Поколения ЭВМ
<<  Поколения персональных компьютеров Эволюция ЭВМ  >>
Что такое оптоинформатика
Что такое оптоинформатика
Оптоинформатика
Оптоинформатика
Перспективы развития компьютерных и информационных технологий
Перспективы развития компьютерных и информационных технологий
Первый компьютер
Первый компьютер
Основатели цифровой компьютерной техники
Основатели цифровой компьютерной техники
ENIAC – первый цифровой ламповый компьютер
ENIAC – первый цифровой ламповый компьютер
Итаниум2 (2003)
Итаниум2 (2003)
Цифровой оптический процессор
Цифровой оптический процессор
Поколения компьютерной техники
Поколения компьютерной техники
Основные даты элементной базы компьютерной техники
Основные даты элементной базы компьютерной техники
Первая планарная интегральная схема
Первая планарная интегральная схема
Прогноз Гордона Мура
Прогноз Гордона Мура
Прогноз Гордона Мура в 1975 г.
Прогноз Гордона Мура в 1975 г.
Закон Мура для числа транзисторов
Закон Мура для числа транзисторов
Закон Мура для тактовой частоты
Закон Мура для тактовой частоты
Термодинамический предел по мощности элементарной логической ячейки
Термодинамический предел по мощности элементарной логической ячейки
Передаточная кривая КМОП транзистора
Передаточная кривая КМОП транзистора
Квантовый предел по мощности элементарной логической ячейки
Квантовый предел по мощности элементарной логической ячейки
Ограничение, связанное с отводом тепла от элементарной ячейки
Ограничение, связанное с отводом тепла от элементарной ячейки
Фундаментальные пределы современной компьютерной техники
Фундаментальные пределы современной компьютерной техники
Влияние емкостных характеристик кремниевого микрочипа
Влияние емкостных характеристик кремниевого микрочипа
Технологическая зависимость относительной величины емкости
Технологическая зависимость относительной величины емкости
Задержка сигнала при распространении по микрочипу
Задержка сигнала при распространении по микрочипу
Мощность
Мощность

Рост потерь в полупроводниковых процессорах
Рост потерь в полупроводниковых процессорах
Проблема отвода тепла от микрочипа
Проблема отвода тепла от микрочипа
Основные ограничения
Основные ограничения
Пределы современной компьютерной техники
Пределы современной компьютерной техники
Вероятный ход зависимости закона Мура
Вероятный ход зависимости закона Мура
Контрольные вопросы
Контрольные вопросы
Презентация «Перспективы развития информационных технологий». Размер 1888 КБ. Автор: .

Загрузка...

Перспективы развития информационных технологий

содержание презентации «Перспективы развития информационных технологий.ppt»
СлайдТекст
1 Что такое оптоинформатика

Что такое оптоинформатика

Что такое оптоинформатика? «Оптоинформатика» -область науки и техники, связанная с исследованием, разработкой, созданием и эксплуатацией новых материалов, технологий, приборов и устройств, направленных на передачу, прием, обработку, хранение и отображение информации на основе оптических технологий.

2 Оптоинформатика

Оптоинформатика

учебный курс ОПТОИНФОРМАТИКА. Пути развития информационных технологий: пределы электронной техники и их преодоление на основе оптических альтернатив; основные источники излучения в оптоинформатике: принципы работы полупроводниковых лазеров, лазеры на гетероструктурах, лазеры и усилители на основе квантоворазмерных эффектов, вертикально-излучающие полупроводниковые лазеры, волоконные лазеры и усилители, планарные лазеры и усилители; передача информации в оптических линиях связи: формирование, распространение, поглощение и дисперсия световых импульсов в волоконно-оптических линиях, спектральное и временное уплотнение информационных потоков, элементная база оптических линий связи, передача оптических сигналов в атмосфере и космосе;

3 Перспективы развития компьютерных и информационных технологий

Перспективы развития компьютерных и информационных технологий

Лекция 1. Перспективы развития компьютерных и информационных технологий Фундаментальные физические пределы кремниевой технологии. Пределы электронной компьютерной техники.

4 Первый компьютер

Первый компьютер

Первый компьютер. 1834 г. Машина Баббиджа 25 тыс. деталей 17470 ф.с. Чарлз Баббидж (1791-1871).

5 Основатели цифровой компьютерной техники

Основатели цифровой компьютерной техники

Основатели цифровой компьютерной техники. Джон Фон Нейман (1903-1957) Electronic Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC). Норберт Винер (1894 – 1964).

6 ENIAC – первый цифровой ламповый компьютер

ENIAC – первый цифровой ламповый компьютер

ENIAC – первый цифровой ламповый компьютер electronic numerical integrator and computer 1944. 18000 электронных ламп 70000 резисторов 160 кВт потребляемая мощность. John Presper Eckert. John Presper Eckert (1919-1995) John W. Mauchly (1907-1980),

7 Итаниум2 (2003)

Итаниум2 (2003)

Итаниум2 (2003). 220 000 000 транзисторов 1.7 ГГц.

8 Цифровой оптический процессор

Цифровой оптический процессор

Цифровой оптический процессор EnLight – 256 2003. 8000 GMAC.

9 Поколения компьютерной техники

Поколения компьютерной техники

Поколения компьютерной техники. Механические машины (до 1940 г.) Компьютеры на вакуумных электронных лампах (1943 – 1959 г.г.) Транзисторные компьютеры (1959 – 1968 г.г.) Компьютеры на интегральных схемах (1969 – 1977 г.г.) Комьютеры на больших интегральных схемах (1978 – 2003 г.г.) Цифровые оптические компьютеры (1990 г. – до наст. времени) Фотонно-кристаллические компьютеры? Биокомпьютеры?

10 Основные даты элементной базы компьютерной техники

Основные даты элементной базы компьютерной техники

Основные даты элементной базы компьютерной техники. Электронный компьютер 1947 – открытие транзистора (Бардин, Браттейн, Шокли) 1958 – интегральная схема (Джек Килби) 1978 – большая интегральная схема (Интел) Цифровой оптический компьютер 1984 – оптоэлектронная логическая ячейка (Белл) 1994 – акусто-оптическая матрица (Оптиком).

11 Первая планарная интегральная схема

Первая планарная интегральная схема

Первая планарная интегральная схема 1961 г. 25 мкм.

12 Прогноз Гордона Мура

Прогноз Гордона Мура

Прогноз Гордона Мура в 1965 г. N = exp(X – 1959)-1. N – число компонентов на интегральной схеме X – года Удвоение числа компонентов каждый год.

13 Прогноз Гордона Мура в 1975 г.

Прогноз Гордона Мура в 1975 г.

Прогноз Гордона Мура в 1975 г. Число транзисторов. Данные 1965 г. Данные 1975 г. Прогноз.

14 Закон Мура для числа транзисторов

Закон Мура для числа транзисторов

Закон Мура для числа транзисторов с 1970 по 2007 г.г. 1 миллиард транзисторов в 2007 г. N = exp[(X-1975)*0.35 + 9] (1975…2003).

15 Закон Мура для тактовой частоты

Закон Мура для тактовой частоты

Закон Мура для тактовой частоты. Можем ли мы ожидать в 2020 г. электронный процессор с тактовой частотой 100 ГГц?

16 Термодинамический предел по мощности элементарной логической ячейки

Термодинамический предел по мощности элементарной логической ячейки

Термодинамический предел по мощности элементарной логической ячейки.

17 Передаточная кривая КМОП транзистора

Передаточная кривая КМОП транзистора

Передаточная кривая КМОП транзистора. Эксперимент. Выходное напряжение (В). Теория. Входное напряжение (В).

18 Квантовый предел по мощности элементарной логической ячейки

Квантовый предел по мощности элементарной логической ячейки

Квантовый предел по мощности элементарной логической ячейки. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

19 Ограничение, связанное с отводом тепла от элементарной ячейки

Ограничение, связанное с отводом тепла от элементарной ячейки

Ограничение, связанное с отводом тепла от элементарной ячейки. Vs ~ 107 см/с. Q – тепловой поток, Дж/с. А - площадь. К – коэффициент теплопроводности. Vs – скорость носителей, td – время переключения. Р – мощность, отводимая от ячейки.

20 Фундаментальные пределы современной компьютерной техники

Фундаментальные пределы современной компьютерной техники

Фундаментальные пределы современной компьютерной техники. Зависимость мощности, затрачиваемой на одно переключение, от времени переключения. *. Мощность, Вт. Время переключения.

21 Влияние емкостных характеристик кремниевого микрочипа

Влияние емкостных характеристик кремниевого микрочипа

Влияние емкостных характеристик кремниевого микрочипа. Энергия на зарядку емкости микрочипа. С – емкость остается практически неизменной от технологии U – напряжение на микрочипе не может быть меньше 0.1 В (0.5…1 В) R – сопротивление увеличивается с уменьшением характерного размера микрочипа и ростом тактовой частоты. Время на зарядку RC цепи микрочипа. Рассеиваемая мощность будет расти с уменьшением характерного размера микрочипа.

22 Технологическая зависимость относительной величины емкости

Технологическая зависимость относительной величины емкости

Технологическая зависимость относительной величины емкости между двумя проводящими структурами микрочипа. Емкость. Минимальное расстояние. Двойное расстояние. Технология, нм.

23 Задержка сигнала при распространении по микрочипу

Задержка сигнала при распространении по микрочипу

Задержка сигнала при распространении по микрочипу вследствие перезарядки. Задержка, нс. Технология, нм.

24 Мощность

Мощность

Мощность, Вт. Время переключения. Верхние кривые отражают предел кремниевой технологии по отводу тепла, нижние кривые – по расходу энергии на перезарядку RC цепей в микрочипе.

25

26 Рост потерь в полупроводниковых процессорах

Рост потерь в полупроводниковых процессорах

Рост потерь в полупроводниковых процессорах. Мощность, Вт. Активные. Пассивные.

27 Проблема отвода тепла от микрочипа

Проблема отвода тепла от микрочипа

Проблема отвода тепла от микрочипа. Плотность мощности, Вт/см2. Поверхность Солнца. Сопло ракеты. Ядерный реактор. Утюг.

28 Основные ограничения

Основные ограничения

Основные ограничения: С ростом числа элементов увеличивается электрическая емкость системы и препятствует увеличению тактовой частоты Увеличение числа элементов приводит к росту числа межсоединений и, соответственно, к увеличению времени задержки прохода сигнала между макроструктурами процессора С ростом тактовой частоты растет сопротивление, что приводит к нагреву систему и проблеме отвода тепла (при охлаждении солями тяжелых металлов – 103 Вт/см2) Оценки показывают, что максимум тактовой частоты при кремниевой технологии – 30…40 ГГц.

29 Пределы современной компьютерной техники

Пределы современной компьютерной техники

Пределы современной компьютерной техники. (e). (d). Мощность, Вт. Время переключения. 6.

30 Вероятный ход зависимости закона Мура

Вероятный ход зависимости закона Мура

Вероятный ход зависимости закона Мура.

31 Контрольные вопросы

Контрольные вопросы

Контрольные вопросы. 1.Определение оптоинформатики 2. Основные даты компьютерной техники 3. Поколения компьютерной техники 4. Прогноз Г.Мура 5. Термодинамический предел электронной ячейки. 6. Квантовый предел электронной ячейки. 7. Проблема отвода тепла. 8. График фундаментальных пределов 9. Влияние емкостных характеристик 10. Влияние задержки сигналов. 11. Пределы кремниевой технологии 12. Вероятный ход зависимости Г.Мура.

«Перспективы развития информационных технологий»
Сайт

5informatika.net

115 тем
5informatika.net > Поколения ЭВМ > Перспективы развития информационных технологий.ppt