Процессор и микропроцессор

Бурное развитие компьютерной техники было обусловлено серьезными продвижением в микроэлектронике - в технологиях изготовления микросхем. С возрастанием мощности основного блока компьютера - процессора, - расширялся также и круг решаемых вопросов. В настоящее время компьютеры управляют многочисленными производственными процессами, позволяют проектировать все более сложные устройства наглядными средствами, проверяют свойства проектируемых устройств на моделях.

Справка: фирма Audi до применения численного моделирования была вынуждена выделять для крэш тестов новых моделей автомобилей в среднем 30 - 40 штук. Весь процесс доведения до нужного уровня безопасности занимал до 2 лет. Применение численного моделирования аварийных ситуаций сократило число разбиваемых автомобилей до 3 - 5 штук, при этом сроки вывода модели на требуемый уровень безопасности сократились до 3 - 4 месяцев.Вероятно, каждый из читателей способен привести более или менее яркие примеры успешного применения компьютеров. Они действительно вызвали бум во многих областях деятельности человека.

Но рядом со своим старшим братом тихо, но тоже весьма эффективно трудился, да и сейчас не оставляет своих позиций, класс устройств, менее универсальный, чем компьютер, но очень на него похожий, называемых микроконтроллерами и микропроцессорами.Справка: микроконтроллер кроме процессора содержит на том же кристалле ОЗУ и/или ПЗУ, и средства ввода/вывода. Это, по сути, миниатюрный компьютер в одном чипе. Микропроцессор использует внешние микросхемы памяти, что удобно при проектировании сложных устройств с различными требованиями к системе управления.Исторически, эти устройства были миниатюрными, простыми по архитектуре, рассчитанными на решение ограниченного круга задач. Но к ним предъявлялись жесткие требования по отказоустойчивости, энергопотреблению, рабочей температуре кристалла и др.Использовались они в системах управления станков, автоматических линий и автономных устройств с автоматикой. К последней категории относится все больше бытовых приборов (холодильники, стиральные машины, микроволновки и т.д.).

Бум в технологиях производства микросхем, разумеется, затронул и эту категорию устройств, позволив резко нарастить мощность микропроцессорных систем, сделав их сопоставимыми по основным характеристикам с процессорами для ПК. При этом жесткие требования к устройствам продолжали выдерживаться, что привело к созданию альтернативы стандартным процессорам, с активом из повышенной надежности, меньшей энергоемкости, и сравнительно компактными размерами.Возрастание мощности микропроцессоров позволило осуществить разработку мобильных устройств (карманных ПК, мобильных телефонов, планшетов и др.). Сейчас мобильный телефон по характеристикам процессора вполне может превосходить ноутбук хозяина. Важным свойством микропроцессоров является также низкая рабочая температура, что позволило отказаться от кулеров.

Насыщаются функциями и бытовые приборы (холодильники, стиральные машины, микроволновки и т.д.), постепенно дорастая по возможностям до включения в известный проект "умный дом", реализации которого все ближе подходят к тому, о чем когда то мечтали инженеры.По объемам производства микропроцессоры значительно превосходят процессоры для ПК. Это обусловлено впечатляющим успехом мобильных телефонов, планшетов и других мобильных устройств. Мощный бум в производстве микропроцессоров поставил жесткие требования к технологиям производства и средствам проектирования. Гонку выиграла английская ARM, отдавшая на бесплатное пользование свою систему разработки микропроцессоров, включая блок программирования логических матриц, на базе которых, собственно, и создаются микропроцессоры сейчас. И отказавшись от непосредственного выпуска кристаллов.

От серверных систем требуется как высокая работоспособность, так и высокая надежность в работе. Крупные дата центры заинтересованы также и в снижении энергоемкости аппаратуры. Немаловажно и то, что микропроцессора значительно меньше нагреваются в рабочем режиме, что уменьшает расходы на охлаждение серверов. Пока еще сервера на микропроцессорах представляются экзотикой, но перспективы в этом направлении определенно есть. Таким образом, микропроцессоры с шинной структурой связей вступают в полномасштабную конкуренцию с процессорами классических архитектур на "поле боя" последних.

Кроме этого, возможности ряда микропроцессоров позволяют в качестве управляющей операционной системы использовать решения на базе Linux (наиболее популярна в этом смысле Ubuntu). Появились также сборки Windows, ориентированные на микропроцессоры, выполненные по технологиям ARM (работает в планшете от Майкрософт). Надежность и умеренность в расходе энергии сделало их чрезвычайно привлекательными для создания на их основе серверов. Такие сервера запущены и работают; есть и в РФ такая разработка - выполняет ее компания "Рикор.ИТ".