Wielordzeniowe mikrosterowniki i cyfrowe procesory sygnałowe zwiększą bezpieczeństwo samochodów i udoskonalą rozrywkę
Zapomnij, co słyszałeś o upadku Prawa Moore’a. Z tym prawem czy bez niego produkty elektroniczne i tak rozwijają się w zastraszającym tempie. Szybkie, jednordzeniowe procesory są zastępowane ich wielordzeniowymi odpowiednikami, a półprzewodniki każdego dnia zwiększają inteligencję samochodów, telewizorów, komputerów, telefonów i urządzeń domowych.
Mikrosterownik MPC5121e firmy Freescale wykorzystywany jest do systemów wizyjnych w samochodach.
Pomyśl o futurystycznej wizji auta, które nie potrzebuje kierowcy.
W 2005 roku pięć samochodów bez kierowców przekroczyło linię mety drugiego wyścigu DARPA Grand Challenge. Każdy z nich przejechał 212,5 km po terenie pustynnym — bez kierowcy. Nowe możliwości obliczeniowe sprawiły, że pojazdy samodzielne nie są już fantazją, gdyż stały się rzeczywistością.
Podobnie sprawy się mają z innymi niezliczonymi produktami. Fotografia, muzyka i film zmieniły się w sposób, o jakim 20 lat temu nam się nie śniło. W ciągu 50 ostatnich lat komputery skurczyły się z urządzeń wielkości garażu do rozmiarów portfela. W centrum wszystkich tych zmian leży szybsze przetwarzanie danych.
Co będzie działo się dalej? W artykule tym przyjrzymy się trzem skokom technologicznym, których można spodziewać się w ciągu następnych pięciu lat. Wszystkie z nich wystawiają świadectwo zmianom, jakie nastąpiły dzięki szybszym, mocniejszym procesorom.
Pojazdy z systemami wizyjnymi
Na początku zeszłego roku, po utracie kontroli nad swoim pojazdem, 16-letnia dziewczyna z Peck w Kansas przeżyła wypadek, choć jej samochód dwukrotnie przekoziołkował. Niektórzy uważają, że stało się tak dzięki kamerze zamontowanej po wewnętrznej stronie przedniej szyby samochodu. Korzystając z kamery obrazującej, opartej na technologii CMOS, jej matka zdalnie monitorowała umiejętności kierowania pojazdem swojej córki i wielokrotnie przypominała jej o zapięciu pasów. Gdy wydarzył się wypadek, pasy były zapięte, a dziewczyna wyszła z niego cało, pomimo że samochód nadawał się do kasacji.
Oczekuje się, że za dziesięć lat systemy wizyjne podobne do proponowanych przez Drivecam, zaczną odgrywać większą rolę. Pomogą rodzicom kontrolować swoje nastoletnie dzieci, umożliwią przedsiębiorstwom przewozowym obserwować kierowców zawodowych, a także ostrzegać senne osoby za kierownicą. Ponadto, nowa generacja czujników, skierowanych zgodnie z ruchem jazdy, zmniejszy liczbę wypadków. Czujniki radarowe, na podczerwień, ultradźwięki, LIDAR (radary wykorzystujące laser), oparte na technologii CMOS i różnorodne inne czujniki już w chwili obecnej ułatwiają prowadzenie samochodu, „obserwują” pojazdy znajdujące się przed autem i zapobiegają wypadkom. W końcu poszukiwany Święty Graal tego typu technologii — systemy zapobiegające kolizjom, które aktywnie wyprowadzają pojazdy z niebezpiecznych sytuacji — mogą stać się dostępne za niecałą dekadę.
Mikrosterownik MPC5121e firmy Freescale wykorzystywany jest do systemów wizyjnych w samochodach.
Jednak, aby stało się to możliwe, konieczne jest przetwarzanie kolosalnych ilości danych. Ponieważ od systemów czujników wymaga się, by dokonywały bardziej zaawansowanych ocen sytuacji, algorytmy oprogramowań będą wydłużać się, zajmując moc obliczeniową procesorów.
Obserwujemy gwałtowny wzrost zapotrzebowania na wydajność – stwierdza Brooke Williams, kierownik ds. sprzedaży w wydziale do spraw wizji w firmie Texas Instruments (TI). Musimy gwałtownie zwiększyć szerokość pasma i MIPSy (milion instrukcji na sekundę) w rdzeniach naszych procesorów sygnałowych.
Algorytm przetwarzany przez procesor będzie musiał dokonywać wyborów – twierdzi Peter Schulmeyer, kierownik strategii ds. mikrokontrolerów samochodowych w Freescale Semiconductor. Czy to człowiek, czy skrzynka na listy? Trudność stanowi rozpoznawanie obiektów i ostrzeganie o nich kierowcy. Są to o wiele bardziej skomplikowane problemy, niż trudności, jakie pokonuje człowiek obsługując proste urządzenie.
Serwer MediaSmart firmy HP zapewnia użytkownikom domowym pojemną pamięć.
Takie Firmy, jak TI i Freescale próbują uporać się z tą sytuacją, wprowadzając na rynek mikrosterowniki i procesory sygnałowe. Procesory DaVinci™ firmy TI są m.in. wykorzystywane w aplikacjach zajmujących się opuszczaniem pasa ruchu, czy tempomatem, a mikrosterowniki MPC5561 i MPC5200 firmy Freescale stosowane są w systemach bezpieczeństwa bazujących na radarach oraz w systemach kontroli optycznej.
Telewizja staje się trójwymiarowa
Jeśli zeszłoroczny „Beowulf ” i tegoroczny „Avatar” stanowią jakąkolwiek wskazówkę, wygląda na to, że przemysł rozrywkowy wiąże duże nadzieje z trójwymiarową techniką filmową. Mówi się, że Hollywood inwestuje duże sumy pieniędzy w „Avatara” Jamesa Camerona, będącego thillerem science-fiction w formacie 3D, który ma pojawić się w kinach w grudniu 2009, a „Beowulf ” podobno zebrał zdumiewające dochody z biletów.
W Hollywood zauważono, że pieniądze wydane na film trójwymiarowy zwracają się, a dochody z nich uzyskiwane są większe, niż w przypadku standardowych filmów – twierdzi Adam Kunzman, kierownik ds. sprzedaży produktów DLP HDTV w Texas Instruments. Producenci otrzymali zachętę finansową w postaci bezpośredniego doświadczenia inwestycyjnego. Dlatego spodziewamy się, że w dalszym ciągu będą chcieli finansować tę technikę.
Faktycznie, inwestycja pomoże rozwinąć się wschodzącej technice 3D, która wprawiła w zachwyt uczestników zeszłorocznego Consumer Electronics Show w Las Vegas. Podczas wystawy technika ta przyciągnęła do prezentującego ją stoiska TI tysiące zwiedzających. Uczestnicy przekonali się, jak duża przepaść ją dzieli od dobrze znanej i okropnej analogowej techniki filmowej, która wykorzystywała kartonowe okulary z czerwoną i niebieską folią w miejscach szkieł, by podzielić obrazy na lewą i prawą stronę. Nowe systemy, zwane stereoskopowymi systemami 3D, wykorzystują tzw. „okulary aktywne”, w których zastosowano mechanizm przesłony zsynchronizowany z obrazem pokazywanym na ekranie.
LaserVue™ to telewizor firmy Mitsubishi przygotowany do techniki 3D.
Wiele telewizorów następnej generacji osiągać będzie efekt trójwymiarowości dzięki zastosowaniu urządzeń półprzewodnikowych takich, jak mikroukład DLP firmy TI, obejmujących miliony luster, w których przekątna nie przekracza 8 μm. Dla tej techniki kluczowa jest szybkość przełączania luster — przy prędkości 8 μs są one ok. 1000 razy szybsze, niż wyświetlacze ciekłokrystaliczne, twierdzi TI.
Prędkość przełączania przekłada się na dużą liczbę kolorów – dodaje Kunzman. Nie tylko możemy wyświetlać trzy kolory równocześnie za pomocą pojedynczego urządzenia, lecz także pokazywać obraz trójwymiarowy.
Nowy telewizor LaserVue™ firmy Mitsubishi oferuje technikę trójwymiarową dzięki wykorzystaniu nowej wersji mikroukładów DLP firmy TI opartych na laserze. Jak twierdzi TI, zastosowanie lasera pomaga udoskonalić obraz i jednocześnie o połowę zmniejszyć zużycie energii.
Ostatecznie jednak, by móc dalej rozwijać tę technikę, twórcy mikroukładów i producenci telewizorów czekają na filmy, które mogłyby pobudzić rozwój techniki trójwymiarowej. Obecnie filmy publikowane są na płytach DVD i Blu-ray – nadmienia Kunzman. Spodziewamy się, że za trzy do czterech lat będą one wydawane na płytach Blu-ray obsługujących format 3D.
Serwery wprowadzają się do domów
Według niektórych szacunków, liczba zdjęć cyfrowych osiągnie w 2009 roku pół tryliona. Choć zdjęcia sprawiają swoim właścicielom radość, jednocześnie mogą być przyczyną frustracji, ponieważ konsumenci zmuszeni są poszukiwać napędów o odpowiedniej pamięci, na których mogliby je zapisać.
Możemy poświadczyć, że obecnie wykonuje się bardzo dużą liczbę zdjęć cyfrowych – twierdzi Steven Leonard, starszy kierownik ds. produktu w dziale Windows Home Server firmy Microsoft. Jest to jeden z powodów, dla których ludzie zaczynają się zastanawiać nad serwerami domowymi.
Microsoft współpracuje z Hewlett-Packard (HP), Velocity Micro, TraquilPC i innymi firmami nad zintegrowaniem swoich rozwiązań oprogramowania Windows Home Server z serwerami wspomnianych firm, dając w ten sposób konsumentom sposób na ochronę należących do nich treści. Inne przedsiębiorstwa, m.in. Intel, również zwiększają swoje starania związane z serwerami domowymi, spodziewając się większego zapotrzebowania na nie w ciągu najbliższych pięciu lat.
Firma HP uwzględnia tę kwestię w swoim serwerze MediaSmart, gdyż wyposażyła go w cztery wewnętrzne wnęki napędów i pozostawiła użytkownikom możliwość dodania również dysków zewnętrznych. Ze sprzętowego punktu widzenia, inżynierowie utrzymują, że kluczowymi technikami są twarde dyski oraz szerokość pasma procesorów. Jak mówią, ankieta przeprowadzona wśród użytkowników wykazała, że większość z nich potrzebuje od 500 GB do 1 TB pamięci. Nie bez znaczenia jest fakt, że 29 procent posiadaczy domowych serwerów przyznało, iż korzysta z czterech lub większej liczby dysków twardych, a jedynie 15 procent używa pojedynczego napędu.
Inżynierowie uważają, że choć tego typu technologie mogą wydawać się obecnie luksusem, w niedalekiej przyszłości zaczną już być postrzegane jako coś normalnego.
Wiele osób posiada duże zasoby zdjęć o wysokiej rozdzielczości lub mnóstwo danych wideo w formie HD – stwierdza Leonard. Ostatecznie, będą oni chcieli ochronić swoje treści.
