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小学信息技术我的未来计算机 怎么写

130 2025-06-16 06:04 赋能高科

基于集成电路的计算机短期内还不会退出历史舞台。但一些新的计算机正在跃跃欲试地加紧研究,这些计算机是:超导计算机、纳米计算机、光计算机、DNA计算机和量子计算机等。 目前推出的一种新的超级计算机采用世界上速度最快的微处理器之一,并通过一种创新的水冷系统进行冷却。BM公司08-27宣布,他们的科学家已经制造出世界上最小的计算机逻辑电路,也就是一个由单分子碳组成的双晶体管元件。这一成果将使未来的电脑芯片变得更小、传输速度更快、耗电量更少 目前推出的一种新的超级计算机采用世界上速度最快的微处理器之一,并通过一种创新的水冷系统进行冷却。新的Pow e r575超级计算机配置IBM最新的POW ER6微处理器,使用安装在每个微处理器上方的水冷铜板将电子器件产生的热量带走。 未来计算机采用水冷技术的超级计算机所需空调的数量能够减少80%,可将一般数据中心的散热能耗降低40%。科学家估计用水来冷却计算机系统的效率最多可比用空气进行冷却高出4000倍。这一绰号“水冷集群”的系统可支持拥有数百个节点的非常大型的集群,而且能够在密集配置中实现极高的性能。 IBM公司08-27宣布,他们的科学家已经制造出世界上最小的计算机逻辑电路,也就是一个由单分子碳组成的双晶体管元件。这一成果将使未来的电脑芯片变得更小、传输速度更快、耗电量更少。 构成这个双晶体管的材料是碳纳米管,一个比头发还细10万倍的中空管体。碳纳米管是自然界中最坚韧的物质,比钢还要坚韧十倍;而且它还具有超强的半导体能力,IBM的科学家认为将来它最有可能取代硅,成为制造电脑芯片的主要材料。将来利用碳纳米管技术制造的微处理器会使计算机变得更小、速度更快、更加节能。 未来计算机兰迪·伊萨克博士介绍:“这是一个巨大的科学突破,我们第一次在单分子上制造出计算机最基本的电路元件,这是碳分子,而不是硅。这将使未来的计算机制造出现更多突破,有可能出现三维计算机,它的基本材料将不再是硅,它会更小、 更快、更便宜,能完成很多以前无法做到的任务。” 计算机晶体管的体积越小,电流传输的路径就越少,运行速度就越快。根据摩尔定律,每18个月,集成电路中可容纳的晶体管数目会呈几何级增长,从而使计算机芯片的性能翻倍提高。但是,有人预言在未来的10-15年间,由于硅的物理特性,目前普遍使用的硅晶体管制造技术将发展到极限,难以继续,对此IBM公司认为,到那时碳纳米管的时代将到来,它将使处理器的体积更小、能集成更多的晶体管,进一步提高计算机的性能。 碳纳米管是日本NEC公司在1991年发现的;1998年,IBM和NEC的科学家联合制造出纳米晶体管,完成了制造碳纳米晶体管的第一步。如今,IBM制造出了这种由一个正极和一个负极组成的最小双晶体管,最后一步就是将它们嵌入集成电路,连接起来,开始处理复杂的运算。 IBM的科学家表示,利用碳纳米管技术生产产品还需要再等上10年或更长时间。 未来趋势:芯片级节能技术、基础架构级节能技术、系统级节能技术。 芯片级节能技术主要包括CPU功耗控制、CPU频率调整和专用低功耗部件。 CPU加工工艺的不断提升,多核及CPU中集成内存控制器,在提高性能的同时,降低了主板芯片组的功耗。另一方面,通过降低电压和频率也可以降低CPU的动态功耗,在CPU功耗控制方面,如Intel推出的动态功耗节点管理器(DynamicNodeManagement)是一个内嵌于英特尔服务器芯片组的带外(OOB)功率管理策略引擎。它与BIOS和操作系统功耗管理(OSPM)协作,动态地调整平台功耗,从而实现服务器)性能/功耗的最大化。在专用低功耗部件研究方面,包括上海澜起公司研发的高级内存缓存AMB芯片、SSD固态电子硬盘等技术与产品。 基础架构级节能技术主要包括液冷、存储制冷、高效能电源、高效能散热冷却技术等诸多技术。 高效能散热冷却技术包括研究效率更高的散热方式和性能更好的冷却设备,如HPPARSEC体系结构(ParallelRedundantScalableEnterpriseCooling)、IBM的机房冷却系统等。存储制冷(StoredCooling)指预先基于制冷设备存储部分制冷能力,在需要时再有效释放,类似电池的储电功能,如IBM基于存储冷却技术的机房冷却方案。液冷技术包括水冷及液态金属制冷,由于其导热能力强并且热容更大,能够更快的缓解负载突变造成的散热压力并吸收更多的热量,在当前大型计算机中使用越来越普遍,如IBMCoolBlue机柜系统。 在解决功耗方面,除采用上述CPU功耗控制、CPU工作频率调整、液体冷却、低功耗专用芯片、芯片级冷却等技术以外,学术界和企业界也在研究系统级节能技术和产品,包括:基于负载情况动态调整系统状态、实施部分节点或部件的休眠;根据各进程能耗的不同对CPU任务队列进行调整,如将一些产生较多热量的任务从温度较高的CPU上迁移到温度较低的CPU上从而实现能耗的均衡。如国家高性能计算机工程技术研究中心开发的自适应功耗管理系统,可实现基于能效的作业调度策略,IBMPowerExecutive允许用户计量任何单一物理系统或一组物理系统的实际电力使用数据和趋势数据,并可对实际用电量进行监视,并在系统、机箱或机架层次上对数据中心中的电耗和热耗进行有效分配 .

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