Каким будет компьютер через 20 лет
Обновлено: 03.07.2024
18 октября Apple представила новые профессиональные ноутбуки MacBook Pro. Обновленные девайсы оценили в плане дизайна, производительности и стоимости. Кроме того, в сети появились активные споры на тему, какими окажутся компьютеры будущего. Футурологи сходятся во мнении, что современные гаджеты будут все менее привязаны к физической оболочке, перестанут быть дорогими и заточенными под определенные задачи, окажутся зависимыми от качества интернет-соединения.
Компьютер будущего — это не столько конкретный бренд или металлическая коробка с микросхемами, сколько способ визуализации данных и набор технологий.
Скорее всего, через 30-50 лет компьютеры будут значительно отличаться от тех машин, которые доступны на рынке сейчас. Это кажется очевидным, если вспомнить, какими девайсы были в конце XX века, когда даже термин «персональный компьютер» не был распространен в том значении, какое он имеет сейчас. Профессиональные машины — вроде квантовых компьютеров — будут развиваться параллельно рынку потребительской техники. Эти предназначенные для научных разработок устройства как были массивными и дорогими, таковыми и остались.
В начале 2020-х годов главными трендами развития персональных компьютеров кажутся стремление снизить размеры устройства и сделать девайс заточенным под максимальное количество задач. Например, Apple развивает направление производительных планшетов. Так, iPad Pro по сути является ноутбуком без физической клавиатуры. При этом гаджет справляется как с просмотром соцсетей и фильмов, так и набором текста и даже редактированием фотографий и видео. К современным планшетам — не только производства американской компании — можно подсоединить аксессуары вроде внешней клавиатуры или принтера. В этом случае девайс становится более функциональным и заменяет стандартный компьютер.
Еще одним стремлением производителей является движение в сторону универсальности. На современные компьютеры все реже навешивают ярлыки, вроде «устройство для учебы» или «машина для игр». Хотя существуют и специальные геймерские гаджеты, которые выделяются специфическим дизайном и расцветкой. В будущем грань между девайсами может быть окончательно стерта. По рекламе компьютеров можно предположить, что выделять какое-то одно направление использования аппарата не очень выгодно.
Одним из признаков универсальности является сближение традиционного настольного компьютера и смартфона. Разрабатываются решения, которые позволяют моментально открыть девайс и начать им пользоваться — как в случае с телефоном, который постоянно находится во включенном состоянии. Можно вспомнить платформу DeX от Samsung, которая позволяет подключать смартфон к монитору и использовать его как полноценный ПК.
Одним из способов решения проблемы мощности компьютера и компромисса между производительностью и энергопотреблением является выбор стриминга. Футурологи описывают устройство будущего как девайс, подключенный к высокоскоростной сети. Ресурсоемкие задачи — вроде математических расчетов или современных игр — будут запускаться на удаленном сервере. Фактически за компьютер будет отрабатывать расположенный в далеком дата-центре суперкомпьютер. «Устройства станут “сосудом”, который наполняется технологиями», — считает главный редактор портала BGR Джонатан Геллер. Двусторонняя связь между серверным оборудованием и «донором» будет настроена через беспроводную связь. Одной из проблем такого подхода является недостаточно стабильная связь — особенно в отдаленных районах. При этом работающие примеры уже есть: стриминговый игровой сервис Google Stadia.
Плохое интернет-соединение пока что не позволяет полностью отказаться от физических накопителей и максимально облегчить комплектацию компьютера. Современные ПК полагаются на твердотельные накопители стандарта NVMe, которые обеспечивают высокую скорость чтения и записи. С развитием 5G и спутникового интернета доступ к сети будет постоянным, а облачные сервера окажутся основным способом хранения данных.
Узким местом в применении любых новых технологий в компьютерах аналитики называют низкий уровень автономности. Самые продвинутые ноутбуки могут работать на одном заряде менее суток, что делает их крайне зависимыми от стационарного источника питания. Ученые считают, что проблему можно будет решить с помощью суперконденсаторов, которые заменят классические батареи. Подобные элементы питания не только работают дольше, но и заряжаются значительнее быстрее. Ученые Университета Дьюка предсказывают появление подобных суперконденсаторов в ближайшие пять лет, что влечет за собой революцию в использовании любых нуждающихся в зарядке устройств — начиная с компьютера и заканчивая электромобилем.
Опасения о том, что количество потребляемой компьютерами электроэнергии превысит количество ее выработки во всем мире, были опубликованы еще в конце прошлого года. Но заговорили о них только сейчас, после того как был выпущен итоговый план по развитию полупроводниковой технологии.
Кремниевая пластина, используемая для производства микросхем. Фото: IBM
Компьютерные микросхемы становятся все более мощными из-за увеличения количества транзисторов. В будущем для стабильной работы им потребуется еще больше электроэнергии (если не улучшится их КПД).
«Производство следует Закону Мура — в результате чего в микросхемах используются транзисторы меньшего размера, но с большей удельной мощностью и соответствующими проблемами терморегулирования, — гласит отчет SIA. — Чем больше в микросхеме транзисторов, тем больше в ней соединительных связей — в передовых микропроцессорах длина таких соединений может составлять несколько километров. Но когда соединения сжимаются, они становятся менее эффективными».
SIA подсчитала, что если производство микросхем продолжит идти нынешним путем, то «к 2040 году вычислительная обработка данных станет невозможна, потому что количество энергии, необходимой для ее совершения, будет превышать весь объем производимой в мире энергии».
В наше время производители микросхем компонуют мельчайшие транзисторы в трехмерном пространстве, чтобы улучшить производительность. Но SIA считает, что такие методы не могут действовать вечно — плотные микросхемы будут терять еще больше энергии.
«Если мы хотим предотвратить стремительный рост объемов потребления энергии, нам нужна новая технология и архитектура. Причем они должны быть в несколько раз более энергоэффективными, чем современные передовые технологии полупроводников», — утверждает SIA.
Вот какую задачу должны решить компьютерные инженеры и ученые. При этом они должны учитывать, что, согласно новому плану SIA, после 2020 года традиционные методы улучшения производительности микросхем (например, уменьшение размера транзисторов) будут нецелесообразными с точки зрения экономики.
Чтобы улучшить эффективность вычислений, придется использовать другие методы, помимо увеличения количества транзисторов — и тогда нам, возможно, удастся сохранить хотя бы основные принципы Закона Мура на протяжении еще нескольких десятилетий.
Американские учёные объявили о существенном прорыве на пути создания вычислительной системы.
По словам учёных, сопоставимый с мощностью человеческого мозга компьютер может быть разработан к 2019 году.По мнению учёных, непрерывное увеличение объемов цифровой информации и ее усложнение ведут к необходимости создания нового типа вычислительных систем, которые в огромном потоке информации смогут вылавливать нужные и важные данные и делать это с более высокой точностью. В бизнесе такие системы смогут анализировать большие объемы данных, помогая принимать верные решения. Об этом заявляют специалисты IBM.
Помимо сотрудников IBM, в разработке так называемых когнитивных вычислительных систем (способных учиться, а не просто обрабатывать данные) принимают участие учёные из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Lawrence Berkeley National Lab - LBNB), Стэндфордского университета, Университета Висконсина в Мэдисоне, Медицинского центра при Колумбийском университете и Калифорнийского университета в Мерседе.
Учёные впервые смогли сымитировать работу мозга млекопитающего, содержащего 1 млрд нейронов и 10 трлн нейронных связей между ними. Имитация была выполнена на суперкомпьютере Dawn на базе платформы IBM Blue Gene/P, расположенном в LBNB в Беркли, штат Калифорния. Согласно последней редакции рейтинга Топ-500, это одиннадцатый по производительности суперкомпьютер в мире. Он содержит 147456 процессоров, имеет 144 терабайта оперативной памяти и работает под управлением операционной системы CNK/SLES 9. Максимальная вычислительная мощность системы составляет 415,7 триллионов операций с плавающей запятой в секунду, потребление электрической энергии - 1134 кВт. Для изучения человеческого мозга и построения модели инфраструктуры нейронных связей использовался ядерно-магнитно-резонансный томограф.
Учёные уверены, что со временем они смогут уменьшить объем и энергопотребление вычислительной системы, способной воспринимать и обрабатывать информацию так же, как это делает млекопитающее. В частности, долгосрочной целью учёных является создание компактной системы с такими способностями, энергопотребление которой будет меньше в сравнении с современными системами класса HPC. Разработки ведутся при материальном содействии Агентства передовых оборонных исследовательских проектов США (DARPA), которое в рамках проекта под названием SyNAPSE вложило в разработку компьютерного чипа с когнитивными возможностями $16,1 млн. "Целью данной инициативы является создание нового вида электроники, которая сможет понимать и отвечать на информативную среду совершенно новым для вычислительной техники образом - как это делает мозг", - комментирует директор программы Тодд Хилтон (Todd Hylton).
Исследователи убеждены в том, что разрабатываемая ими система имеет принципиальное отличие от любых известных на сегодняшний день компьютеров, так как работает иным образом - она не просто получает и сравнивает информацию с существующей в своей памяти, а является способной к самостоятельному обучению.
"Учиться на примере человеческого мозга - наиболее верный путь развития современных вычислительных систем, - считает почетный сотрудник IBM, директор исследовательской лаборатории IBM Research - Almaden Джозефин Чен (Josephine Cheng). - С увеличением объема информации и все более плотным проникновением вычислительных систем в нашу повседневную жизнь, вполне разумно создание компьютеров, которые бы смогли воспринимать информацию так же, как это делаем мы с вами". По словам учёных из IBM, сопоставимый с мощностью и эффективностью человеческого мозга компьютер может быть разработан к 2019 году.
Хотите первыми получать важную и полезную информацию о ДЕНЬГАХ и БИЗНЕСЕ? Подписывайтесь на наши аккаунты в мессенджерах и соцсетях: Telegram, Twitter, YouTube, Facebook, Instagram.
Когда мы договаривались с MSI о подготовке материала о подборе оптимальных компонентов для игрового ПК, эти компоненты ещё продавались в магазинах — пусть и не везде, но, по крайней мере, по более-менее приемлемым ценам. Но даже после того как ситуация на рынке усложнилась, мы решили не откладывать публикацию и не менять рекомендации, так как собранная нами система будет оставаться актуальной и производительной ещё не меньше пары лет, за которые цены и предложение уж точно успеют прийти в норму.
Ниже вы найдёте несколько общих советов, подкреплённых примерами и тестами конкретных компонентов MSI — мы выбрали именно их как наиболее предпочтительные, но если у вас другое мнение, поделитесь им с нами в комментариях.
ПК начинается с процессора — AMD Ryzen 5 5600X и B550M
Планирование игровой сборки всегда начинается с процессора — это не только ключевой компонент сам по себе, но также от него зависит выбор многих других частей системы. «С разгоном или без?», «нужен ли ли сверхбыстрый SSD?», «на какой срок собирается система?» — на все эти вопросы нужно ответить заранее, так как многое здесь упирается в CPU.
Наиболее сбалансированным и производительным сейчас будет AMD Ryzen 5 5600X — совсем свежая модель среднего уровня с шестью ядрами двенадцатью потоками. Этот чип ощутимо отличается от прошлого поколения Ryzen и вполне может остаться актуальным ещё долго, особенно с учётом хорошего разгонного потенциала на будущее.
Главным отличием линейки Ryzen 5000 стала более высокая частота по сравнению с прошлыми поколениями — этим чипам довольно легко даётся планка в 5 ГГц без жидкого азота и других экстремальных мер, что прежде было немыслимо для AMD. Также изменилась структура кэша, улучшились энергоэффективность и производительность на такт, что также делает процессоры мощнее и «холоднее».
Оперативную память стоит выбирать так — если вы намерены серьезно заморочиться с разгоном, приготовьтесь погрузиться в десятки обзоров и обсуждений на форумах, в ходе которых вы научитесь разбираться и настраивать тайминги, типы чипов и подбирать идеальные соотношения напряжения к частотам. А если желания вникать нет, можно взять практически любой комплект из двух планок по 8 ГБ с заявленной частотой не меньше 3,2 ГГц (в случае с Ryzen 5000 лучше даже побольше). Мы выбрали комплект HyperX Predator RGB, так как эти модули нередко продаются со скидкой, надёжны и синхронизируются с системой подсветки MSI Mystic Light.
В качестве материнской платы мы использовали MAG B550M MORTAR — модель среднего ценового уровня, которая содержит все необходимые элементы с минимумом излишеств. Например, на ней нет RGB-светодиодов и декоративных элементов вроде зеркальных вставок или экранов, как у более дорогих плат MSI, а на задней панели нет отдельных кнопок для сброса BIOS или других элементов для энтузиастов.
Выбранная нами материнская плата имеет формам Micro-ATX — она меньше стандартной ATX, но практически не уступает ей по функциональности. Не хватает, разве что, одного PCIe-слота для видеокарт и USB-портов немного поменьше, но при разнице в цене и большем разнообразии доступных корпусов это более чем терпимый компромисс.
Как и все платы с чипсетом B550 она без проблем совместима с процессорами AMD Ryzen 3000 и 5000 и полностью поддерживает разгон. Подсистема питания имеет компоновку 8+2+1 и охлаждается массивным алюминиевым радиатором, а вся внутренняя разводка выполнена из меди и рапределена по четырём слоям текстолита — это позволяет снизить электромагнитные наводки между компонентами и повысить чистоту сигнала. Для значительного разгона топовых чипов вроде Ryzen 9 желательно использовать более дорогие материнские платы с 10 или более фазами питания, но для сравнительно нетребовательного Ryzen 5 платы такого уровня вполне хватит.
На плате расположено два слота для SSD формата M.2, один из которых напрямую связан с процессором четырьмя линиями PCIe 4.0 — это обеспечивает пропускную способность до 64 Гбит/с, которой пока что не способен достичь ни один из существующих накопителей (максимум — 7,5 ГБ/с или 60 Гбит/с на чтение). Этот слот оборудован собственным радиатором Shield Frozr, поэтому при покупке быстрых накопителей вроде WD Black SN850 можно сэкономить несколько тысяч рублей на версии без дополнительного охлаждения.
Охлаждение и питание влияют на производительность и долговечность ПК
Кулер для процессора и блок питания часто выбирают по остаточному принципу — берут то, на что хватает бюджета после подбора всех остальных компонентов. Но для системы, рассчитанной на длительное использование, такой подход может выйти боком.
В особенности это касается блока питания — это далеко не самый дорогой или технологичный компонент, но от него зависит долговечность и надёжность всей системы. Если блок питания сломается во время работы, пропустит в систему резкий скачок напряжения или не заблокирует короткое замыкание, процессор, оперативная память или даже видеокарта могут оказаться непоправимо испорчены, и придётся отправляться в магазин за новыми.
При подборе БП важно соблюдать три основных правила:
- заявленная мощность должна быть на 20-30% выше, чем энергопотребление системы в пиковой нагрузке;
- наличие сертификата 80 Plus не только обозначает КПД и снижает расход электроэнергии, но и служит хотя бы минимальным индикатором качества внутренних компонентов (чем выше уровень, тем лучше);
- большой вентилятор издаёт меньше шума и позволяет поддерживать более комфортную температуру работы.
Для компьютера с Ryzen 5 и RTX 3070 будет вполне достаточно БП на 650-700 Вт с сертификатом 80+ Bronze, но при возможности лучше всегда выбрать 80+ Gold, так как разница в цене в последние годы обычно не так уж велика. А вот различные дополнения вроде съёмных кабелей, RGB-подсветки и прочего никак на эффективность и безопасность не влияют, тут уж в игру вступает ваше персональное чувство прекрасного.
В нашем компьютере использовался БП Smart ProRGB 850 от Thermaltake (он просто оказался под рукой), но с 2020 года MSI производит собственные блоки питания MPG A650GF и A750GF — у них как раз и кулер на 140 мм, и кабели отстёгиваются, и дизайн сдержанный, без цветных акцентов и RGB.
Для охлаждения процессора мы использовали СВО MAG CORELIQUID 240R. Это универсальная и простая в установке закрытая система жидкостного охлаждения, которая хорошо дополняет систему с полным набором компонентов MSI.
Закрытые СВО не требуют обслуживания и достаточно надёжны — если смонтировать все правильно и аккуратно, то она проработает много лет и будет тише и эффективнее башенных воздушных кулеров. «Водянка» отводит тепло от процессора на радиатор большой площади, который охлаждается одновременно двумя или тремя кулерами, благодаря чему эффективность рассеивания получается выше, а скорость вращения вентиляторов (и, соответственно, шум) — ниже. Протечки или испарение жидкости также крайне маловероятны, так как, в отличие от кастомных СВО, все сочленения и швы герметично запечатаны, в резервуаре не может скапливаться воздух, а специальным образом очищенная «вода» не вызовет отложений налёта на трубках или осадка на механизме помпы.
MAG CORELIQUID 240R от MSI спроектирована достаточно находчиво: компактный водоблок украшен с логотипом дракона на поворотной площадке с необязательной подсветкой, поэтому крепить его можно любой стороной. Помпа вынесена отдельно от источника тепла в радиатор, поэтому система работает тише и выглядит аккуратно и минималистично.
В комплекте прилагаются два 120-миллиметровых вентилятора с RGB-подсветкой — она синхронизируется с универсальной системой MSI Mystic Light, в которую также входят все компоненты, периферийные устройства и мониторы MSI, оперативная память HyperX, настенная подсветка NanoLeaf и другие устройства. Через приложение все устройства с Mystic Light можно либо настраивать по отдельности, либо выставлять цвета и эффекты сразу на несколько — я, например, выбрал режим отображения температуры, который меняет оттенок в зависимости от нагрева процессора.
Даже с умеренным разгоном система ни разу не вышла из «зелёной» зоны (0-55 градусов Цельсия) во время игр и тестов — такого охлаждения с избытком хватило для Ryzen 5 5600X.
Не менее важную роль в охлаждении компонентов играе корпус. При выборе важно соблюдать баланс между продуваемостью, шумоизоляцией, защитой от пыли, удобством сборки и красотой. MSI MPG SEKIRA 100P оказался весьма неплох по большинству из этих параметров.
Корпус выполнен в сдержанном стиле — прямые углы, ровные поверхности сверху и по бокам передней панели сетка с фильтром, а слева — стеклянная панель. Для особенно мощных компонентов с воздушным охлаждением рекомендуются корпуса с сетчатой передней панелью, но в нашем случае притока свежего воздуха сверху, снизу и через сетки в по бокам оказалось более чем достаточно.
С закрытой стенкой температура компонентов выросла всего на один градус даже несмотря на то, что мы не устанавливали ни одного дополнительного вентилятора — два кулера радиатора СВО одновременно работали на вдув, а на выдув трудился всего один кулер на задней панели. При желании радиатор СВО можно было бы разместить сверху с кулерами на выдув (все отверстия для креплений предусмотрены), а на передней панели разместить два-три входных вентилятора, но это не потребовалось.
Собирать систему в корпусе MSI также оказалось удобно: каналы для прокладки проводов расположены с умом, а количество непонятных элементов, ради которых пришлось бы лезть в инструкцию, сведено к минимуму.
GeForce RTX 3070 — лучшая видеокарта для Full HD и 1440p
Выбор видеокарты для нашей системы был простым — у RTX 3070 сейчас практически нет конкурентов с точки зрения баланса цены, производительности и актуальности в долгосрочной перспективе (особенно когда цены вернутся в норму).
Видеокарты NVIDIA RTX 30-й серии не только показывают отличную производительность сами по себе, но и оснащены целым пакетом фирменных технологий на все случаи жизни.
- RT-ядра второго поколения обеспечивают эффективную аппаратную трассировку лучей для реалистичных отражений, теней и освещения.
- Тензорные ядра третьего поколения отвечают за машинное обучение и нейросети, на которых работает технология DLSS 2.0.
- Для заинтересованных в стриминге во всех видеокартах NVIDIA RTX есть аппаратный кодек NVENC и пакет софта RTX Broadcast, который помогает отсекать шум окружения в микрофоне и заменять фон без зелёного экрана.
- Для рабочих задач вроде видеомонтажа, 3D-моделирования или работы с проектированием видеокарты RTX тоже подходят лучше конкурентов из-за более качественной оптимизации под них большинства софта.
- В будущем у видеокарт RTX появится поддержка RTX IO — это технология, которая обеспечивает прямое взаимодействие между SSD и видеокартой, благодаря чему дополнительно ускоряются загрузки и исчезают проблемы с появляющимися из воздуха предметами.
Мы использовали одну из самых мощных вариаций этой видеокарты на рынке — MSI GeForce RTX 3070 GAMING X TRIO. Эта массивная видеокарта с огромным радиатором и тремя кулерами поставляется с о специальной «подножкой» в комплекте, чтобы удерживать её в ровном положении и не допускать провисания в слоте.
Благодаря огромной теплоёмкости радиатора, которой хватает даже для вдвое более «горячей» RTX 3090, дизайн GAMING X TRIO позволяет RTX 3070 работать на максимальных частотах (даже с разгоном выше 2 ГГц) практически бесшумно и не нагреваясь сильнее 60-65 градусов (а то и 40-50 в менее требовательных задачах). Чем ниже операционная температура, тем ниже износ и вентиляторов, и самого чипа, что должно обеспечить видеокарте исправную работу с минимумом обслуживания на практически неограниченный срок.
Игровые тесты мы проводили в разрешениях Full HD и 1440р — RTX 3070 позволяет запускать игры и в 4К, но в долгосрочной перспективе этот вариант может оказаться не слишком реалистичным, а с 2К проблем возникать не должно в любом случае. Одиночные игры работают в комфортном диапазоне 50-70 fps в зависимости от качества оптимизации на максимальных настройках графики, а соревновательные проекты вроде World of Tanks и CS:GO и вовсе удерживаются в «киберспортивном» fps выше 144 кадров в секунду.
WoT с RTX пока работает только в тестовом режиме отдельным клиентом, в самой игре эти опции графики недоступны
И с течением времени ситуация будет меняться только к лучшему — с каждым годом всё больше игр получают поддержку DLSS, а с 2021 года начнут выходить тайтлы с другими подобными оптимизациями вроде Mesh Shaders, RTX IO и Variable Rate Shading, которые позволят делать более «графонистые» игры менее требовательными к железу.
Читайте также: