って代わります-それは時間の問題です。 そして、そこを見ると、彼らはターミネーターを集めます。



SoCは、たとえば腕時計など、あらゆる場所ですでに使用されています。 しかし、今は誰が時計を着ていますか? スマートフォンでよく見ます。 Android、Meego、またはiOSで動作する場合は、内部にチップシステムがあります。 ルーターまたはadsl-modemを見てください-そしてそこに、SoCの内部があります。 プレーヤー? そしてその中にも。 はい、すべてのマイクロコントローラー(および私たち全員が愛するarduinka)は、システムオンチップです。



SoCはどこにでもあります。 高性能を必要としないデバイスのニッチを占有しますが、これは時間の問題です。 重いラップトップを持ち歩く必要がなくなる日が来るのを楽しみにしています(いいえ、コンピューターをクラウドに入れたくないのです)。携帯電話、Bluetooth経由で接続するキーボード、WiDi経由のモニター、そしてこのパフォーマンスを手に入れます。すべてに十分な電話を用意します。



All Articles