Мощности мобильных компьютеров на платформе Android

В задаче №1 говорится; «На основе статистических данных в прогнозах, приведенных в [1], утверждается, что происходит отчетливое «усиление» трендов роста приведенной к 1000 $ мощности компьютеров к мощности мозга человека. Далее предлагается промоделировать ситуацию с трендами для стационарных ПК. Однако в настоящее время наиболее быстрое развитие происходит в области мобильных, например, МПК и мощных смартфонов на платформе Android. Посмотрите на «линию» планшетников различных производителей… [2].

Предлагается промоделировать ситуацию с трендами для МПК на платформе Android сегодня.

Необходимо провести расчеты и сделать прогноз тренда 2014-15 гг. (аналогично трендам 1965-1995) с учетом современных данных по мощности планшетных компьютеров различных фирм-производителей. При моделировании укажите:

- какие модели процессоров МПК учитываются для прогнозирования;

- факторы, увеличивающие мощность процессоров МПК, которые вы учли (наличие многоядерности CPU, GPU в составе планшетника и т.д.)

Результаты моделирования и прогнозов нужно представить в виде соответствующего «интегрального» графика, который включает и данные трендов [1].

1. Hugo De Mann, K.U. Leuven. From Micro- to Nano-Electronics. Intelligent or Smart, IMEC, 2008.

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Android – Википедия о платформе Android.

1.2. Законы компьютерного мира

Задача №4. Закон Мура для кристаллов/микросхем CPU сегодня

Одним из основных законов компьютерного мира считается эмпирический закон Мура [1], рис.2:

Рис. 2. Закон Мура (Википедия)

Существуют многочисленные формулировки, уточнения и исследования этого закона с т.зр. различных ограничений [2-5]: физических, экономических и т.д. Причем такими исследованиями занимаются как «техники» [6-8], так и футуристы [9]

Примерно 10 лет назад закон Мура был рассмотрен в одной из работ с позиций компьютерной математики. Было промоделировано его соответствие экспоненциальной зависимости от времени (рис.3.) [10]. В качестве исходных данных при моделировании использованы данные табл.1.

В заключении в работе [10] говорится: «Пока обоснованным выглядит представление динамики роста числа транзисторов в микропроцессорах тремя отрезками прямых на графике с логариф-мическим масштабом со следующими значениями параметрами удво-ения: уу = 2 года в период с 1971 г. по 1993 г., уу = 4 года в период с 1993 г. по 1999 г. и уу = 0, 6 года в период с 1999 г. по 2002 г.

Предлагается дополнить данные табл.1 современными данными в период разработки и появления на рынке CPU i3-i7 ф. Intel [11-13], которая считает своей миссией «следовать закону Мура». Затем:

- проверить утверждения [10] по закону Мура в разные периоды развития микропроцессоров в прошлом;

- провести соответствующее моделирование закона Мура, например, методами регрессионного анализа для выяснения соответствующих параметров тренда или «периода закона Мура;

- на основе полученных параметров дать прогноз действия закона Мура на ближайшие десятилетие, т.е. до 2025 г.

Рис. 3. Закон Мура с позиций математики

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%BC%D1%83%D1%80%D0%B0 – Википедия о законе Мура.

2. https://cs.usu.edu.ru/study/moore – Скоробов А. Закон Мура (2005 г.). От утверждений Мура до их статистической проверки.

3. https://comp.ilc.edu.ru/assets/files/lecture1/1.14_Taini_Zakona_Myra.pdf – Тайны закона Мура.

4. https://www.osp.ru/news/articles/2013/35/13037433/ – Шах А. Конец закону Мура положит экономика, а не физика / «Открытые системы», 2013, №9.

5. https://www.osp.ru/os/2013/05/13036000/ – Черняк Л. Закон Мура, сложность и обратная связь / «Открытые системы», 2013, №5.

6. https://ibusiness.ru/blogs/14019 – Терафлопсы для PC: экстремальная многоядерность в действии.

7. https://cacm.acm.org/magazines/2011/5/107702-the-future-of-microprocessors/fulltext#F5 – Borcar R., Chien A. The Future of Microprocessors, 2011/

8. https://skydynamics.ru/news-of-electronics/sistemy-na-kristalle-otkry-vayut-novy-j-front-vojny-chipov-chast-1.html – Битва кристаллов, 2012.

9. https://futurologija.ru/texts/budushhee-zakona-mura/ – Ассоциация футурологов. Будущее закона Мура (май 2013 г.).

10. https://images.nature.web.ru/nature/2003/04/10/0001193665/15.pdf – Дьяконов В.П. «Закон Мура» и компью-терная математика (в ж. Exponenta Pro, 2003, №1).

11. https://www.3dnews.ru/756543 – Обзор процессоров Core i7-4960X и Core i7-4820K: страшно далеки они от народа (сентябрь 2013).

12. https://ru.wikipedia.org/wiki/Socket_H3 – Soket H3. Списки процессоров Интел (включая i 3, 5, 7) в Википедии.

13. https://www.overclockers.ru/lab/54226/Vstrechaem_chetvertoe_pokolenie_Intel_Core_i7-4770K_i_i5-4670K.html – Встречаем четвертое поколение Intel Core: i7-4770 и i5-4670 и «темный кремний» (июнь 2013 г.).

Задача №5. Закон Мура для кристаллов/микросхем памяти сегодня

Считается, что в компьютерном мире эмпирический закон Мура справедлив для развития не только для кристаллов CPU (см. задачу №5), но и для кристаллов памяти, рис.4. Причем в случае микросхем памяти в силу регулярной структуры кристаллов достигается существенно большая степень интеграции. В частности, это касается кристаллов динамической памяти оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), реализованных на основе однотранзисторных элементов памяти (ЭП)[5].

Рис. 4. Рост информационной емкости кристаллов памяти (по закону Мура!)

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%BC%D1%83%D1%80%D0%B0 – Википедия о законе Мура.

2. https://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/01_07/stat_92.htm – Микросхемы памяти: прошлое, настоящее, будущее.

3. https://corp.cnews.ru/top/2013/09/02/samsung_nachala_proizvodstvo_pamyati_novogo_pokoleniya_541326 – фи-рма Samung начала производство памяти нового поколения. DDR4 емкостью 4 Гбит и модулей SDRAM на их основе емкостью 16 и 32 Гбит (2 сентября 2013 г.).

Задача №6. Закон Мура для кристаллов/микросхем GPU?

10 апреля 2014 г. Состоялся семинар, посвященный технологиям графических процессоров GPU NVIDIA и видеокарт на их основе [1]. На рис. 5 представлен планируемый генезис развития кристаллов GPU[6].

Предлагается оценить, какому закону подчиняется рост степени интеграции кристаллов GPU NVIDIA [2-4]. Если это закон Мура, то каков параметр закона? Необходимо на основе данного параметра сделать прогноз дальнейшего роста степени интеграции кристаллов GPU NVIDIA.

Рис. 5. Планируемая эволюция GPU NVIDIA (по закону Мура?)

1. https://www.nvidia.ru/object/blog-nvidia-technology-day-msu-ru.html – День технологий NVIDIA в МГУ.

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%F0%E0%E2%ED%E5%ED%E8%E5_%E3%F0%E0%F4%E8%F7%E5%F1%EA%E8%F5_%EF%F0%EE%F6%E5%F1%F1%EE%F0%EE%E2_NVIDIA – Википедия о сравнении GPU NVIDIA для десктопных и мобильных компьютеров.

3. https://www.3dnews.ru/news/graficheskie_protsessori_vozmut_20_tflops_k_2015_godu – Графические процес-соры возьмут 20 Тфлопс к 2015 году (2009 г.).

4. https://www.overclockers.ru/hardnews/59676/NVIDIA_na_GTC_2014_dvuhprocessornyj_GeForce_GTX_Titan_Z_i_arhitektura_Pascal.html – про двухпроцессорный графический процессор с архитектурой Паскаль.