Современные процессоры становятся все более мощными, а их вычислительная плотность растет с каждым поколением. Увеличение количества транзисторов, повышение тактовых частот и активное использование технологий параллельных вычислений приводят к тому, что тепловыделение центральных и графических процессоров постоянно увеличивается. Если еще двадцать лет назад большинство настольных процессоров потребляли менее 50 ватт энергии, то сегодня флагманские модели способны выделять более 200 ватт тепла при максимальной нагрузке. В условиях такой плотности тепловыделения традиционные методы охлаждения начинают достигать своих пределов, и инженеры активно ищут более эффективные решения. Одним из таких решений стало применение жидкого металла в системах охлаждения процессоров. Читать далее «Процессоры с охлаждением жидким металлом: новая ступень развития компьютерного железа»

Современные компьютеры используют несколько типов памяти, каждый из которых выполняет свою роль. Оперативная память DRAM обеспечивает высокую скорость работы программ, но полностью теряет данные при отключении питания. Постоянная память на основе флеш-накопителей используется в SSD и сохраняет информацию без питания, однако работает значительно медленнее. Уже много лет инженеры ищут универсальное решение, которое смогло бы объединить преимущества этих технологий. Одним из наиболее перспективных кандидатов считается MRAM — магниторезистивная память, способная одновременно обеспечить высокую скорость, энергонезависимость и долговечность. Читать далее «MRAM — память, способная заменить DRAM и SSD»

Индустрия полупроводников на протяжении десятилетий развивалась благодаря постоянному уменьшению размеров транзисторов. Этот процесс позволял увеличивать производительность процессоров и снижать стоимость вычислений. Однако к началу 2020-х годов стало очевидно, что традиционный путь масштабирования постепенно упирается в физические ограничения. Производственные нормы уже достигли уровня нескольких нанометров, а дальнейшее уменьшение транзисторов требует огромных затрат и сложнейших технологических решений. В этих условиях инженеры ищут новые способы повышения производительности микросхем, и одним из наиболее перспективных направлений стала технология 3D-упаковки и так называемая chiplet-архитектура. Читать далее «3D-упаковка микросхем и chiplet-архитектура: новая эра развития компьютерного железа»

Микропроцессоры лежат в основе всей современной цифровой техники — от смартфонов и ноутбуков до суперкомпьютеров и систем управления космическими аппаратами. На протяжении десятилетий рынок процессорных архитектур был фактически поделен между несколькими крупными игроками. Наиболее известными стали архитектуры x86, используемые в большинстве персональных компьютеров, и ARM, доминирующие в мобильных устройствах. Однако в последние годы всё больше внимания инженеров и компаний привлекает новая архитектура под названием RISC-V. Она отличается открытой моделью разработки и гибкостью, которая может радикально изменить индустрию компьютерного железа. Читать далее «RISC-V процессоры: открытая архитектура будущего»

Современная цифровая экономика опирается на огромные объемы вычислений. Серверные фермы, искусственный интеллект, облачные платформы и системы обработки больших данных требуют всё большей производительности. Однако традиционная кремниевая электроника постепенно приближается к физическим ограничениям. Транзисторы становятся всё меньше, тепловыделение увеличивается, а рост частоты процессоров замедлился ещё в начале 2000-х годов. На этом фоне исследователи всё активнее изучают альтернативные способы обработки информации. Одним из наиболее перспективных направлений считаются фотонные чипы — микросхемы, которые используют для вычислений не электрические сигналы, а свет. Читать далее «Чипы на основе фотоники: вычисления с помощью света»