Смартфоны, планшеты и прочие мобильные гаджеты приучили нас к такой схеме: есть чип, на котором должно поместиться всё — центральный процессор, графический, нейронный, всякие сигнальные процессоры, Wi-Fi и прочее. Такая компоновка называется SoC или система на кристалле, или однокристальная система.

И кажется, что это самый правильный метод компоновки микросхем. Ведь так мы получаем самые маленькие задержки, всё занимает меньше места, меньше потребляет энергии и так далее. Но что хорошо для мобильника, не всегда хорошо для компьютера. Поэтому сегодня мы поговорим про серых кардиналов печатных плат — про чипсеты.

Что это такое? И сколько их нужно для счастья? Разберемся, как устроены процессоры для компьютеров. Отыщём куда с материнской платы пропали мосты? И выясним как быстрые SSD повлияли на процессоры.

Один чип не всегда хорошо

Так почему же один чип — не всегда хорошо? В отличие от мобильников, ПК и ноутбуки куда более сложные и универсальные устройства. Мы ожидаем что, процессор в компьютере будет поддерживать любые видеокарты и прочие железки. Мы ожидаем, что сможем подключить к компьютеру кучу разной периферии: мониторы, клавиатуры, флешки, жесткие диски — и всё это будет работать через разные порты.

С мобильниками всё попроще и куда более предсказуемо. Поэтому мобильные платформы проще сами по себе. От них не требуется поддержка всего и вся, поэтому всё на один кристалл.

Яркий тому пример чип Apple M1, выросший из мобильной платформы. Это прекрасная, плотно интегрированная однокристальная система, но с рядом ограничений. Вся оперативка распаяна, а из разъемов есть только два USB4 и те работают не на полной скорости. Как понимаете такое решение не тянет на универсальность.

Поэтому в ПК и ноутбуках вместо того, чтобы запихивать всё на один кристалл куда разумнее распределить ключевые функции между несколькими чипами, которые будут работать совместно с центральным процессором.

Собственно, набор вот этих дополнительных чипов помощников и называется чипсетом.

Intel TigerLake H45

Для начала небольшое вступление. Поводом для ролка послужил выход новых процессоров Intel для ноутбуков Tiger Lake-H.

Это первые действительно мощные ноутбучные процессоры Intel на их лучшем на текущем момент техпроцессе 10 нм SuperFIN.

Дело в том, что прошлогодние процессоры уже были очень хороши по одноядерной производительности. Но они проигрывали решениям от AMD в многопотоке, потому что поддерживали максимум 4 ядра и 8 потоков. Но теперь Tiger Lake-H — 8-ядерные процессоры, которые очень мощные, судя по тестам, которые мы поглядели в сети. Это неудивительно: удачная архитектура ядра Willow Cove, 24 МБ кэша 3-го уровня, и возможность разгоняться до 5 ГГц в режиме Turbo Boost для старшего процессора в линейке.

В общем, зверские процессоры, но помимо мощности у них есть еще одна особенность. Очень любопытная двухчиповая компоновка, о которой мы и хотим рассказать подробнее.

Откуда это взялось?

Северный и южный мост

Раньше среди компьютерных платформ самым распространённым было трехчиповое решение: центральный процессор и два моста.

Вы наверняка помните какие: северный мост и южный мост. И наверняка, вы помните ту боль, когда какой-то из этих мостов сгорал. Ведь в этом случае нужно было менять всю материнскую плату. Ведь северным и южным мостом назвали два контроллера, которые отвечали за работу всех компонентов материнской платы. Зачем они были нужны?

Северный мост подсоединяется напрямую к процессору и обычно содержал в себе контроллер памяти, имел прямой доступ к графической карте или даже имел на борту встроенный видеоадаптер.

А также к северному мосту был подключен южный мост. Южный мост был медленнее северного и к нему подводилась менее требовательная к скорости периферия: шины USB, PCI, SATA, все устройства ввода-вывода, Ethernet, аудио и прочее.

PCH

Но прогресс не стоял на месте и в процессе миниатюризации компонентов схему сократили до двух чипов. Распределив все функции между чипом с центральным процессором и чипсетом, который в процессорах Intel получил название “Platform Controller Hub» или PCH.

Вот этот второй кусок кремния который часто красуется рядом с центральным процессором и есть PCH. Хотя он может быть распаян и в другом месте где-то на материнской плате.

TigerLake H45

Но самое интересное во всём этом рассказе не то, что чипов было три, а стало два. А то какие функции эти чипы теперь выполняют. Ведь в последнее время требования к современным процессорам усложнились и сильно изменились. И во многом виной тому консоли нового поколения.

Вот посмотрите как устроены новые процессоры Intel для мощных ноутбуков Tiger Lake H.

К ЦП тут напрямую подходят целых 20 линий PCI-e 4.0, которые обеспечивают пропускную способность чуть больше чем в 39 Гигабайт/с. И это очень много. По скорости это равно 40 линиям PCI-e 3.0. И это гораздо больше новый AMD Ryzen 5000 серии, которые располагают только 16-ю линиями PCI-e 3.0. Но зачем нужна такая скорость?

“Чтобы раскрыть потенциал максимально производительных видеокарт. Топовые Nvidia RTX требуют PCI-E 4.0 для того чтобы пропускная способность интерфейса подключения не стала узким местом”

В первую очередь, для реализации двух очень важных технологий: Microsoft DirectStorage и Resizable Bar от Nvidia.

Технология DirectStorage позволяет значительно ускорить операции ввода вывода информации с быстрых SSD-дисков. Грубо говоря благодаря этой технологии появляется возможность напрямую подгружать данные с SSD-дисков в процессор, минуя оперативную память и используя SSD вместо ОЗУ.

Изначально технология была представлена как часть архитектуры Xbox Velocity для новых консолей. Она позволяет максимизировать производительность на протяжении всего конвейера от NVMe-диска до графического процессора и в первую очередь нужна для молниеносной загрузки игр и подгрузки игровых ассетов на лету.

Но в ближайшем будущем DirectStorage API станет частью Windows, что позволит прокачать не только игры на Windows, но и загрузку самой Windows, да и вообще любого софта, который будет поддерживать этот API.

DirectStorage тесно связана с другой технологией — Resizable Bar от Nvidia, которая позволяет процессору обращаться ко всему объёму видеопамяти обеспечивая более эффективный обмен данными между центральным процессором и видеокартой.

Иными словами эти технологии позволят крутить данные между SSD, центральным и графическим процессорами с максимальной эффективностью, превращая всю эту связку в единый организм.

И новые Intel TigerLake серии H в этом плане дают огромную свободу. Производители ноутбуков могут придумывать любые конфигурации для разных задач. Могут выделить 16 линий PCI-e 4.0 под дискретную видеокарту и оставить 4 линии для NVMe SSD. Либо пойти другим путём — оставить 8 линий видеокарте, а остальные 8 линий разделить между двумя NVMe SSD в массиве RAID 0, что позволит обеспечить просто запредельные скорости работы SSD.

Проверим как это работает на практике прямо сейчас. У меня для теста есть ASUS ROG Zephyrus M16 в конфигурации Intel i7-11800H. Это как раз 8-ядерный Tiger Lake-Р. Еще тут 16ГБ оперативки, SSD на 1 ТБ.

• Дисплей 16″ WQXGA 165Hz
• Intel i7-11800H
• GeForce RTX™ 3060 6G
• ОЗУ 16G
• 1T SSD

Скорости тут действительно очень высокие. Но при желании в ноутбуке этот показатель можно увеличить в два раза, добавив второй SSD в свободный слот и объединить их в RAID 0. Новым консолям такие скорости даже и не снились.

Ну и самое неожиданное в новых Intel TigerLake: ко второму чипу PCH проведено еще 36 линий PCI-e 3.0, из них 12 выделено под USB и 24 свободных. Это позволяет реализовать вообще свободное подключение вообще любой переферии. Иными словами в ноутбуках с Tiger Lake-H можно хоть всё свободное место на корпусе утыкать разными портами. Можно одновременно воткнуть четыре Thunderbolt 4 порта, 10 USB 2.0 или 4 USB 3.0 и еще кучу всего.

К примеру, посмотрите, на разъёмы в этом ноуте. Тоже совсем не кисло.

Добавим сюда поддержку нового Wi-Fi 6E который работает в диапазоне 6 ГГц. В России пока стандарт не поддерживается. Но в целом Intel TigerLake позволяют создавать на своей базе ультимативные решения для профессионалов и энтузиастов с запасом на будущее. И такая гибкость безусловно стала возможна благодаря двухчиповой компановке.

Выводы

В целом, новые чипы Tiger Lake-H и в целом Intel 11-го поколения получились действительно очень интересными: мощные, с технологическим запасом на будущее. Также тут есть возможность реализовать потенциал в самых различных конфигурациях от чего наши гиковские сердца бесконечно радуются.

Мы привыкли думать, что это всё шикарная архитектура Zen, в которой всё так грамотно продумано и оптимизировано. И, отчасти, это действительно так.

Но еще у AMD в запасе есть ряд технологий, благодаря которым их процессоры могут делать, казалось бы невозможное повышать производительность при уменьшении нагрева и потребления энергии.

Поэтому сегодня мы вам расскажем про технологии процессоров AMD, про которые вы вряд ли слышали. И заодно протестируем их на практике на ноутбуке Acer Nitro 5 с процессором Ryzen, который мы разыгрывать… не будем. Мы тут про технологии говорим вообще-то, а не вот это всё.

Существует проблема! Мы думаем, что процессор – это универсальная штука, мерило производительности ноутбука. Вставил и работает. Но люди пока еще не научились создавать точные копии чего-либо с точностью до атома. Поэтому все сошедшие с конвейера процессоры немного отличаются. Какие-то экземпляры работают получше, меньше греются, стабильнее работают на высоких частотах и т.д. А какие-то, наоборот — хуже.

Более того, одни и те же процессоры работают в разных системах. Где-то хорошее охлаждение, где-то похуже. Одни материнские платы обеспечивают более высокое качество питания, в других, могут возникать перебои с напряжением и пульсациями. Поэтому сложно обеспечить одинаково высокую производительность для каждого конкретного экземпляра процессора в каждой конкретной системе.

Стандартный выход из этой ситуации такой. Производитель процессоров перестраховывается: задает для процессоров безопасные рабочие диапазоны для всех процессоров, которые не позволяют раскрыть весь потенциал железа, зато обеспечивают стабильную работу и одинаковую производительность для всех.

Ну а кто хочет большего — существуют оверклокинг. Пожалуйста, если любишь риск и не нужна гарантия, разгоняй процессор до предела. Но существует и другой подход.

И его смогли реализовать ребята из AMD. Они создали систему, которая позволяет добиться практически максимальной производительности для любого процессора Ryzen в любой конфигурации. И эту систему в AMD назвали SenseMI. Что это такое?

SenseMI

SenseMI объединяет внутри себя несколько умных систем.

Во-первых, это набор датчиков, которые каждую миллисекунду собирают данные о состоянии процессора, различных компонентов на материнской плате, скорости вращения вентилятора и прочее. Вся информация затем передается через шину Infinity Fabric для анализа.

На основе полученных данных SenseMI не только изменяет текущие условия работы, например, снижает тактовые частоты из-за перегрева, но и прогнозирует дальнейшие условия работы. И конечно же, здесь используется машинное обучение.

Давайте разберемся, как это работает?

Precision Boost

SenseMI состоит из нескольких компонентов. Во-первых, это технология авторазгона процессора Precision Boost. Что она делает?

Используя те самые датчики, эта штука отслеживает несколько параметров: температуру процессора и VRM (Voltage Regulator Module) подсистемы материнской платы, сколько энергии потребляет процессор, и на какой частоте он работает, насколько сильно шумит вентилятор.

И если всё в норме, ни один из параметров не превышает предельно допустимый. Precision Boost ехидно потирает ручки и начинает повышать тактовые частоты процессора с шагом 25 МГц. А когда начинает пахнуть жаренным, останавливается.

Иными словами, это похоже аналогичную технологию от Intel Turbo Boost, но она работает с шагом 100 МГц, что куда менее эффективно.

Плюс с появлением процессоров Ryzen второго поколения Precision Boost тоже обновилась до второй версии и теперь умеет регулировать частоту каждого ядра по отдельности. А раньше регулировались одно, две или сразу все ядра.

Обновленный подход, позволит AMD, получить прирост тактовых частот на практике до 500 МГц по сравнению с первой версией технологии.

В ноутбуке Acer Nitro 5 используется процессор Ryzen 4000 серии, значит тут есть как раз вторая версия Precision Boost. И на практике видно, что ноутбук способен долго держать высокие частоты.

Extended Frequency Range

Но и это не всё. У технологии авторазгона от AMD есть приятный бонус, под названием Extended Frequency Range или XFR.

А что если, система SenseMI видит, что вы вашем ноутбуке или ПК используется эффективная система охлаждения, а материнская плата способна выдавать больше энергии. Система позволят задействовать потенциал мощного охлаждения и выйти за пределы максимально допустимой тактовой частоты. Ну а почему нет?

Сейчас актуальная технология XFR 2 и она также как и в случае Precision Boost 2 умеет работать со всеми ядрами по отдельности.

Да, там не будет какого-то невероятного прироста, стоит ожидать +50-100 Мгц. Но всё работает автоматически, а это приятный бонус.

В ноутбуках такая технология уже есть и называется mXFR. Поэтому мы попробовали поймать на превышении МГц наш Acer. Тут установлен AMD Ryzen 5 4600H с максимальной частотой 4.0 ГГц…

Precision Boost Overdrive и Curve Optimizer

Ну и раз уж мы заговорили про выход за пределы максимальных значений в процессорах Ryzen есть две опции, которые позволяют вам существенно прокачать производительность процессора. Но сразу предупреждаю, их активация, автоматически лишает вас гарантии. Они активируются в BIOS, поэтому будьте аккуратны.

Первая технология простая как два рубля — Precision Boost Overdrive. Она позволяет вам повысить максимальную частоту процессора на пару сотен МГц, значение зависит от конкретной модели. То есть это самый настоящий перманентный оверклокинг, который вы можете сделать стандартными средствами. На свой страх и риск, естественно.

А вот вторая технология — это просто пушка, и очень жаль, что она тоже лишает вас гарантии.

Называется технология Curve Optimizer и это самый настоящий динамический андервольтинг.

Те кто хоть раз дела андервольтинг на ноутбуке или ПК знает, что андервольтинг — это лучший софтверный способ борьбы с троттлингом.

В чем суть? На самом деле мы можем повысить производительность процессора одновременно снизив и количество потребляемой энергии и нагрев.

Всё что нужно сделать — это уменьшить количество вольт, которые мы подаем на процессор.

То есть если нарисовать график, на одной оси которой будут вольты, а на другой тактовая частота. Андерволтинг будет выглядеть как сдвиг графика немного вниз. Теперь при том же количестве потребляемой энергии, мы можем достигнуть большей частоты.

Но вот тут есть проблема, если мы сильно снизим напряжение, то на низких частотах еще будет работать, а вот на высоких ему просто не хватит энергии, и у вас всё зависнет. Поэтому приходится андерволтить совсем чуть-чуть.

Curve Optimizer — решает эту проблему применяя динамический андервольтинг, сильнее уменьшая напряжение на низких частотах, и меньше на высоких. Позволяя по максимуму сэкономить энергии на всех частотах. Причем Curve Optimizer позволяет сделать тонкую настройку для каждого ядра. И это очень круто!

И если оверклокинг, в первую очередь, позволяет увеличить однопоточную производительность более высокой тактовой частоты. За счет того, что что все ядра потребляют меньше энергии, меньше нагреваются, соответственно меньше троттлят и в середнем работают на более высокой частоте.

Ну а для ноутбуков с плохой системой охлаждения, андервольтинг часто — это единственное спасение.

Слава богу в случае нашего сегодняшнего Acer Nitro 5 проблем с охлаждением нет.

В играх температура процессора и видеокарты не поднимается выше 60 °C, что говорит о существенном запасе. А в стресс тестах, процессор нагревается до 85 °C, а видеокарта — до 71 °C. Что тоже не много, с учетом того, что стресс тесты — это нереалистичный сценарий. Правда вот уровень шума под нагрузкой, в этом ноте достаточно высокий. Это стоит учитывать.

Pure Power

Окей, в SenseMI — есть и другой, более официальный способ сэкономить энергию помимо андервольтинг.

У Precision Boost и XFR есть технология антагонист — Pure Power. Эта штука наоборот динамически снижает частоту и энергопотребление процессора в моменты, когда он простаивает или когда его загруженность является не полной.

В итоге мы получаем с одной стороны очень мощные, отзывчивые, но при этом энергоэффективные процессоры. Хотя немалую роль тут играет и техпроцесс 7 нм, который используется в 4000-й и 5000-й серии процессоров.

К примеру, в Acer Nitro 5 установлен довольно стандартный аккумулятор 57 Вт⋅ч. Но с этим аккумулятором ноутбук может прожить более 13 часов в режиме простоя с включенным дисплеем. И более 8 часов с рабочим Wi-Fi. Это очень хороший результат.

Neural Net Prediction и Smart Prefetch

Ну и, наконец, система SenseMI не была бы по-настоящему умной, если бы не технологии предсказания. Тут их целых две.

Это технология предсказания ветвлений Neural Net Prediction, занимается предсказанием того, какие инструкции будут необходимы программе на следующем шаге.

И «умная» система кеширования Smart Prefetch предугадывает какие данные вам понадобятся и заранее кэширует.

Обе технологии также являются частью архитектуры Zen многом именно процессоры Ryzen обязаны своей производительностью и отзывчивостью этим технологиям. И этот ноутбук на процессоре Ryzen не исключение. Ну а выгодно приобрести Acer Nitro 5 вы можете в магазине DNS.

Выводы

Сегодня мы обсудили только технологии AMD для процессоров. А есть еще видеокарты и гибридных процессоров, которые используется консолях, в которых тоже есть классные технологии очень сильно повлиявшие на индустрию. Поэтому если вам интересны такие ролики, дайте нам знать, лайком комментарием подпиской.

Intel анонсировал новую линейку Arc. В ней появится премиальные графические карты.

Intel Arc создается для геймеров и первые видеокарты должны появится в первом квартале 2022 года. Кодовое имя GPU – Alchemist. Новые видеокарты, которые должны стать прямыми конкурентами видеокартам от AMD и NVIDIA, будут разрабатываться как для ноутбуков, так и для ПК.

В них будет использоваться микроархитектура Xe-HPG. Видеокарты от Intel будут поддерживать трассировку лучей Direct12 X Ultimate и многие другие современные фишки.

Кроме Alchemist нас ждут и другие продукты, но нам известны лишь кодовые имена устройства — Battlemage, Celestial и Druid.

Судя по всему, геймеры по всему миру будут рады, с другой стороны мы еще не знаем хэш-рейт новых видеокарт от Intel…

Intel уже объявил, что собирается снова стать полноценным лидером в производстве CPU и взять «безоговорочное лидерство» на ПК-рынке. Безусловно, это амбициозно, но кажется в компании знают как достигнуть этих целей.

Пэт Гелсингер, CEO Intel, вместе со старшим вице-президентом отдела разработки доктором Энн Кэллехер рассказли планы на будущее. Компания в ближайшее время изменит свои производственные узлы. Теперь все, что строилось на 10-нанометровом техпроцессе под маркетинговым названием Enhanced Superfin будет строиться на 7 нм.

В случае с Intel это звучит логично, ведь компания немного по-другому считает технологические процессы. И они не отвечают физическим цифрам. Наприме 10-нанометровый техпроцесс в Intel ничуть не уступает по мощности и остальным параметрам 7-нанометровым решения от TSMC и Samsung.

При этом компания собирается не просто преодолеть рубеж в 7 нанометров, но и заглядывает в будущее, где например уже есть 4-нанометровый чип Meteor Lake. В то же время компания собирается осенью представить именно 7-нанометровые чипы Alder Lake.

Также в распоряжении Intel есть экстремальная ультрафиолетовая литография и 3-нанометровый технологический процесс. Также в отчетах уже фигурирует и 2-нанометровый техпроцесс, который должен быть запущен в 2025 году.

Intel не только не сдается, но и играет в открытую. Даже интересно, что сделают другие производители чипов.

В Intel считают, что перебои с чипами продляться до 2022 или даже до 2023 года. А это означает, что консоли нового поколения — PlayStation 5 и Xbox Series X|S — будет все также трудно достать…

CEO Intel Пэт Гелсингер в отчете за второй квартал отметил, что может понадобиться еще два года, чтобы полностью покрыть спрос чипов. Спрос повысился на фоне пандемии коронавируса, а также из-за того, что стало больше умных устройств.

«У нас есть несколько больших проектов по строительству фабрик в Орегоне, Аризоне, Ирландии и Израиле. Мы инвестируем в будущее» — сообщил он.

Также Пэт Гелсингер подтвердил, что в Intel продолжают идти к реализации 7-нанометрового техпроцесса.

На улице жаркий денек, вы на своем ноутбуке решили немного поиграть, запустили игру и уже через полчасика игры на вашем ноуте можно поджарить яичницу, а руки вспотели как после тренировки в спортзале. Знакомая ситуация?

Но кто в этом виноват? Процессор и видеокарта, которые греются как будто только что устроили забег по всем кругам ада или охлаждение, которое скорее разбудит ваших соседей шумом кулеров, чем охладит что-то в компьютере. И что? Неужели охлаждение — это тупик, в который и упрется вся индустрия?

https://youtu.be/BKXd5Jm8AuU

Сегодня попробуем в этом разобраться, а также расскажем вам как совсем скоро это уже изменится и, возможно, мы с вами сможем забыть о перегреве, троттлинге, а ладошки будут потеть только от напряженной катки в «контру».

Проблема охлаждения

Любые вычислительные устройства греются. И проблема их охлаждения — это одна из основных проблем современных компьютеров.

Замечали, что каждый производитель, на каждой презентации, будь то ноутбук или телефон хвастается, что он придумал новую систему охлаждения которая на 5% более эффективна чем раньше?

А что собственно улучшают: придумывают новые вентиляторы, радиаторы, или, более эффективную, водянку или испарительную камеру.

Проблема в том, что есть процессор, который в результате своей работы выделяет тепло и этого тепла много, очень много. Те же Intel Core i9 могут разогревать разогреваться до 95 градусов и это с работающей системой охлаждения.

ARM-процессоры конечно греются меньше в связи с другой архитектурой, но все равно проблема ощутима: смартфоны в жаркий день очень любят попросить их засунуть в холодильник! А что уж говорить о серверах, где проблема охлаждения чуть ли не самая острая.

Давайте посмотрим на датацентр Google в Финляндии! Они построили огромную систему теплообмена, которая работает на отдаче тепла от серверов — морской воде, которая забирается напрямую из холодного Финского Залива! При этом, чтобы уменьшить влияние на окружающую среду, они вынуждены дополнительно разбавлять горячую воду снова перед возвратом ее в море.

При этом Google даже приспособил искусственный интеллект для решения проблем охлаждения. Он разрабатывает более эффективные воздушные потоки, и расположение серверных стоек.

Процессоры и охлаждение

Вы понимаете — охлаждение это огромная головная боль. Если устройство нормально не охлаждается, то тратится огромное количество электроэнергии и уменьшается производительность чипов.

Любые процессоры изначально соприкасаются с охлаждающей системой только через термопасту. А она в свою очередь передает тепло дальше в систему охлаждения. Чтобы улучшить теплообмен производители идут на хитрости, например, делают поверхность чипа очень шершавой, чтобы увеличить площадь поверхности и соответственно улучшить отдачу тепла от процессора к системе охлаждения.

На самом деле, иногда, создается ощущение, что производители чипов и производители систем охлаждения живут порознь и вместе они как-то плохо взаимодействуют.

И основная проблема не в том, что они не знают, что делают, а в том, что они постоянно пытаются улучшить изначально не самую эффективную систему.

Ведь тепло в самом микропроцессоре, в термопасте, да и в медном блоке охлаждения передается только за счет внутренней теплопередачи материала, а это, мягко говоря, не самый быстрый и эффективный процесс.

И вот ученые подумали, а что если добавить каналы охлаждения прямо в процессор? Возможно ли это?

Микроканалы охлаждения

И вот в 2020 году ученые из Политехнической школы в Лозанне, что в Швейцарии, опубликовали статью в очень престижном журнале Nature.

Они задались вопросом: А можно ли как-то встроить очень маленькие каналы для жидкостного охлаждения прямо в чип, в процессе его производства? Ответ — да. Они это сделали. И не просто в процессор!

Они использовали преобразователь электрической энергии, который изначально сильно горячее, чем обычный процессор. И в нем они вытравили маленькие каналы.

Вы ведь помните что такое травление, если нет, то посмотрите наш классный недавний ролик про травление и осаждение.

Насколько же маленькие каналы они создали? Всего 20 микрометров толщиной, что в 2-3 раза тоньше человеческого волоса! И это дало просто взрывной результат!

Они вытравили эти каналы на обратной стороне чипа из Нитрида Галлия, который и занимался преобразованием тока. Эти микроканалы работают как некий объем с огромной площадью поверхности, через которую прокачивали жидкость, это и делает теплоотвод невероятно эффективным.

В результате чип работал всего при 60 градусах Цельсия, когда его обычная температура работы около 250 градусов без каналов! Только вдумайтесь в разницу температуры.

По факту их система охлаждения смогла отводить 1700 Ватт тепла на квадратный сантиметр используя всего 0,5 Ватта мощности насоса, которые уходили на откачку!

Например, процессоры Intel 10 поколения выделяют около 150 Ватт тепла, что сильно меньше того, на что способна эта система охлаждения.

Так что такие показатели, в теории, позволят работать современным процессорам просто при комнатной температуре, при этом сильно снижая энергопотребление на систему охлаждения. Получается, что и о троттлинге можно забыть!

Будущее

Но тут вы можете заметить, что это очередная научная работа! Она наверняка ни к чему не приведет или это случится очень нескоро. Производители чипов не будут перестраивать свои производства под новые типы процессоров. Но это совсем не так!

Суть в том, что для внедрения технологии у производителей уже все есть. Ведь для создания подобных микроканалов опять же надо использовать нашу святую троицу — фотолитографию, травление и осаждение!

В процессе производства просто надо добавить несколько дополнительных шагов!

Конечно — это сделает чипы дороже, но вспомните, что с приходом Экстремальной УФ-литографии общее число шагов сильно сократилось, из-за большего разрешения самой технологии! Так что есть вероятность, что сильно на цену это не повлияет, а эффективность охлаждения и, соответственно, производительность вырастут значительно! И мы бы не были бы собой если бы не рассказали вам о том, что эта технология уже совсем за углом.

Ведь TSMC, буквально недавно анонсировали что они протестировали три типа микроканалов и добились теплоотдачи в 2 КВт на площади 500 квадратных миллиметров и понижение температуры работы чипа на целых 63 градуса.

Конечно тут есть несколько вопросов — во-первых, это только тесты, а во-вторых не очень понятна надежность, ведь от любого удара такой микроканал может дать трещину и все внутри вашего ноутбука зальет охлаждающей жидкостью. Но в любом случае — это уже шаг вперед, ведь это уже тесты непосредственно от чипмейкера, а не просто от ученых!

И тут стоит еще вспомнить о том, что производители активно создают 3D-транзисторы, процессоры на основе технологии Nanosheets, которые позволят сильно увеличить плотность транзисторов на чипе, а значит и увеличить производительность. А в сочетании с новой системой охлаждения это будет просто огромный скачок вперед.

Выводы

Очень интересно посмотреть, когда эта технология появится на рынке и кто первый попробует ее реализовать!

Только представьте — новый чип от AMD с трехкратным увеличением количества транзисторов, который при этом совсем не греется! Звучит как фантастиска, но судя по всему это уже совсем рядом.

Мы же ждем подобного не только в наших гаджетах. Главными победителями тут конечно же станут датацентры по всему миру, которые смогут в разы увеличить свою энергоэффективность, а значит повысится и их скорость работы! В общем, перспективы отличные, осталось дождаться реализации.

Компания Mobileye, которую можно назвать подразделением Intel, разрабатывает автономные автомобили и продвинутые системы помощи водителю. На днях компания начала официальные тесты своих автономных автомобилей на улицах Нью-Йорка. В планах компании скорое расширение программы тестирования в других городах.

Машины катаются по улицам большого Нью-Йорка — самой густонаселенной агломерации в США. В таких условиях компания может продемонстрировать полный комплекс своих возможностей.

Профессор Амнон Шашуа, старший вице-президент Intel и CEO Mobileye сказал, что таким образом они не только тестируют свои автомобили на реальных дорогах, но и демонстрируют насколько быстро индустрия движется к коммерческому использованию.

В видео, выложенном Mobileye, можно увидеть как их автомобиль передвигается на загруженных улицах Нью-Йорка, полных такси, пешеходов, велосипедистов и так далее. Среди технологий: собственное компьютерное зрение, которое работает вместе с системой лидаров и радаров.

Закон Мура гласит: “Количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца”. Вы наверняка слышали про этот закон. А еще вы наверняка слышали, что он больше не работает.

Но, если посмотреть на реальные цифры реальных процессоров, мы увидим, что Закон Мура, удивительно точно работает по сей день, вот уже 50 лет.

Тем не менее, мы с вами на собственном опыте чувствуем, что прогресс замедлился. Несмотря на двукратный прирост транзисторов, мы не видим двукратного прироста производительности. Поэтому сегодня мы разберёмся. Что не так с Законом Мура?

Но самое интересное, что важный перелом произошел на рубеже нулевых и 2010-х. И нужны были новые решения.

А вспомнить прошлое мы решили, потому что в этом году знаменательная дата — юбилей у легендарной линейки ZenBook от ASUS, спонсора видео, за что ребятам большой респект. Им в этом году 10 лет. За это время ASUS проделали большую работу и стали лидерами на рынке консьюмерских ноутбуков (по данным GFK за 2020 год).

С какими сложностями столкнулось человечество и как мы их обошли? И чего нам ждать, когда закон Мура действительно перестанет работать?

Закон не закон

Начнём, с того ,что закон Мура на самом деле никакой не закон, а просто наблюдение Гордона Мура, основателя Fairchild Semiconductor, а также Intel.

С момента изобретения интегральной схемы в 1959 году количество транзисторов на микрочипах вырастало в среднем в два раза каждый год. Гордон Мур это заметил, и сказал: Всё! Так и будет.

А в 1975 году он внес поправку, и сказал:» Нет, всё таки, каждые два года».

На что ребята из Intel ответили: Ок, кажется, у нас появился план и мы его будем придерживаться. А вся индустрия подстроилась под такой темп.

И это, очень круто. Ведь чем меньше размер транзистора, тем меньше он потребляет тока. А чем больше количество транзисторов, тем выше вычислительная мощность. Причем зависимости прямо пропорциональные.

А значит, чем больше маленький транзисторов получится разместить на чипе, тем лучше.

Возьмем современный пример:

Например, в первом Zenbook который вышел в 2011 году стоял процессор Intel Core i7-2677M. В нём было 624 миллиона транзисторов. Звучит неплохо, с учетом того, что когда Мур придумывал свой закон в 65 году в актуальном процессоре было все 64 транзистора, не миллионов, всего 64.

А вот в ZenBook Duo 14, который вышел через 10 лет используется процtccjh Intel 11-го поколения Core i7-1165G7, в котором уже 8,2 миллиарда транзисторов! Это в 13 раз больше, и это огромный скачок вперед. Но если прикинуть по закону Мура, то транзисторов в этот момент должно было быть как минимум в 2 раза больше — 19,9 миллиардов, на самом деле. Но почему закон замедлился? Смотрите.

Почему Закон Мура работал?

Долгое время Закон Мура работал как часы. Транзисторы уменьшались, их число росло, а мощность возрастала. А это, на секундочку рост по экспоненте, то есть очень быстро!

Обратите внимание, что все графики отражающие Закон Мура изображены в логарифмической шкале, но если перевести график в линейную шкалу, мы поймем какой прорыв совершается каждые два года. В 65 году в микрочипе было 64 транзистора, а сейчас в серверном процессоре AMD Epic их почти 40 миллиардов. Но откуда была такая стабильность?

Скорее всего вы знаете, что процессоры производят путем фотолитографии. Иными словами, лазер светит через трафарет, который называется маской, и процессор буквально выжигается на кремниевой подложке. Это очень похоже на проявку фотографии.

Тут для на нас важен лишь они факт: чем меньше длина волны, с которой светит лазер, тем выше разрешение и меньше техпроцесс!

Так индустрия и развивалась: когда достигали предела разрешения лазера — меняли его на лазер с более короткой длиной волны.

Поначалу использовали дуговые ртутные лампы, а не лазеры, с длиной волны 436 нм — это синий свет. Потом освоили 405 нм — это фиолетовый. И наконец до 365 нм — ближний ультрафиолет. На этом эра ртутных ламп закончилась и началось использование ультрафиолетовых газовых лазеров. Сначала освоили 248 нм — средний ультрафиолет, а потом 193 нм — глубокий ультрафиолет или DUV. Такие лазеры давали максимальное разрешение в 50 нм и на какое-то время этого хватало. Но потом произошел переломный момент…

Переломный момент

К 2006 году надо было осваивать техпроцесс в 40-45 нм. Разрешения лазеров было недостаточно.

Это был тупик! Гиганты Кремниевой Долины потратили сотни миллионов долларов для перехода на 157 нм (лазеры на основе фторид-кальциевой оптики), однако всё было впустую.

Даже сам Гордон Мур в 2007 году сказал: «Мои полномочия как бы всё, из-за фундаментальных причин». Если что, это точная цитата…

Но мы то с вами знаем, что на 45 нм человечество не остановилось. Уже 10 лет назад в первом ZenBook использовалась литография 32 нм. Как же люди смогли обойти оптические ограничения?

Они начали использовать различные хаки:

• Стали экспонировать чипы через воду (видео). Это как-то меняло преломление луча и позволяло повысить разрешение.
• Стали использовать множественное экспонирование, т.е. они стали использовать несколько масок, с разными рисунками, которые дополняют друг-друга.
• И прочие хаки: поляризация излучения, коррекция оптической близости, использование фазосдвигающих масок, внеосевое освещение, но проблема с лазерами — это полбеды.
• 

В 2000 году после пересечения порога в 100 нм из-за сильного уплотнения транзисторов, расстояние между ними стало настолько маленьким, что начались утечки тока! Грубо говоря, электрончики перескакивали из одного участка схемы в соседний — где их быть не должно. И портили вычисления… А также увеличилось паразитное энергопотребление.

Из-за этого пришлось поставить крест на росте тактовых частот. Если раньше частоты удваивались также быстро как транзисторы, прирост практически остановился.

Десять интересных лет

В итоге, вопреки своим планам, Intel застрял на 14 нм техпроцессе, а тактовые частоты остановили свой рост. И примерно с 2010 года начались 10 интересных лет оптимизаций.

Если раньше прогресс обеспечивался брутальным уменьшением техпроцесса и прирост производительности давался легко, то теперь началась настоящая работа по допиливанию всего того, что человечество придумало за 40 предыдущих лет.

Люди стали искать инновации за пределами Закона Мура:

1. Процессоры стали многоядерными и многопоточными.
2. Появилась масса сопроцессоров, которые невероятно эффективно решают отдельные задачи: обработка фотографий, кодирование видео, нейронные движки, облачные вычисления. В конце концов, перенос вычислений на видеокарты.
3. Люди наконец начали оптимизировать софт.
4. А производителям железа пришлось ежегодно совершенствовать свою продукцию. Ведь просто новый процессор, не позволял продать новый ноутбук

И самое удивительное, что именно в это сложное время появились все знаковые продукты от известных нам брендов.

ASUS

Конечно же я про линейку ZenBook от ASUS, которой в этом году исполнилось 10 лет! За эти годы ASUS изменили правила игры и показали каким должен быть классный ноутбук на Windows. Ребята привнесли массу инноваций, поэтому, давайте вспомним какие у них были знаковые модели, а заодно проследим как развивались технологии…

Итак, 2011 год, первый Zenbook (UX21E), о котором мы уже немного говорили. Это, конечно, знаковая модель. Классный дизайн, тонкий цельнометаллический корпус, вес 1,1 кг для модели на 11,6 дюйма, быстрый SSD. Даже сейчас эти характеристики звучат отлично…

2014 год — ZenBook UX501. ASUS впервые добавили мощную начинку с графикой GTX в ультрабук. Также это первый ZenBook, протестированный по военному стандарту MIL STD 810. В будущем, все ZenBook пройдут такую подготовку.

2015 — ZenBook UX305 –с абсолютно бесшумной системой охлаждения на базе 15 ваттного процессора Intel Core M. Экран — 13,3 дюйма, толщина корпуса – 12,3 мм, вес – 1,2 кг, время автономной работы – до 10 часов.

2016 год — первый ZenBook трансформер (UX360) — первый ZenBook в форм-факторе ноутбука-трансформера. И самый тонкий ZenBook (UX390) — толщина корпуса всего 11,9 мм, вес 910 г.

2018 год — ZenBook Pro 15 (UX580). Первый в мире ноутбук со вспомогательным дисплеем встроенным в тачпад, который назвали ScreenPad. Это меняет концепцию ноутбука: софт адаптируется под новые поверхности. И тема зашла.

2019 — ZenBook Pro Duo (UX581). Первый ноутбук с огромным сенсорным дисплеем над клавиатурой — ScreenPad Plus. Это был настоящий монстр с RTX 2060 и 4K OLED дисплеем.

И вот в 2021 году выходит — ZenBook Duo 14 (UX482). Именно такой ноутбук мы разыгрываем в нашем видео. Это продолжатель идей ZenBook Pro Duo, но теперь в компактном корпусе и с высокой автономностью. Тут вам и 2 сенсорных экрана с поддержкой стилуса, и система охлаждения прямиком из игровой линейки ROG и мощный Intel 11-го поколения.

В общем ZenBook всегда задавали тренды и были эталонными ноутами на Windows. Я сам пользовался многими ZenBook, и сейчас тоже пользуюсь ноутом от ASUS. Поэтому мне особо приятно перейти к подаркам.

Во-первых, если вы уже купили или собираетесь купить ZenBook в период с 1 по 30 июня, вы можете зарегистрировать свою покупку на специальном промо-сайте и получить кожаный органайзер с персональной гравировкой, а также год подписки на Office 365 в подарок! Это раз.

И, два, на том же сайте, вы можете принять участие в конкурсе, чтобы выиграть один из трёх ZenBook Duo 14.

EUV

И вот прошло 10 лет, пока мы с горем пополам производили 14-ти, 10-ти, и даже 7-нанометровые процессоры. Произошло событие, которого все очень долго ждали. Мир перешел на экстремальную УФ-литографию. Длина волны лазера скакнула с 193 нм до 13,5 нм, что является крупнейшим скачком за всю историю создания процессоров. Технологию разрабатывали 81 год и только в 2020 она заработала в полную мощь.

Ключевой момент технологии в том, что она позволит уменьшать техпроцесс вплоть до 1 нм, а это 10 атомов в толщину. И если вы считаете, что это невозможно, это не так. Компания IBM уже в этом году освоила 2 нм. Так, что 1 нм — это лишь дело техники.

Будущее

Но, а что нас ждет за порогом в 1 нм? Как дальше повышать производительность?

Это сложный вопрос. Безусловно люди придумают новую форму транзистора, мы перейдем на нанолистовые транзисторы. Вполне возможно, что люди откажутся от кремния и перейдут на новые материалы. Вариантов на замену есть масса:

• Углеродные нанотрубки
• Графеновые наноленты
• Диоксид и селенид гафния
• Дисульфид молибдена

Конечно же свой вклад внесут видеокарты, нейронные вычисления, и прочие специализированные чипы, которые сейчас развиваются куда быстрее процессоров. Об этом нам красочно заявляет новый закон от директора NVIDIA (Закон Хуанга).

Ну и наконец, скорее всего мы полностью откажемся от текущей концепции центрального процессора, основанной на архитектуре Фон Неймана и перейдем на асинхронные нейроморфные процессоры, построенные по подобию человеческого мозга. Кстати, их разработкой занимается тоже Intel.

В любом случае у нас есть еще 5-10 лет, пока транзисторный будут удваиваться по Закону Мура, а потом посмотрим.

В этом году Windows ждет большое обновление Windows 10. По некоторым данным обновление могут даже назвать Windows 11. И сегодня мы посмотрим на него. Вернее на его ранний билд.

Чем интересна новая Windows? Говорят, что это самое большое обновление. Почему так?

• Новый UI
• Новые функции
• Новый магазин приложений

И сегодня разберемся, что же там будет. Для этого мы установили раннюю версию этого билда на новый ноутбук MateBook 14 от HUAWEI, который стал спонсором материала.

Что происходит? Смотрите…

Новость № 1. Последние годы, Windows получает обновление дважды в год: весной (последнее как раз только вышло в мае) и осенью. Осенью должно выйти обновление… 21H2 (кодовое название — Sun Valley).

Новость № 2. На днях прошла конференция Microsoft Build 2021, на кторой Сатья Наделла сообщил, что скоро покажут большой апдейт Windows за последние годы, и что он последние месяцы им пользуется и счастлив. В июне планируется отдельное мероприятие про новую ОС Windows.

Мы поставили раннюю версию.

Как установить?

Удивительно, но установить новую версию ОС намного проще, чем найти нужную настройку в панели управления или в параметрах. (Почему эти штуки до сих пор не объединили?) В общем, надо просто зайти в настройки обновлений и включить это в разделе Insider Program: обновление само прилетит. Вау!

Новый UI

Прежде всего нас ждет важное переосмысление интерфейса. Одна из ключевых идей: сделать операционку более дружелюбной. Каким образом?

Вы наверняка замечали, что Windows 10 строится на острых углах и прямоугольниках. Так вот в новой версии все детали собираются сделать более плавными.

Во-первых, углы всех элементов закруглят. Новые окна также станут более округлыми.

Во-вторых, графика получит плавные градиенты. Мы это уже видим по иконкам, которые обновились в нашей версии Windows. В меню тоже: например, Блокнот и в панели управления. Что намекает, что она останется и не объединится с параметрами.

На самом деле, многие визуальные решения скорее всего основаны на Windows 10X. Это версия, которая разрабатывалась в том числе для сенсорных устройств со складными сенсорными экранами.

Кстати, у HUAWEI MateBook 14 экран тоже сенсорный и поддерживает разрешение 2К (2160 × 1440 точек). Соотношение сторон 3:2 — то есть больше контента влезет по вертикали, чем при 16:9.

Также тут очень тонкие рамки и экран занимает 90% площади, благодаря технологии FullView. А еще он очень хорошо откалиброван и тут приятные цвета. Покрытие 100% sRGB.

В магазине есть эмулятор Windows 10X. Хотя недавно Microsoft заявила, что заморозила проект. Проект закрывается но его наработки остались и скорее всего они будут использоваться в новых версиях.

Также по-другому могут выглядеть контекстные меню. И даже меню «Пуск», которое возможно будет отделено от нижней панели. Кроме того, не исключено, что «Пуск» переместят вообще в середину экрана.

Также возможно появление новых анимаций. Но в нашей сборке пока их нет, кроме чуть изменившейся анимации разворачивания приложений.

Обновление коснётся таких фундаментальных вещей в системе как шрифт. В нашей сборке используется в качестве основного шрифт Segoe UI Variable. Вы знакомы с этим шрифтом, он активно используетя в интерфейсах Windows. И даже в логотипах продуктов. Но Variable — это его новая версия, предназначенная для экранов и интерфейсов с изменяющимся масштабом. И это значит, что новая версия Windows будет более активно использоватсья на самых разных типах дисплеев.

Большая часть ожидаемых решений собраны в очень удачном концепте от канала Addy Visuals.
В целом это то, чего нам давно не хватало в рубленной Windows, особенно в сравнении с округлыми интерфейсами в MacOS.

Новые иконки особенно хорошо смотрятся на стильном ноутбуке, а Windows действительно надо обновиться, потому что она уже прямо не поспевает за красотой устройств, на которой её запускают.

HUAWEI MateBook 14 — это корпус из матового металла. Ноутбук очень тонкий — всего 15,9 мм, его удобно брать с собой. К тому же он очень лёгкий.

Внутри процессор Intel Core 11-го поколения. Мы про него недавно подробно рассказывали. Интересная штука, особенно доставляет встроенная видюха Intel Iris Xe. Можно запустить режим производительности (когда ноутбук работает от внешнего питания)

Тут своя толковая система охлаждения: двойные тепловые трубки и вентиляторы Huawei SharkFin — акулий плавник! Он в полтора раза лучше рассеивает тепло по сравнению с прошлым поколением.

Ещё внутри солидный 512 ГБ NVMe PCIe SSD-накопитель и 16 ГБ оперативной памяти. Такой набор отлично подходит для плавного запуска нескольких программ.

Кроме этого тут есть Wi-Fi 6.

Зарядка осуществляется по USB Type-C с помощью технологии Huawei SuperCharge, а зарядник в комплекте. Ноутбук рассчитан между прочим на автономную работу до 11 часов.

Солидные бонусы и фишки: есть технология HUAWEI Share и Мультискрин: можно подключиться к смартфону HUAWEI и запускать на ноутбуке приложения с него: мессенджер, фотографии, даже игры. Остались и фирменные идеи  HUAWEI: сканер отпечатка в кнопке включения и выдвижная веб-камера в клавише.

Появились новые фишки и в Windows 10 21H2

Здесь слухов меньше, но кое-что мы нашли. Например, новая панель «Погода и новости». Можно включать настраивать, лайкать и ставить эмодзи новостям. Получается полноценная настраиваемая лента и внутри мы уже увидели подход со скругленными углами.

Также мы заметили новое приложение «Терминал». В нём можно открыть несколько вкладок с PowerShell или командной строкой.

Также должны появится расход батареи и статистика.

Можно заметить, что новая Windows пытается взять все лучшее у мобильный ОС — iOS и Android. Там бешеная конкуренция и Microsoft смотрит на опыт коллег, берет все, что может и старается адаптировать под свои нужды.

Наверное, поэтому одно из главных обновлений windows коснется магазина и он станет полностью новым. В нем скорее всего появится поддержка приложений Win32, то есть в магазине будут доступны обычные exe или msi приложения, устанавливая их прямо из магазина.

Кроме того Microsoft позволит использовать сторонние платежные сервисы для оплаты покупок и это даст еще больше свободы разработчикам. Поэтмоу Windows Store станет полноценным магазином программ, а не странной утилитой по продаже утилит и игр.

Будет ли нативная поддержка ARM-процессоров пока не известно, но совместно с Qualcomm компания Microsoft анонсировала комплект разработки Windows на ARM.

Итоги

Сегодня мы собрали все, что смогли найти о Sun Valley 21H2, но скорее всего больше подробностей мы получим и увидим летом, когда Microsoft проведёт отдельный ивент, на которой и представит обновление своей операционной системы.

Совсем скоро тонкие и легкие компьютеры смогут преодолеть барьер в 5 ГГц. Всё это произойджет благодаря новым процессора Intel Core 11-го поколения с литерой U.

В рамках выставки Computex, которая прошла в формате онлайн, был представлен чип Intel Core i7-1195G7, который преодолеет частотй в 5 ГГц одним мощным ядром, благодаря технологии Intel Turbo Boost Max 3.0. Также компания представила чип i5-1155G7, который стал чуть быстрее в сравнении с прошлыми процессорами линейки Intel Core i5.

Стоит отметить, что кроме частоты в 5 ГГц Intel почти не удивил. Core i7-1195G7 получил четыре ядра и восемь потоков, а также 96 графических ядер Intel Xe, таких же как в Core i7-1198G7. Скорее всего апгрейдов можно ждать новые процессоры в ПК ближе к осени. При этом, по сути, 11-е поколение и их U-серия были представлены еще в сентябре, но обновление рассчитано на соперничество с AMD.

Также Intel представили M.2-модуль связи 5G, который компания создала совместно с MediaTek. Это произошло после того как Intel продал все свои 5G-ассеты Apple. Интересно, что новое решение было креативно названо «Intel 5G Solution 5000» с явным намёком на сотрудничество Intel и MediaTek с их 5000-й серией.

Новое решение сможет добавить в компактные ноутбуки поддержку 5G. Модуль связи поддерживает диапазон sub-6GHz и скорее всего появится в ноутбуках Acer, ASUS, HP и других.