Pull to refresh

Консервативная логика

System Programming *
Вооруженные жидким азотом оверклокеры неоднократно показывали, что современные чипы могут стабильно работать на частотах в разы выше номинальных, обеспечивая соответствующий рост производительности. Тем не менее, прогресс в области «гонки гигагерц» остановился давно и надежно. Первый «Pentium 4» с частотой больше 3 ГГц появился в далеком 2002 году, почти 10 лет назад. За прошедшие годы нормы техпроцессов уменьшились со 180 до 32 нм, но даже это не позволило существенно поднять штатные рабочие частоты. Все упирается в огромное тепловыделение элементов цифровой логики.

В основе «проблемы тепловыделения» лежит глубокая связь между информационной и термодинамической энтропией, а также второе начало термодинамики, запрещающее уменьшение общей энтропии замкнутой системы. Любое вычисление, уменьшающее энтропию информационную, обязано приводить к увеличению энтропии термодинамической, то есть к выделению тепла. Рольф Ландауэр в 1961 году показал [pdf], что уничтожение одного бита информации должно приводить к выделению не менее k∙T∙ln 2 джоулей энергии, где k – постоянная Больцмана и T – температура системы. Само по себе эта энергия невелика: для T=300K она составляет всего 0.017 эВ на бит, но в пересчете на процессор в целом суммарная энергия вырастает уже до величин порядка одного Джоуля за каждую секунду работы, то есть порядка одного Ватта [Компьютерра №538]. На практике этот теоретический минимум умножается на ненулевое сопротивление и прочие неидеальности реальных полупроводников. В результате мы получаем процессоры, которые по тепловыделению обгоняют утюги.
Читать дальше →
Total votes 116: ↑112 and ↓4 +108
Views 19K
Comments 40

Перспективы развития центральных процессоров

Computer hardware
Семьдесят лет назад, в 1941 году, был создан первый программируемый компьютер. С тех пор утекло немало воды, и сейчас компьютеры окружают нас повсюду. Многие аспекты устройства компьютеров сильно эволюционировали, многие, напротив, ничуть не изменились по сути. В частности, не изменился и, вероятно, никогда не изменится сам принцип работы центральных процессоров — алгоритмическая модель. Хорошо понятны физические ограничения этой модели, и соответственно, отчётливо виден предел развития центральных процессоров в смысле их быстродействия. Технологически до этого потолка ещё довольно далеко: несколько десятилетий развития и несколько порядков быстродействия. Но это не должно помешать нам всерьёз подумать, какими же будут процессоры на пороге предела их скоростного развития.
Читать дальше →
Total votes 110: ↑102 and ↓8 +94
Views 12K
Comments 63

«Иная» логика и обратимые вычисления

Abnormal programming *Algorithms *Mathematics *
Sandbox
камень-ножницы-бумага (на ауребеш) В конце прошлого года Google Translate к выходу нового эпизода «Звёздных войн» добавил поддержку «Галактического языка» Ауребеш. Правда оказалось, что при выборе этого языка просто происходит перевод на английский. Если использовать Chrome или Firefox, то появляется шрифт, в котором вместо латиницы подставлены символы ауребеш, ну а в IE без особых хитростей выводится английский текст.

Начал вспоминать другие примеры создания «языков чужаков». Например, язык Клингонов из «Звёздного пути» тоже основан на латинице, но при этом достаточно проработан, имеет свой синтаксис и словарь. Языки народов Средиземья из «Властелина колец» – вообще отдельная история.

А ещё существуют такие языки, как Линкос, специально разработанный Гансом Фройденталем для межпланетного общения и основанный на предположении, что математика является универсальным языком общения для любых разумных существ.
Читать дальше →
Total votes 20: ↑17 and ↓3 +14
Views 21K
Comments 13