«Умная пыль»: как устроен самый маленький компьютер Michigan Micro Mote. Самый маленький компьютер в мире: фото, описание, рейтинг Компьютеры размером с ладонь
Наверняка мало кто задумывался о том, что существуют в мире компьютеры, размеры которых не превышают банковской карты. Думаете это нереально? А вот и нет. Подобные ПК существуют и, более того, один из них был презентован как раз в этом году. Впрочем, почему бы не пройтись по всем известным моделям "крохотных" ПК? В сегодняшнем материале мы расскажем о том, какие существуют в мире самые маленькие компьютеры. Будет интересно и познавательно. Поехали!
C. H. I. P.
Итак, открывает сегодняшний список, компьютер от компании C. H. I. P. Данное устройство было создано в 2015 году. Размеры компьютера поражают - 45 х 30мм. Таким образом, самый маленький компьютер в мире можно без проблем положить в кошелек, карман или спичечный коробок.
Работает компьютер на базе процессора GR8. Тактовая частота составляет 1 ГГц. Объем оперативной памяти 256/512 Мб, а жесткий диск имеет объем до 4 Гб. Есть также встроенные модули Wi-Fi и Bluetooth.
Подключается C. H. I. P. через специальную материнскую плату, на которой есть USB-порт. К плате также можно подсоединить внешний монитор, клавиатуру, мышь, колонки, кабель Ethernet.
Создатели C. H. I. P. также уверяют, что если подключить к их компьютеру 1-2 беспроводных геймпада, то без проблем можно сыграть во множество ретро-игр, которые запускаются из-под DOS. В целом же, "Чип" без проблем подойдет для какой-нибудь простой офисной работы, просмотра мультимедийных файлов и прочих, не слишком сложных задач.
Стоимость ПК на данный момент составляет 16 долларов (1000 руб.) без учета материнской платы.
Edison
Второй в мире, о котором пойдет речь, - Edison от Intel. Всемирно известная компания по производству процессоров не смогла остаться в стороне, когда в мире стали появляться маленькие ПК, и решила дать свой ответ. В 2014 году прошла первая презентация "Эдисона", а в 2015-м уже стартовали массовые продажи.
Размеры компьютера от "Интел" еще меньше, чем у "Чипа" - 35 х 25 мм. Что же удалось разместить на таком маленьком кусочке платы? Да, собственно, весь стандартный набор: процессор с 2 ядрами Silvermont с частотой 500 МГц, 4 Гб памяти для накопителя, 1 Гб ОЗУ и модули для вайфай и блютуз. Антенна для вайфай, кстати, может быть двух типов - встроенная и внешняя.
Устанавливается Edison на специальную плату, которая идет в комплекте. Платы могут быть разные, но чаще всего встречается Arduino совместимая. Подключается данный компьютер достаточно легко, через порты USB на плате. Вместо стандартной ОС можно установить любую кастомную на свое усмотрение.
Как заверяет разработчик, компания Intel, для Edison в будущем будет создан специальный магазин приложений, по типу как Google Play или Apple Store. Возможности у компьютера также весьма неплохие - он подойдет не только для работы, но и для развлечений.
CuBox-I 4 x 4
На третьем месте самых маленьких компьютеров в мире расположилось устройство CuBox. По своему внешнему виду уже более напоминает компактный компьютер в корпусе. Размеры "малыша" составляют 50 х 50 х 50 мм. На корпусе предусмотрены разъемы HDMI, слот под карту памяти микро-SD и разъем под кабель питания.
Что касается технических характеристик, то в качестве процессора тут используется чип от Freescale iMX6, построенный на базе архитектуры Cortex A9. Его тактовая частота составляет 1,0-1,2 ГГц. Есть даже отдельный графический чип, который выполняет роль видеоускорителя - Vivante GC2000. Оперативки у ПК 4 Гб. Что касается жесткого диска, то тут используется карта памяти micro-SD. В комплекте, кстати, сразу же идет карточка на 8 Гб. Поддержка всех беспроводных технологий имеется. Работает "кубик" на операционной системе Android, версии 4. 4. Будет ли обновление до 5. 1 и выше, увы, неизвестно.
По возможностям CuBox очень сравним с планшетами, только значительно лучше их в плане производительности. Минусом, пожалуй, можно назвать отсутствие возможности работать напрямую с exe-файлами и переустановить ОС на любую другую. Что до стоимости, то купить CuBox можно за 150-170 долларов (9500 - 10790 руб.).
Michigan Micro Mote
Michigan Micro Mote - название самого маленького компьютера в мире, который расположился на предпоследнем месте сегодняшнего списка. До недавнего времени именно это устройство считалось самым маленьким. Размеры Micro Mote просто поражают - всего 1 кубический мм. Даже семечка или зернышко пшеницы больше, чем этот ПК.
Тем не менее, чем же может похвастать Micro Mote? Ну тут есть процессор Phoenix, который разделен на 2 части. Одна выполняет роль ЦП, а другая непосредственно отвечает за периферию, запоминающие устройства и блок управления питанием.
Данный компьютер по своим возможностям больше подходит для каких-нибудь промышленных целей или портативных приборов. В совокупности может выполнять роль различных датчиков, например, для измерения температуры, давления и т. д. Также ПК способен фотографировать, искать полезные ископаемые и управлять различной электроникой. "Питается" компьютер, кстати, при помощи солнечной энергии, так что он еще и экологически чистый.
IBM
Ну, вот мы и дошли до последнего места, на котором гордо разместился самый маленький компьютер в мире от IBM. Размеры ПК составляют 1 х 1 мм, что даже меньше, чем у кристалла той же соли.
Сразу стоит сказать, что основное предназначение девайса - промышленность, умные гаджеты и прочая электроника. То есть использовать компьютер в домашних условиях не получится. Мощность ПК, как уверяют разработчики в IBM, сравнима с процессорами 90-х годов, что весьма неплохо, как для такого устройства. Процессор оснащен сотнями тысяч микротранзисторов, ОЗУ типа SRAM, фотомодулем для питания, LED-индикатором для оповещения и отправки информации и т. д. Любопытно, что в процессор встроен блокчейн-модуль, с которым компьютер отлично работает.
А вот, собственно, и фото самого маленького компьютера в мире:
Разработчики также утверждают, что их маленький компьютер без проблем можно использовать в качестве чипа для отслеживания почтовых отправлений, как "мозг" для управления умным домом, автомобилем, авиатехникой, ну и, конечно, как искусственный интеллект, которому пока что под силу только простые задачи типа сортировки и обработки данных, но в будущем IBM обещают расширить возможности.
Маленькие компьютеры еще не сильно популярны, но я уверен что многие пользователи оценят их по достоинству. Лично я и ранее присматривался маленьким компьютерам, но в то время в продаже не было такого мини компьютера на Windows который смог бы заменить настольный компьютер.
Есть конечно и ноутбуки, которые компактны и универсальны, да они могут заменить системный блок. Но для меня в недорогих ноутбуках есть 2 серьезных минуса:
- в ноутбуках маленькая диагональ экрана и маленькое разрешение. Качество дисплея очень низкое, при отклонении от прямого угла изображение выцветает.
- в недорогие ноутбуки не ставят SSD, а это серьезный минус для быстродействия.
Конечно ноутбук не заменим в поездках, и у меня есть ноутбук который я беру с собой, но когда речь идет о использовании дома, то лично для меня лучше монитор с большой диагональю, большим разрешением и матрицей IPS. Именно по этим причинам я выбрал мини-ПК.
Давайте обо всем по порядку, речь сегодня про бесшумный маленький компьютер который может заменить системный блок:
Мини компьютер поставляется в небольшой коробке,
в комплект поставки входят:
1 — сам компьютер
2 — блок питания
3 — кабель 220В
4 — две антенны Wi-FI, крепежные винты. Отдельно у того же продавца я купил VESA крепление к монитору.
5 — крепежные винты
6 — VESA крепление (в комплект не входит, надо заказывать отдельно)
Габариты
Как вы уже успели заметить размеры компьютера очень компактные 14 x 11 x 3,5 см, размеры сравнимы с размерами 3,5″ жесткого диска для настольного компьютера:
Технические характеристики
Вообще купить этот маленький компьютер можно в разных конфигурациях, ссылки на них я приведу ниже. А пока речь пойдет про этот, конкретный экземпляр.
Внешние разъемы
Все разъемы располагаются на двух противоположных торцах.
С одной стороны
- кнопка включения питания
- разъем блока питания
- 1 порт USB 3.0
- 4 порта USB 2.0
Со второй стороны
- 2 разъема под антенны
- 3,5″ аудиовыход
- 3,5″ разъем для микрофона
- RJ-45 сетевой адаптер
- HDMI выход
- VGA выход
Что внутри
Если мы заглянем во внутрь мини компьютера, то увидим что внутри все расположено компактно. Здесь можно увидеть 1 слот SO-DIMM с модулем памяти, mSATA разъем со вставленным диском SSD, Mini PCIE разъем в который вставлен модуль Wi-Fi.
А также тут есть разъем для SATA для подключения жесткого диска, и нестандартный разъем питания для жесткого диска. Подключать дополнительный диск я не пробовал, потому что не было кабеля питания. И если честно сомневаюсь что его можно будет уместить в этом корпусе, по крайней мере креплений под него нет.
Охлаждение
Система охлаждения здесь пассивная, то есть в этом компьютере нет никаких вентиляторов
, а за отвод тепла отвечает ребристый корпус маленького компьютера. При заявленных требованиях теплоотвода процессора — TDP 7,5W корпус вполне справляется с отводом тепла. Что касается перегрева, то пока с ним я не сталкивался компьютер за 2 месяца ни разу не завис и не отключился.
Замер температуры производился по встроенному в процессор датчику, в течении всех тестов, это примерно 80 минут. Как видно из замеров:
- минимальная температура составила 40°C
- максимальная температура составила 50°C
При этом запас до критической температуры составлял 50°C от максимума.
Отсутствие вентилятора и классического жесткого диска — это полное отсутствие шума, для меня это большой плюс.
Операционная система
Компьютер поставлялся с предустановленной английской Windows 7, копия была не лицензионная. Я сразу установил Windows 8.1 x64 драйвера установились все, единственное что я сделал, так это обновил их.
Linux системы на этом малыше работают, Live CD Ubuntu запустился без проблем. думаю все остальные дистрибутивы так же будут прекрасно работать.
В характеристиках компьютера заявлено что он поддерживает старую добрую Windows XP, но эту систему я не устанавливал, поэтому точно сказать насколько корректно она работает, и как обстоят дела с драйверами не могу.
Производительность
Сразу скажу геймерам — этот компьютер не для вас ! Как я уже писал графика здесь Intel HD Graphics, встроенная в процессор, к сожалению современные игры она не потянет. Но для некоторых игр его вполне хватит.
Если же вы выбираете компьютер, который занимал бы мало места, для работы в Интернет, для работы в офисных приложениях, для просмотра видео и прослушивания музыки, для работы в фотошоп и других графических редакторах — то можете не сомневаться, этот малыш легко справится со всеми этими задачами!
Тест производительности
Для измерения производительности использовался тест PerfomanceTest 8, скачать его можно на этой странице сайта www.passmark.com , в этом тесте:
- Общий бал компьютера 680.4-709.0
- Процессор показал результат на 30% ниже чем Core2Duo E8400
- Графика , как и ожидалось слабая, примерно в 2 раза медленнее Radeon 6450
- По тесту памяти отставание от DDR2 — 16%, от DDR3 — более 37%
- Диск показал результат в 2,5 раза быстрее обычных дисков и на 38% медленнее других SSD дисков
Детальные результаты тестов:
2D графика
:
3D графика
:
Процессор
:
Память
:
Диск
:
Итоговый результат
:
В марте прошлого года программа AlphaGo, разработанная Google DeepMind, одержала победу над одним из лучших мастеров го в мире - Ли Седолем (Lee Sedol). Эта серия игр стала показателем того, на что способны нейронные сети. И они находят применение в других (менее глобальных) приложениях, например программах для обнаружения вредоносного ПО или перевода текста на изображениях.
Ожидается, что в ближайшее время стоимость рынка программного обеспечения, использующего возможности глубокого обучения, превысит 1 миллиард долларов. Поэтому исследователи занимаются проектированием специальных чипов, способных справиться с такими приложениями.
Среди них выделяются Google, Nvidia, Qualcomm и др. Но сегодня мы бы хотели поговорить о разработке ученых Мичиганского университета - проекте Michigan Micro Mote - компьютере объемом в один кубический миллиметр.
Генеральный директор SoftBank Масаёси Сон (Masayoshi Son) предположил , что к 2035 году количество гаджетов Интернета вещей достигнет 1 триллиона. Однако у современных устройств, например камер, микрофонов, замков, термостатов, есть недостаток - они не способны анализировать информацию самостоятельно, потому постоянно передают её в облако, затрачивая энергию.
Исследователи из Мичиганского университета поставили перед собой задачу решить эту проблему и сделать умные и маленькие компьютеры с сенсорами для IoT.
«Сложно представить, сколько данных сгенерирует триллион устройств, - говорит профессор Мичиганского университета Дэвид Блааув (David Blaauw). - Создав маленькие энергоэффективные сенсоры, способные проводить анализ «на лету», мы сделаем наше окружение более безопасным и сэкономим электричество»
Именно проблему энергопотребления должен решить компьютер Michigan Micro Mote, который настолько маленький, что сопоставим размерами с рисовым зернышком.
Тем не менее он является полнофункциональной вычислительной системой, способной действовать как умный датчик. Например, его используют для мониторинга внутриглазного давления.
Удивительно маломощный
В основе решения лежит крошечный процессор Phoenix с очень низким энергопотреблением. Процессор Phoenix разделен на ядро и периферию. Ядро состоит из 8-битного CPU, 52-х 40-битных ЗУ с произвольным доступом для данных (DMEM), 64-х 10-битных ЗУ с произвольным доступом (IMEM) и 64-х 10-битных ПЗУ (IROM) для команд, а также блока управления электропитанием.Периферия включает в себя контрольный таймер и датчик температуры, но к их числу можно добавить еще 8 сенсоров, в зависимости от требуемого функционала.
Ядро и периферия взаимодействуют с помощью системной шины, использующей простой асинхронный протокол. Большую часть времени процессор Phoenix проводит в режиме готовности. Контрольный таймер, который является осциллятором с низким потреблением тока, «будит» процессор и запускает процесс обработки и сохранения показаний температурного датчика. После выполнения задачи, процессор возвращается в режим готовности и ожидает следующей команды - такой подход позволяет серьезно сократить энергопотребление.
CPU и другие логические модули могут быть отключены от источников питания, когда их услуги не требуются, а вот память (IMEM и DMEM) - нет, поскольку она должна хранить записанные в неё данные. Поэтому модули SRAM остаются главными потребителями энергии. По этой причине разработчики применяют методики, призванные снизить утечки тока, например высокий уровень напряжения на входах транзисторов. С той же целью была увеличена длительность стробирующего импульса.
Чтобы еще сильнее снизить энергопотребление, DMEM работает с так называемым списком свободной памяти. Этот список, управляемый CPU, содержит информацию об используемых строках в памяти DMEM. DMEM имеет 26 переключателей (каждый подключен к 2 строкам), которые выборочно отключают подачу тока в режиме готовности, учитывая состояние списка свободной памяти.
Разработчики также оптимизировали работу CPU с IMEM и DMEM. Для работы с IMEM используется минимальный набор базовых команд. Длина команды ограничена 10 битами, при этом популярные операции используют гибкие способы адресации, а менее популярные - неявные операнды. Также в процессоре имеется аппаратная поддержка сжатия, чтобы максимизировать емкость памяти.
Отображение адресов виртуальной памяти в DMEM выполняется с использованием фиксированного алгоритма Хаффмана. Сама DMEM разделена на статические и динамически определяемые блоки. Каждые 16 байт виртуальной памяти получают одну строку статического раздела. Если запись в память вызывает переполнение, избыток переносится в динамический раздел по указателю.
Что касается встроенного температурного датчика, то его схема представлена на рисунке выше. Температуронезависимый источник тока (Iref) и источник тока, показания которого меняются согласно абсолютной температуре (Iptat), подключены к кольцевому генератору, переводящему температурную информацию в импульсы. Затем эти сигналы поступают на суммирующий счетчик, генерирующий цифровые данные. Поскольку значение температурного датчика сохранять надолго не требуется, он отключается во время простоев, чтобы дополнительно сэкономить энергию.
В своей работе ученые провели тестирование процессора Phoenix и установили, что он потребляет 297 нВт в активном режиме и всего 29,6 пВт в режиме готовности.
Из чего сделан «бутерброд»
Помимо процессора, Michigan Micro Mote имеет несколько других «слоев», выполняющих свои функции. Одним из них являются солнечные панели - солнечная батарея площадью 1 квадратный миллиметр способна производить 20 нВт мощности.
Помимо солнечных батарей, устройство состоит из управляющего модуля, радиомодуля, интерфейса сенсорной системы, самого процессора, батареи и элемента регулирования мощности.
Слои общаются между собой с помощью специально разработанного универсального интерфейса, названного MBus. При этом ученые могут просто заменить один из слоев на другой, реализовав новый тип следящего устройства. Такой дизайн значительно снижает стоимость производства.
Путь в микробудущее
«Сейчас мы работаем над улучшением технологии обмена сообщениями между компьютерами, - говорит Блааув. - Пока что нам удалось достигнуть расстояния в 20 метров. Это серьезное улучшение, поскольку первые версии устройства могли передавать информацию лишь на 50 сантиметров»
Возможности технологии ученые из Мичигана продемонстрировали на конференции ISSCC.
Камнями преткновения к расширению зоны покрытия остаются размер антенны и необходимость увеличения мощности для передачи информации на большие расстояния, что сказывается на энергопотреблении.
Исследователи предпринимают и другие шаги к улучшению микрокомпьютера. Например, они постоянно совершенствуют память устройства - предыдущие поколения Micro Mote использовали лишь 8 килобайт SRAM, что делало их непригодными для обработки звука и видео. Поэтому команда ученых снабдила новые компьютеры флеш-памятью в 1 мегабайт.
Более того, одно из устройств Micro Mote, представленных на ISSCC, имело на борту процессор для глубокого обучения. Микрогаджет оказался способен управлять нейронной сетью, потребляя при этом всего 288 мкВт. Обычно такие задачи требуют больших банков памяти и вычислительных мощностей, предоставляемых современными GPU.
Блааув говорит, что их стартап CubeWorks уже занимается прототипированием устройств и исследованием рынков. Ученые надеются, что через 2 года появятся камеры наблюдения, способные вычислить разыскиваемого правонарушителя прямо среди проходящих мимо людей, и другие умные устройства из мира IoT.
