Технические средства информационной технологии

 

Применение ПК позволило  применять новые информационные технологии и создавать системы  распределенной обработки данных. Высшей стадией систем распределенной обработки  данных являются компьютерные (вычислительные) сети различных уровней - от локальных до глобальных.

 

В своем развитии компьютеры первых четырех поколений не выходили за рамки классической структуры, ориентированной  на последовательные вычисления по программе. Но в начале нового тысячелетия (2005-2006 гг.) в связи с успехами микроэлектроники появились, а затем стали доминировать многоядерные микропроцессоры. Это  позволило пе-рейти к параллельным вычислениям даже внутри отдельного компьютера. Де-факто возникли качественно новые по построению и своим возможностям компьютеры следующего поколения. Однако еще в 1980 году появился японский проект создания компьютеров пятого поколения, отличительной особенностью которых должен быть встроенный искусст-венный интеллект. Видимо, несовпадение признаков классификации не позволяет сейчас узаконить переход на компьютеры нового поколения.

 

В новых компьютерах продолжается усложнение технических и программных  структур (иерархия управления средствами, увеличение их количества, параллелизм  в работе). Следует указать на заметный рост уровня "интеллектуальности" систем, создаваемых на их основе. Подобные тенденции будут сохраняться  и впредь. Так, по мнению исследователей [46], новые компьютеры наращивают и  совершенствуют встроенный в них "искусственный  интеллект", что позволяет пользователям  обращаться к ним на естественном языке, вводить и обрабатывать тексты, документы, иллюстрации, создавать  системы обработки знаний и т.д. Аппаратная часть компьютеров постоянно  усложняется, для них приходится создавать сложное многоэшелонное иерархическое программное обеспечение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процессоры для настольных компьютеров и рабочих станций 

 

В немалой степени причиной быстрого роста производительности систем стала ожесточённая конкуренция  на рынке процессоров для настольных компьютеров.

 

Рынок настольных машин ещё  с 80-х годов прошлого века почти  полностью занят PC-совместимыми компьютерами, «потомками» первых IBM PC (1981 г., процессор  Intel 8088). Архитектура PC была далеко не самой технически совершенной из возможных. Однако открытость этой архитектуры, тот факт, что все интерфейсы были опубликованы и потому совместимые комплектующие мог создавать любой производитель, сыграла решающую роль. Технические ограничения были во многом преодолены с распространением в середине 90-х годов шины PCI (также открытой).

 

Важные достоинства PC-совместимых  компьютеров, являющиеся следствием открытости архитектуры — огромное количество предназначенных для них разнообразных  комплектующих и периферийных устройств, а также лёгкость их сборки из комплектующих. Пользователи нередко заказывают сборку компьютеров с заказной конфигурацией небольшим фирмам или даже производят её самостоятельно. Кроме того, в определённых пределах возможен апгрейд — улучшение характеристик компьютера заменой отдельных комплектующих (включая центральный процессор).

 

Благодаря этим достоинствам, а также росту производительности, PC-совместимые компьютеры не только практически полностью завоевали  рынок настольных машин, но и потеснили  «рабочие станции» — специализированные высокопроизводительные компьютеры для  работы с графикой, трехмерной анимацией, научными расчётами и т.п. Граница  между рынками «настольных компьютеров» и «рабочих станций» практически  стёрлась, тем более что одна из типичных «настольных» задач — компьютерные игры — с применением всё более  совершенной графики и анимации стала предъявлять к производительности компьютера (включая процессор) почти  столь же серьёзные требования, как  и многие задачи «рабочих станций».

 

Машины, не являющиеся PC-совместимыми, в настоящий момент используются в основном как специализированные решения. Достаточно распространены компьютеры Apple Macintosh, в которых установлены процессоры IBM PowerPC — такие машины применяются в основном для работы с различной графикой, прежде всего — компьютерной вёрстки и дизайна; кроме того, за них держатся некоторые «лояльные пользователи», достаточно давно привыкшие использовать Macintosh. Рабочие станции фирм Sun, Hewlett Packard и Silicon Graphics используются в основном в случаях, когда необходимо использовать ту или иную программную систему (например, для научных расчётов или автоматического проектирования — CAD), работающую только на них; в этом случае пользователь выбирает не процессор и даже не компьютер, а программную систему, и приобретает такой компьютер, который нужен для её использования.

 

Первоначально процессоры для PC-совместимых компьютеров, выпускаемых  самыми разными фирмами, производила  практически только фирма Intel. Однако в 1991 году ей бросила вызов AMD со своим процессором Am386. Наиболее быстрая версия Am386 работала на частоте 40 МГц — тогда как Intel 80386 были рассчитаны на частоты только до 33 Мгц.

 

За последующие годы конкуренция  Intel и AMD стала мощным двигателем развития процессоров. В первое время (семейства 386, 486 — первая половина 90-х) процессоры AMD в основном основывались на разработках Intel, но затем AMD приобрела небольшую фирму NexGen, также специализировавшуюся на разработке процессоров, и «пошла своим путём». Во второй половине 90-х годов процессоры семейства AMD K6 всерьёз конкурировали с семействами Intel Pentium II и затем Pentium III (преимущественно в области настольных компьютеров). А в 1999 году AMD выпустила процессор принципиально нового седьмого (считая ещё от 8088) поколения Athlon, тем самым опередив Intel. Впрочем, через несколько месяцев фирма Intel также предложила процессор седьмого поколения — Pentium 4.

 

Можно долго спорить о  том, какие процессоры «лучше» —  Intel или AMD. Такие споры происходят постоянно, и объективные данные тестов, постоянно публикуемые в журналах и на различных сайтах в интернете, далеко не всегда убеждают ретивых спорщиков. Но практически всем очевидно, что каждая из этих фирм была вынуждена быстро создавать новые, более мощные, процессоры, а также снижать цены, благодаря конкуренции со стороны второй фирмы.

 

На данный момент наиболее мощный процессор для PC-совместимых  компьютеров предлагает фирма Intel — это модель Pentium 4 с тактовой частотой 3.06 ГГц (3060 МГц). В этом процессоре поддерживается технология HyperThreading, увеличивающая производительность при выполнении двух и более задач одновременно. «Топовый» продукт AMD — Athlon XP 2800+ (реальная тактовая частота 2250 МГц, название обозначает сравнимую производительность с Pentium 4 с тактовой частотой 2800 МГц); к сожалению, массовые поставки этого процессора ещё не начаты.

 

Для двухпроцессорных компьютеров  — таковы многие высокопроизводительные машины, используемые как рабочие  станции — фирма Intel предлагает процессоры Xeon, а фирма AMD — процессоры Athlon MP. Это версии процессоров Pentium IV и Athlon XP соответственно, оптимизированные для работы в двухпроцессорной системе. На данный момент производительность «высшей» из предлагаемых моделей Xeon (тактовая частота 2800 МГц) заметно больше, чем у «высшего» Athlon MP 2200+ (реальная тактовая частота 1800 МГц).

 

Если технологическое  лидерство несколько раз переходило «из рук в руки», в плане  продаж фирма Intel всё время оставалась ведущей. Её козырь — образ проверенного временем и несколькими поколениями надёжных решений производителя. Даже несколько серьёзных ошибок в продуктах Intel (наиболее известный случай, касающийся процессоров — ошибка в первых версиях процессора Pentium, приводившая к некорректным вычислениям с плавающей точкой) не поколебали репутацию фирмы.

 

Кроме того, фирма Intel постоянно проводит маркетинг, причём достаточно агрессивный. От презентаций на компьютерных выставках до навязчивой телевизионной рекламы — всё направлено на поддержание образа процессоров Intel как единственного решения.

 

Благодаря репутации и  маркетингу Intel многие пользователи (и, что важно, корпоративные менеджеры по информационным технологиям) выбирают компьютеры именно на базе процессоров Intel, даже если решения от AMD дают лучшее соотношение цены и производительности — а это нередко оказывается именно так.

Для многих задач при примерно равной стоимости системы решение  на основе процессора AMD оказывается  более производительным, чем при  использовании процессора Intel. Это оказывается особенно верным для недорогих компьютеров.

 

 

Процессоры Intel Pentium IV достаточно дороги; для «экономичных» компьютеров Intel предлагает процессоры марки Celeron, производительность которых для большинства типовых офисных задач и игр заметно меньше, чем у AMD Athlon XP сравнимой цены.

 

Для двухпроцессорных компьютеров  решение на базе двух процессоров AMD Athlon MP (моделей 2000+ и ниже) обычно оказывается дешевле, чем сравнимое по производительности на базе двух Intel Xeon, за счёт цены как самих процессоров, так и материнской платы для них. Это может быть важно при выборе относительно недорогой машины, например, для работы с трехмерной анимацией. Однако наиболее производительные двухпроцессорные PC-совместимые компьютеры могут быть собраны только на процессорах Intel Xeon.

 

На агрессивный маркетинг  фирмы Intel сторонники процессоров AMD нередко отвечают «шумностью» в интернете, а иногда — и на компьютерных выставках. По мнению некоторых авторов, такая «реклама» реально вредна для AMD, поскольку она ухудшает мнение сторонних наблюдателей о фирме, ассоциирует её с хаотичностью и беспорядочностью (тогда как репутация Intel говорит о стабильности и респектабельности этой компании). В последнее время это, похоже, стали понимать и сами яростные сторонники AMD, и их «скандальность» несколько угасла.

 

Ещё одной причиной затихания  шумных скандалов со стороны неумеренных  любителей AMD является замедление развития процессоров этой фирмы. И Intel, и AMD некоторое время назад заявили о подготовке к выпуску принципиально новых — 64-битных — процессоров, продолжающих линии для PC-совместимых компьютеров (все процессоры для таких компьютеров, начиная с семейства 386, являются 32-битными). Однако если Intel уже выпустил процессоры Itanium и Itanium 2, выпуск чипов AMD — Athlon 64 и Opteron — задерживается; их поставки ожидаются лишь в 2003 г.

 

Заметим, что подход к созданию 64-битного процессора у Intel и AMD принципиально различается. Intel Itanium — принципиально новый процессор, который, правда, может выполнять существующие программы для PC-совместимых компьютеров, но производительность при этом оказывается достаточно низкой. Для полноценного использования этого процессора требуются программы, созданные специально для него. Это делает Itanium (и его следующую версию — Itanium 2) скорее отдельным семейством процессоров, чем продолжением линии чипов для PC-совместимых компьютеров.

 

Рабочие станции на основе процессоров серии Itanium существуют, но не получили широкого распространения. Процессоры этого семейства в основном используются в серверах. Подробнее об этом сказано ниже.

 

64-битные процессоры, разрабатываемые  AMD — Athlon 64 и Opteron, ранее известные как ClawHammer и SledgeHammer — будут выполнять как новые (созданные специально для них), так и существующие программы для PC-совместимых компьютеров с полноценной производительностью. Благодаря этому Athlon 64, предназначенный для рабочих станций (а в перспективе — и настольных компьютеров) может стать достаточно популярным. Opteron предназначен для серверов.

 

Оправдаются ли возлагаемые  на новые процессоры AMD надежды, станет ясно, когда начнутся их поставки —  не ранее первой половины 2003 года. Пока что производительность 32-битных PC-совместимых  компьютеров достаточно велика для  «настольного» применения и приемлема  для многих задач, традиционных для  рабочих станций. Тем не менее, многие с интересом ожидают новых  достижений.

 

По некоторым данным, Intel разрабатывает чип, сходный по принципу действия с Athlon 64/Opteron. Условное название этого процессора — Yamhill. Впрочем, официально он не анонсирован.

 

Кроме Intel и AMD, процессоры для PC-совместимых компьютеров выпускаются фирмами VIA и Transmeta. Производительность чипов VIA C6 и Transmeta Crusoe существенно меньше, чем у наиболее мощных процессоров Intel и AMD. Однако они ищут своего потребителя, исходя из того, что требования типичных офисных задач к производительности не столь велики. Существенные достоинства этих процессоров — малое энергопотребление и малое выделение тепла.

 

Transmeta Crusoe иногда используется в компактных настольных системах, но куда чаще он встречается в мобильных компьютерах (см. ниже). Настольные компьютеры с процессором VIA C6 несколько более распространены, они обычно отличаются низкой ценой и тихой работой (этот процессор можно использовать без отдельного вентилятора).

 

К сожалению, нередко возникают  сомнения в полной совместимости  процессоров Transmeta Crusoe и VIA C6 со всеми существующими программами для PC-совместимых компьютеров. Кроме того, большинство пользователей, находясь под влиянием маркетинга производителей процессоров и компьютеров, предпочитают более мощные решения от Intel и AMD, даже когда в них нет реальной необходимости. Поэтому доля Transmeta и VIA на рынке центральных процессоров для настольных компьютеров остаётся небольшой.

Завершая обзор рынка  процессоров для настольных компьютеров  и рабочих станций, следует ещё  раз отметить, что пользователи нередко  придают типу и частоте процессора чрезмерное значение при определении  класса компьютера. К сожалению, этим пользуются недобросовестные сборщики и продавцы компьютеров (включая  известные brand name фирмы), предлагая «машины высокого класса по низкой цене». Реально оказывается, что в компьютере установлен мощный процессор, а вместе с ним — дешёвые прочие комплектующие (материнская плата, память, жёсткий диск), не позволяющие использовать эту мощность.

 

 

Процессоры для мобильных  компьютеров 

 

Мобильные компьютеры — «ноутбуки» различных форм и размеров — в  последнее время достаточно широко распространены. Их производительность приближается к настольным компьютерам, хотя и не может окончательно сравниться с ними из-за требований к размеру  комплектующих, их охлаждению и сбережению энергии.