аппаратное декодирование что это
Аппаратное декодирование
При аппаратном декодировании качество воспроизведения значительно улучшается. В этом случае перечень компонентов будет Ихметь следующий вид:
• плата аппаратного декодера MPEG-2;
• звуковая карта стандарта 5.1;
• многоканальная акустическая система с соответствующим количеством колонок.
При аппаратном декодировании нагрузка на центральный процессор значительно снижается, по сравнению с программным декодированием. В этом случае хорошие результаты воспроизведения получаются даже на компьютере с небольшой тактовой частотой (от 300 МГц).
Плата декодера (рис. 14.10) устанавливается на свободный РС1-слот.
Рис. 14.10. Аппаратный декодер REALMagic Xcard
При использовании аппаратного декодера заметна существенная разница при просмотре фильмов на экране телевизора по сравнению с использованием программного декодера. Это объясняется тем, что у аппаратных декодеров параметры TV-выхода значительно выше, чем у TV-выхода видеокарт.
Это сказывается на качестве картинки. Кроме того, многие видеокарты с TV-выходом некорректно работают с черезстрочным изображением (например, при работе с видеофайлами, полученными с бытовых DV-камер). Результатом являются неприятные эффекты, например так называемая «гребенка», возникающая по краям движущихся объектов.
Существует много моделей аппаратных декодеров. Ниже приводится список наиболее часто встречающихся моделей, работающих под управлением Windows:
• Creative Encore DxR3;
• REALMagic Hollywood Plus;
К преимуществам аппаратного декодера можно отнести и то, что видеосигнал выводится независимо непосредственно на телевизор, что дает возможность смотреть фильм на экране телевизора, не мешая работе на компьютере, и то, что его можно установить в любой «слабый» компьютер (например, Pentium-I) и получить отличный результат. Хотя в настоящее время такие компьютеры уже практически не применяются, а, как было сказано выше, современные программные средства декодирования на компьютерах, выпускаемых в настоящее время, позволяют получить отличный результат (рис. 14.11).
Рис. 14.11. Вариант домашнего кинотеатра с аппаратным декодером и звуковой картой 5.1 без декодера Dolby Digital
Звук в этом случае декодируется программно драйвером звуковой карты. Передача цифрового сигнала с платы декодера MPEG-2 на звуковую карту осуществляется кабелем через внутреннее соединение разъема Audio-out (линейный аудиовыход) декодера с разъемом Aux-in (линейный аудиовход) звуковой карты (рис. 14.12)
Рис. 14.12. Кабель соединения аппаратного декодера и звуковой карты
Аппаратный декодер проявит все. свои преимущества только в том случае, если изображение выводиться на телевизор. Подключение аппаратного декодера осуществляется одинаково, как и в случае с видеокартой.
Если телевизор оборудован входом S-Video, то видеовыход декодера следует подключить к этому выходу через кабель DIN/DIN (рис. 14.6а). При отсутствии у телевизора входа S-Video сигнал подается на композитный вход телевизора.
При выводе изображения на экран монитора сигнал снимается с выхода SVGA аппаратного декодера. При этом плата декодера соединяется с видеокартой переходником DIN/DIN (рис. 14.13).
Рис. 14.13. Подключение аппаратного декодера к телевизору и монитору
Необходимо обратить внимание на еще один факт. При подключении аппаратного декодера к TFT-мониторам (особенно больших размеров) возникает так называемый эффект «замыливания».
На практике это проявляется в виде мутной и нестабильной картинки. Кстати, такой же эффект иногда наблюдается и при подключении телевизора непосредственно к TV-выходу видеокарты.
Во всех случаях причина одна — аппаратная. А именно в связке: «монитор (телевизор) — кабель — видеокарта (аппаратный декодер)».
У видеокарты причины кроются чаще всего в переходнике, через который подключаются видеокарты к телевизору. У аппаратных декодеров — при подключении монитора к плате декодера, который в свою очередь при помощи специального кабеля подключается к видеокарте. Причем это особенно заметно при использовании не D-SUB, а BNC-коннектора.
Следует отметить, что ни один из аппаратных декодеров не может самостоятельно декодировать звуковой поток Dolby Digital и DTS. Подробнее вопросы, касающиеся звука, рассмотрим в следующем разделе.
FFmpeg практика аппаратного декодирования DXVA2
Привет! Эта статья продолжение моей статьи FFmpeg начало работы Visual Studio. Здесь мы приступим к аппаратному декодированию RTSP-потока FULL HD. Заранее скажу, что с данной задачей легко справится даже Intel ATOM Z8350.
Задача: аппаратное декодирование и запись до 4-х кадров в оперативную память для последующей параллельной обработки (четырьмя ядрами процессора) с IP-камеры RTSP h.264. Обработанные кадры отображаю с помощью функций WinAPI. Как итог мы получим быстродействующую систему для компьютерной обработки RTSP-потока в параллельном режиме. Далее можно подключать алгоритмы Компьютерного зрения для обработки кадров Real Time.
Вступление
Зачем нужно аппаратное декодирование? Вы хотите слабым и дешевым процессором декодировать видео реал-тайм или хотите максимально разгрузить процессор, тогда пора знакомиться с аппаратным декодированием.
DirectX Video Acceleration (DXVA) — это API для использования аппаратного ускорения для ускорения обработки видео силами графических процессоров (GPU). DXVA 2.0 позволяет перенаправлять на GPU большее количество операций, включая захват видео и операции обработки видео.
После написания предыдущей статьи мне было задано не мало вопросов: «почему использован именно FFmpeg?» Начну с проблематики. Основная сложность аппаратного декодирования состоит в записи раскодированного кадра в ОЗУ. Для Full HD это 1920 х 1080 х 3 = 6 220 800 байт. Даже с учетом того что кадр хранится в формате NV12 – это тоже немало 1920 x 1080 x 1.5 = 3 110 400 байт. Перезаписывать 75 Мбайт в секунду серьезная задача для любого процессора. Для решения этой задачи Intel добавила команды SSE 4, которые позволяют переписывать данные без участия процессора. К сожалению, не во всех библиотеках это реализовано. Мной были опробованы следующие библиотеки:
OpenCV – для работы с потоком RTSP использует FFmpeg, поэтому решено работать без посредников, т.е. использовать библиотеку FFmpeg. К тому же FFmpeg, который установлен по умолчанию, в OpenCV собран без аппаратного декодирования.
FFmpeg – показала хорошие, на мой взгляд результаты, работает стабильно. Единственный недостаток не реализована работа с WEB-камерами для версии X86 (X64 вроде позволяет работать) в Windows.
Аппаратное декодирование видео — это просто
На самом деле аппаратное декодирование с помощью библиотеки FFmpeg — не сложнее программного. Настройки проекта такие же, как и для программной реализации, блок-схема осталась без изменений.
Вывести на экран список поддерживаемых FFmpeg методов аппаратного декодирования можно
Первое, что нам нужно сделать — это сообщить FFmpeg с помощью какого аппаратного декодера Вы хотите декодировать видео. В моем случае Windows10 + Intel Atom Z8350 оставляют только DXVA2:
Вы же в качестве аппаратного декодера можете выбрать CUDA, D3D11VA, QSV или VAAPI (только Linux). Соответственно у вас должно быть данное аппаратное решение и FFmpeg должен быть собран с его поддержкой.
Получаем информацию о видеопотоке:
Данная функция переписывает декодированный файл в ОЗУ:
Немного о формате NV12
Итак, мы получили кадр в структуру sw_frame. Полученный кадр хранится в формате NV12. Данный формат был придуман Microsoft. Он позволяет хранить информацию о пикселе в 12 бит. Где 8 бит интенсивность, а 4 битами описывается цветность (вернее цветность сразу описывается для 4-х рядом стоящих пикселей 2х2). Причем, sw_frame.data[0] – хранится интенсивность, а в sw_frame.data[1] – хранится цветность. Для перевода из NV-12 в RGB можете воспользоваться следующей функцией:
Хотя работа с NV12 позволяет ускорить выполнение таких процедур, как размывка, Retinex и получение изображения в оттенках серого (просто отбросив цветность). В моих задачах я не перевожу формат NV12 в RGB, так как это занимает дополнительное время.
И так мы научились аппаратно декодировать видеофайлы и выводить их в окно. Познакомились в форматом NV12 и как его преобразовывать в привычный RGB.
Dll аппаратного декодирования
Кадры FFmpeg выдает через 40 мс (при 25 кадрах в секунду). Как правило, обработка кадра Full HD занимает значительно больше времени. Для этого требуется организовать многопоточность, для максимальной загрузки всех 4-х ядер процессора. Я на практике один раз запускаю 6 потоков и больше их не снимаю, что значительно упрощает работу и увеличивает надежность работы программы. Схема работы приведена на рис. 1
рис.1 Схема построения многопоточной программы с FFmpeg
Я написал свой декодер в виде *.dll (FFmpegD.DLL) для включения в свои проекты. Это позволяет сократить код-проекта, что повышает понимание кода и включать в любые языки программирования, вплоть до Ассемблера (проверено:) ). С помощью нее мы напишем свой проигрыватель RTSP-потока с IP-камеры.
Для начала работы с DLL нужно передать указатель массив int[13], HANDLE события поступления нового кадра, HANDLE начала обработки нового пакета данных с камеры и массив char адрес камеры.
Структура массива дана в таблице 1.
Перед вызовом необходимо обнулить номера кадров 1-4.
DLL выполнит все необходимые действия по инициализации FFmpeg и будет записывать указатели и номера кадров. После установит событие «Поступление нового кадра». Нужно только обрабатывать поступающие кадры и вместо номера кадра записывать 0 (это значит кадр обработан и больше не используется).
Ниже Вы найдете пример проигрывателя с исходным кодом. За основу взят пример ShowDib3 Charles Petzold.
ИТОГ: аппаратный детектор движения FFmpeg даже на Intel Atom Z8350 декодирует h264 Full HD в реальном времени с загрузкой процессора до 20% с подключенный детектором движения.
Пример работы детектора движения на Intel ATOM Z8350. Первые 30 сек идет подсчет фона. После работает детектор движения по методу вычитания фона.
Аппаратное декодирование
Для поддержки технологии аппаратной поддержки воспроизведения, DirectX Video Acceleration (DXVA), требуются специальные декодеры (например, NVIDIA PureVideo Decoder, CyberLink MPEG2 и H.264 video decoder), и проигрыватели с поддержкой DXVA. На данный момент существуют DXVA-декодеры для аппаратного ускорения MPEG2, WMV, VC-1 и H.264
У разных видеочипов уровень поддержки аппаратного ускорения декодирования видео разный, он зависит от модели карты и установленного чипа. Ранее, некоторые low-end решения были ограничены в поддержке декодирования видео высоких разрешений, но складывается обратная ситуация — что у AMD, что у NVIDIA. Верхние чипы линеек, GeForce и RADEON, не поддерживают всех возможностей, которыми обладают решения среднего и низшего ценовых диапазонов.
Аппаратное ускорение работает не всегда идеально, не со всеми декодерами и типами видеоданных. Так, изначально сразу несколько производителей плееров и декодеров H.264 объявили о поддержке ускорения в решениях. На деле это были, скорее, рекламные заявления, и ускорение H.264 или не работало вовсе или работало кое-как. Например, в своё время на рынке появилась версия PowerDVD 7.0 с поддержкой декодирования H.264, но не работающим аппаратным ускорением, версия того декодера была 1.6.0.1528. При использовании этого декодера ускорение включается, но на деле не работает.
Кроме того, на разных моделях видеокарт одной и той же компании ускорение может работать, а может не работать. Особенно это относится к low-end и mid-end решениям прошлых поколений, таких как GeForce 6600 и RADEON X1300. Бывали случаи, когда при выполнении одинаковой последовательности действий, ускорение включалось на одной карте, но не включалось на другой. Это ещё не все проблемы аппаратного декодирования, так, H.264 декодер CyberLink в DXVA ускоренном режиме всегда отключает деблокинг (удаление артефактов блочности изображения), что хорошо заметно на плавных цветовых переходах. и стоит отметить, что некоторые версии декодеров могли работать в аппаратно ускоренном режиме на видеокартах одного производителя, и не работать на видеокартах другого, в зависимости от версий драйверов.
Про аппаратное декодирование, или зачем нужна интегрированная графика
Т.к. пост больше для не особо опытного пользователя, продвинутым огромная просьба сильно помидорами не закидывать. Конструктивная критика приветствуется.
Чем читать HEVC? В принципе, если это телевизор, то у него наверняка будет USB-порт, плюс встроенная аппаратная поддержка данного формата. Но туда-сюда таскать каждый раз флешку/хард с видеофайлами может быть утомительно. Да и пост все-таки о компах 🙂
Будем отталкиваться от следующих фактов:
2. Аппаратное ускорение на компьютерах (и ноутбуках/моноблоках) целиком и полностью привязано к графическому чипу.
Теперь практическая сторона.
Пункт 1. Как посмотреть аппаратную поддержку того, что есть.
Чтобы не гадать на кофейной гуще, можно использовать DXVA Checker, который бесплатен и доступен на официальном сайте. Качаете, запускаете, видите примерно такое окно (картинка из интернета):
Здесь можно видеть, что мы можем смотреть HEVC без HDR (HEVC_VLD_Main) в практически любых разрешениях вплоть до 8К, и HEVC с HDR (HEVC_VLD_Main10) в разрешениях вплоть до 4К.
И тут мы натыкаемся на еще одну важную деталь: поддержка HDR идёт отдельно, и её может и не быть, даже если сам чип умеет в HEVC!
Пункт 2. Апгрейд существующей машины.
1. Купить новую видеокарту взамен старой. Вариант подходит, если проц по производительности более-менее адекватный, но в компе стоит или затычка, или просто не особо производительная карта.
2. Воткнуть слабенькую, но современную видеокарту во второй слот. Этот вариант подходит, если уже есть достаточно производительная видеокарта, которую хватает для игр, но она не настолько современная, чтобы иметь аппаратную поддержку нужного нам формата.
Но как понять, что брать? Особенно если не новое из магазина, а с какого-нибудь авито.
Аппаратное декодирование построено на следующих технологиях (ссылки на таблицу поддержки):
3. Unified Video Decoder у чипов AMD, вышедших до 2017 года
4. Video Core Next у чипов AMD, вышедших с 2018 года (поддержка HEVC есть у всех)
Пункт 3. Покупка нового ПК.
1. Процессор без видеоядра+затычка
2. Процессор с встроенным видеоядром.
Вот ограничения для DisplayPort:
Поэтому, не стоит недооценивать интегрированную графику. Она может вас выручить там, где дискретная попросту не имеет поддержки того, что требуется.
Компьютер это просто
624 поста 2.8K подписчиков
Правила сообщества
Уважать мнение других
Не переходить на личности, даже при споре, «Что лучше Intel или AMD».
Матерится, выражая эмоции можно, но опять же, не в адрес оппонента или собеседника.
Отдельно для «свидетелей LINUX»: Вам здесь рады, но и к Вам пожелание быть проще и понятней.
Не вводить в заблуждение заведомо неверными и вредными советами, даже в шутку. Если же пошутить хочется, помечайте это в комментарии, добавив слово «шутка», или другим понятным словом, что бы в дальнейшем данный комментарий не воспринимался серьезно.
В публикуемом посте настоятельно рекомендуется указывать конфигурацию ПК (ноутбука) и операционную систему. А также марки и модели комплектующих.
Указывайте теги «Компьютер» «Ноутбук» «Программное обеспечение» «сборка компьютера» «Операционная система» «Драйвер» «Комплектующие».
Хорошо, много годных букафф!
Можно рассмотреть тв бокс на андроиде, да и в новых теликах смарттв поголовно есть.
А подскажите плейер который бы хорошо работал с 4k hdr 10bit видео, до этого пользовался mpc-hd но он не умеет в HVEC. пользуюсь 5k player но как то он гораздо менее удобный черем mpc
Второй день бьюсь, уже голову сломал.
У меня вот так с железом:
Phenom II X4 955 3,2GHz
SSD PCIEx на котором лежит фильм
Кино вот с такими характеристиками:
Видео: MPEG-H HEVC Video / 14,6 Mbps / 3840×1600 / 23,976 fps / 2,40:1 / Main 10@L5@Main / 4:2:0 / 10 bits / 1000nits / HDR10+ / BT.2020
Ничем не получается нормально смотреть, всякие плееры и кодеки перепробовал.
Хотя файл с потоком 2,6 Mbps в HEVC идет влёт.
У меня и ТВ и монитор FullHD.
Хватает. Зачем эти 4K.
нужно залезть в BIOS, и принудительно включить там интегрированную графику
Для начала стоит проверить, а есть ли интегрированная графика вообще в наличии.
вы рискуете этот годик-другой сидеть без возможности смотреть UltraHD-контент
Ну вот моя затычка за 7 тыр досталась
До этого стояла NVIDIA GF 650 ti с гигом на борту и в HEVC как не странно она тоже умела
Храните деньги в видеокартах
Компьютерный SFF корпус своими руками (Часть 2)
Всем привет. Продолжаю тему создания моего первого SFF корпуса.
Первую часть можете посмотреть здесь.
С момента, как я взялся за листок и карандаш до получения готового изделия прошло 4 месяца.
Из них около недели ушло на эскиз, около двух недель на изучение азов программы SolidWorks, около двух месяцев на неспешное проектирование модели и полтора месяца на поиск исполнителя и изготовление деталей.
Разумеется, в процессе возникли проблемы, к которым нужно быть готовым всем желающим повторить опыт.
Проблема 1. Незнание технологических основ производства подобных деталей.
Думаю, не каждый человек шарит какой бывает шаг резьбы винта М3, какое нужно отверстие, чтобы потом метчиком эту самую резьбу нарезать. Черт, да я даже не знал слова «зенковка», а тем более возможностей листогиба, допуски по точности и тому подобное.
Образование радиоинженера мне подсказывало, что сначала нужно найти исполнителя, узнать у него про оборудование и потом уже подстраивать свое изделие под возможности этого оборудования.
Проблема 2. Сложности с исполнителями.
Представьте, что у вас своя фирма по металлообработке, пускай даже небольшая. Оно вам надо, тратить время на какого-то пацанчика, пришедшему с небольшим заказом, да еще и недоделанным макетом? Думаю, вы или отправите его в пешее кругосветное, или более вежливо заломите ценник, чтобы он сам слился.
Исполнителя я искал пару недель. И не только в Москве. Ценник достигал 12000 вечно стабильных рублей. По три дня ожидания ответов о том, как же мне исправить деталь, тоже не прибавляло оптимизма.
И вот, я нашел ребят, которые взялись помочь всего за 5000р с учетом их материала. Да еще и технолог мне честно сказал, что просто был рад «чему-то неординарному».
Только на энтузиастах и выезжаем 🙂
Проблема 3. Несовершенство ручной работы.
Тут пояснить особо нечего. Детали вырезались лазером, местами подгонялись болгаркой, загибались листогибом, красились. Фанерные вставки также вырезались лазером и покрывались лаком. В итоге, первая модель имеет заметные при близком рассмотрении зазоры, которые, впрочем, не превышают 1мм. Особенные сложности вызывала рамка, к которой крепится вообще всё.
Если планировать разворачивать полное производство, нужно будет изготавливать пресс-формы.
Пока учился работать в SolidWorks, даже винтики\шпунтики сам накидал)
Первая версия увидела свет в металле и дереве 20 ноября 2021 года. Вышло вот такое вот:
К сожалению, себестоимость штучного производства выходит не совсем привлекательной, поэтому я хотел бы найти заинтересовавшихся людей, чтобы заказать сразу партию хотя бы из 10 штук, снизив тем самым себестоимость изделия. Не из финансовой выгоды, разумеется.
Сейчас себе стоимость выходит примерно такая:
— корпус 6000р алюминиевые детали + 600р фанерные детали
— 750р удлинитель питания для БП
— 700р набор фурнитуры + кнопка
Тоесть, ппц, 8050р. Серией из 10 штук эта цифра упал бы примерно до 6500р
В целом, основные недостатки я уже выявил и устранил в новой модели, которая уже точно будет готова как надо: немного увеличил длину, добавил чуть больше места для кабелей, заменил декоративные винты спереди и сзади, удалил лишние детали, упростив сборку.
На данный момент жду комплектующие. Нужно проверить не объе.. ошибся ли я где-то.
Нужно протестировать, как будет вести себя система под нагрузкой.
Тестировать буду сначала «офисный» вариант:
AMD Athlon 3000G под кулером Thermalright AXP-90 X36
AsRock B450 Gaming ITX/ac
8Gb DDR4
SSD 240Gb
Новая моделька уже ждет вашей оценки 🙂
Как можете заметить, я избавился от элементов вентиляции сверху (и снизу). Деталей в корпусе стало меньше и их легче изготовить. Отверстия стали меньше, а значит будут пропускать меньше пыли и шансов повредить внутрянку при переноске меньше. Вдобавок, там будет пылезащитная сетка.
Если есть вопросы или моменты, которые бы вы хотели, чтобы я осветил в заключительной части, жду ваших комментариев.
Office-Hub.ru, компьютеры и комплектующие от мошенников. Отзывы и Обзор
Сайт работает по полной предоплате при заказе от 50 тысяч рублей.
Деньги переводятся на расчетный счёт.
Если в Яндекс проверить отзывы по данному сайту, то сразу три рекламы сверху будут говорить, что «мы хорошие, купите у нас»:
Если перейти по ссылкам, то увидим много купленных отзывов на различных сайтах:
В том числе и на популярном Отзовике:
Как всегда данный сайт рекламируется в рекламной сети ЯндексДирект и MyTarget.
Привлекает будущих жертв низкими ценами и наличием многих видеокарт:
Так же мошенники подготовились и добавили сайт на 2ГИС, там это сделать проще, чем на Яндекс Картах:
Ниже небольшой видеообзор по данном сайту:
Путешествие в нанометровый мир
Все мы знаем как выглядит процессор. Знаем что под крышкой которая передает тепло находится небольшой кремниевый кристалл, в нем и творится вся магия вычислений. Казалось бы, любоваться тут не на что – что может быть красивого в обычном кусочке полированного металла?
Но стоит снять с кристалла верхний слой пустого кремния, добавить капельку иммерсионного масла и чип начинает переливаться всеми цветами радуги, показывая свой богатый внутренний мир. Разумеется, эти цвета ложные — структуры внутри, давно уже имеют нанометровые размеры и на порядки меньше длины волны света.
Красота из прошлого – Penitum II
Начнем нашу экскурсию вглубь старичка Pentium II родом из 97 года. Вторые пеньки производились по техпроцессу от 180 до 350 нм, а частоты достигали смешных по современным меркам 450 МГц.
Эти процессоры интересны тем, что среди них есть первые решения, производимые по технологии Flip Chip, то есть когда кристалл припаивается к подложке, а не соединяется с ней проводками.
На фото слева кристалл Pentium II, который изготовлен по старой «проводной» технологии Wire Bonding, справа — чуть более крупный собрат уже с Flip Chip.
При этом, что интересно, техпроцесс у них одинаковый, 250 нм, а увеличение площади произошло только из-за перехода на новую технологию. Да, на тот момент в новом способе производства не было смысла, но это позволило заложить фундамент для создания современных процессоров с тысячей контактов. Момент еще пока заметной глазу эволюции.
И сразу для контраста погрузимся в знакомые многим 14 нанометров. Уничтожать старые чипы может каждый, то вот выводить из строя современные мощные CPU на много дороже. Но все же такие находятся и у нас есть возможность посмотреть что под верхним слоем кремния у быстрого 8-ядерного Core i9-9900K.
На фото отчетливо видны 8 прямоугольников ядер, и большая область справа — это интегрированная графика, которая занимает почти треть всего кристалла — раньше про нее мало кто вспоминал, сейчас другое время. Разумеется, после таких варварских экспериментов процессор умер, но в данном случае красота определенно стоила жертв.
Варварское уничтожение AMD Threadripper
Спасибо AMD, восьмью ядрами сейчас уже никого не удивить. Известный немецкий оверклокер Роман «Der8auer» Хартунг буквально разломал отнюдь недешевый Threadripper 1950X чтобы показать нам его 16-ядер.
В 2017 году это были те же 14 нанометров, вернее назывались так же как у Интел, но по факту на тот момент синие нанометры были меньше. Почему так мы рассказали в выпуске про 2 нм IBM.
Как на самом деле выглядит процессор на примере Intel 4004
Глядя на красивые переливающиеся кристаллы многие, наверно, задаются вопросом — а как на самом деле выглядят процессоры внутри? Можем ли мы как-то это узнать? Разумеется — достаточно взять чип, техпроцесс которого больше длины волны видимого света, что позволяет разглядеть его внутренности в обычный световой микроскоп.
Пожалуй самый яркий пример — Intel 4004 — первый микропроцессор компании, 50 лет назад совершивший настоящую революцию в электронной промышленности. Его техпроцесс в 10 мкм на порядок больше длин волн видимого излучения, что делает его идеальным кандидатом для изучения. И, надо сказать, выглядит он не особо эффектно: оранжевые полоски — это медные дорожки, серые — различные кремниевые структуры. И да, это реальные процессорные цвета.
По оценке Intel, вычислительная мощность 10-летних процессоров Intel Core второго поколения с миллиардом транзисторов, не менее чем в 350 тыс. раз превосходит мощность первого процессора Intel. Невероятный прогресс за 40 лет. Сейчас мы такого уже не увидим.
Разглядываем отдельные транзисторы
Кстати о транзисторах, некоторые свежие процессоры имеют уже больше 40 миллиардов крошечных переключателей, которые увидеть в световой микроскоп невозможно. Но если очень хочется узнать, как на самом деле выглядит один транзистор, то можно обратиться к старым простым логическим микросхемам – например, советской 3320A, которая выпускалась в Зеленограде в 70х годах.
Этот золотой лабиринт не имеет ничего общего со словом техпроцесс ибо структуру микросхемы, которая представляет из себя пару логических элементов 4И-НЕ, можно рассмотреть буквально в школьный микроскоп.
И да, как видите по фото, никакой тут магии и сложной электроники нет — сам по себе транзистор устроен очень просто, что позволяет значительно их уменьшить и производить миллиардами штук.
Огромный кристалл AMD Fiji
Но что-то мы все о процессорах да о процессорах. Давайте посмотрим, как выглядят внутри видеочипы. Да, уничтожать дефицитные графические кристаллы сейчас выглядит кощунством, но спешу успокоить — фото были сделаны еще до дефицита. Итак, мы можем полюбоваться на большой 28 нм кристалл AMD Fiji, который работал в видеокартах Fury 2015 года выпуска и снабжался 4 ГБ памяти HBM.
Почти 9 млрд транзисторов. Прошло 6 лет, новыми эти карты уже не встретить, а на авито они стоят аж 25 000 рублей.
А вот еще фото другого GPU – на этот раз GP102, который ставился в топовую GTX 1080 Ti. Хорошо видны 6 кластеров GPC, что дает аж 3.5 тысячи потоковых процессоров. Мощь 12 млрд. транзисторов в 2017 году за 50 000 рублей.
Сенсор оптической мыши
Теперь, давайте уйдем в сторону. Вы никогда не задумывались, как выглядит сенсор оптической мыши? На самом деле достаточно занятно, ведь это объединение фотосенсора и чипа. Вы видите фотосенсор старенькой мышки с разрешением матрицы всего 22 на 22 пикселя (ST Microelectronics OS MLT 04), однако этого вполне хватает, чтобы улавливать изменения поверхности и тем самым определять сдвиг мыши. А с учетом того, что делать это нужно быстро, сам чип расположен в одном кристалле с фото матрицей.
У современных мышей разрешение матрицы выше и достигает сотни на сотню пикселей, что позволяет им быть точнее и быстрее. Но в целом сенсоры выглядят также. — например, на картинке можно полюбоваться на внутренности PixArt PMW 3310.
Вернем к процессорам, на этот раз мобильным. Современные ARM-чипы можно в прямом смысле назвать искусством, ведь в одном кристалле прячутся и несколько кластеров ядер, и GPU, и многочисленные контроллеры. Так, например, выглядит 8-нм Exynos 9820.
Сходу тут сложно понять, где что. Но все же получилось определить, что в правом нижнем углу расположены два больших ядра M4, которые могут работать на частоте до 3 ГГц. Над ними 2 средних ядра Cortex A75 и 4 малых Cortex A55, которые ощутимо меньше и слабее. Слева внизу можно увидеть двухъядерный нейропроцессор, ну а выше от него расположен крупный GPU Mali с 12 ядрами.
Консольный чип Xbox One X
Что интересно, ARM-чипы очень напоминают APU из консолей. И это не случайно — последние также на одном кристалле имеют и процессорные ядра, и графику, и различные контроллеры. Так выглядит 16-нанометровый чип из Xbox One X.
Хорошо видно, насколько велика графика от AMD с 40 вычислительными модулями — она занимает 3/4 чипа. А вот 8 процессорных ядер AMD Jaguar можно сначала и не заметить – все дело в том, что по сути это урезанная архитектура, которая применялась для различных ультрабучных чипов «красной» компании, что и отразилось на их размерах.
Огромный кристалл 18-ядерного Core i9
В то время как AMD продолжает приносить в массы многокристальную структуру процессоров, Intel все еще выступает за один большой кристалл.
И в случае с высокопроизводительной линейкой гигантомания компании удивляет — так, в случае с Core i9-7980XE на одном кристалле размещено аж 18 ядер!
Разумеется, стоит такой CPU немало, но все тому же Роману «Дербауэру» он достался нерабочим от подписчика, что и позволило с чистой душой произвести вскрытие пациента. Картинки действительно удивляют — 18 огромных ядер вплотную друг к другу, из-за чего теплопакет составляет аж 165 Вт, а на деле выше 200. Но зато с межъядерными задержками все хорошо.
Российский чип Байкал
И под конец — а вы никогда не задумывались, как выглядят внутри российские процессоры? Много ли в них отличий от забугорных решений? На самом деле — нет, как показало вскрытие последнего Baikal — 2 миллиарда транзисторов на 28 нанометрах. Этот ARM-чип имеет два 4-ядерных кластера и графику Mali, а производится на заводах TSMC.
Так что внутренних отличий от других ARM-чипов, очевидно, немного, и структура действительно похожа на фото Exynos выше. К слову, на основе этого Байкала уже выпускаются и продаются простенькие, но отнюдь не дешевые ПК.
Как видите, процессоры прошли огромный путь от простых интегральных схем, внутренности которых можно разглядеть буквально под лупой, до высокотехнологических чипов, состоящих из миллиардов транзисторов. И уже долгие годы человек не является главным звеном в цепи производства полупроводниковых кристаллов — целой жизни не хватит, чтобы расположить в кусочке кремния размером с ноготь такие огромные количества миниатюрных переключателей.
Да, вы правильно поняли — компьютеры проектируют процессоры. Умные машины создают себе подобных. А может, лет через 10, компьютеры решат, что мы вообще лишние в этой схеме?
Мой Компьютер специально для Пикабу.
50 лет назад создан первый микропроцессор
Микропроцессор Intel 4004 в керамическом корпусе с серыми полосами (оригинальный тип корпуса)
15 ноября 1971 года фирма Intel выпустила свой первый коммерческий микропроцессор Intel 4004, ставший также первым микропроцессором в мире. Его разработка началась в 1969 году, когда японская компания Nippon Calculating Machine Corporation попросила Intel создать 12 чипов для калькулятора Busicom 141-PF.
Эта задача была поручена инженерам Федерико Фаггину, Теду Хоффу и Стэнли Мазору. Именно они придумали инновацию, которая стала настоящей гордостью компании: 16-пиновый микропроцессор из единого куска кремния с 2300 транзисторами MOS, работающий с частотой 740 кГц.
— По стечению обстоятельств первый микропроцессор получил обозначение, аналогичное дате сотворения мира по версии одного из основоположников библейской хронологии Джеймса Ашшера.
— Цикл инструкций: 10,8 микросекунд (в рекламном буклете Intel есть ошибка, указана скорость выполнения операций 108 кГц вместо 93 кГц, ошибку заметили лишь на 40-летие процессора в 2011 году).
— Intel 4004 является одной из самых популярных микросхем в плане коллекционирования. Наиболее высоко ценятся бело-золотые микросхемы Intel 4004 с видимыми серыми следами на белой части (оригинальный тип корпуса). Так, в 2004 году такая микросхема на интернет-аукционе eBay оценивалась примерно в 400 долларов. Немного менее ценными являются микросхемы без серых следов на корпусе, обычно их стоимость составляет порядка 200—300 долларов
Компьютерный SFF корпус своими руками (Часть 1)
Ни для кого не секрет, что 2021 год выдался не очень удачным для всех пользователей ПК, желающих обновить свое железо. Видеокарты стоят овердофига, SSD и жесткие диски тоже поштормило (спасибо, CHIA-coin), сейчас еще и процессоры дорожают.
В данной небольшой серии постов я буду делиться своими мыслями о процессе «разработки». Пояснять и аргументировать, почему я сделал тот или иной выбор.
1. Обзор потенциальных комплектующих.
2. Технические вопросы.
Большинство маленьких SFF корпусов подразумевает использование PicoPSU (преобразователь напряжения) и внешнего ноутбучного блока питания. Мне такая концепция показалась неудобной, поэтому выбор пал на внутренний блок питания формата Flex ATX. Такие БП могут выдавать довольно большую мощность, но нам будет достаточно 250Вт.
Блок питания формата Flex ATX
Как ни странно, но лично для меня оказалось не так легко найти техническую документацию на материнские платы и блок питания, чтобы правильно расположить технические отверстия под винты, однако упорный поиск в гугле все же позволил обобщить инфу и выделить стандарты. Кому нужно будет подсказать, можете написать на почту mopccomputers@gmail.com
3. Материалы и дополнительные детали.
Ввиду специфического расположения БП (передняя часть корпуса), необходимо использование удлинителя разъема питания, который вместе с кнопкой включения будет располагаться сзади (это решение пришло уже после рендеринга образца).
В качестве основного материала решено применять алюминий марки АМГ3М толщиной 1,5мм. Он достаточно прочный, легкий и приятный на ощупь.
Передняя и задняя декоративные панели могут быть сделаны практически из чего угодно: дерево, фанера, акрил, пластик, алюминий и т.д. и могут быть кастомизированы под любого заказчика при помощи лазерной гравировки, окрашивания или поклейки виниловой пленки.
Удлинитель разъема питания и антивандальная кнопка включения
Сперва я накидал небольшой набросок в CorelDraw, чтобы сориентироваться во внешнем виде.
В процессе периодически менялся дизайн вентиляционных отверстий. Пожалуй, это самый сложный для меня момент. Он требует дальнейших натурных тестов и доработки.
Пока работа идет на стадии прототипа, будет приятно почитать ваши пожелания, советы и критику. Оставлять их можете здесь или на почте:
mopccomputers@gmail.com
На этом пока всё. Во второй части я подробнее расскажу с какими проблемами при создании натурного макета пришлось столкнуться и во сколько примерно это удовольствие вылилось, а так же покажу готовый прототип.