Чтобы исключить всякое влияние физических процессов в электронных цепях чипа и собрать побольше статистики, ученые взяли не реальный чип, а процессорный симулятор SimpleScalar, с помощью которого сегодня моделируется и отлаживается архитектура более половины разрабатываемых процессоров. На симуляторе гоняли программы из популярного бенчмарк-пакета Spec 2000 и наблюдали за поведением трех основных параметров производительности выбранной архитектуры: среднего числа выполненных инструкций за такт, а также числа промахов при обращении к кэш-памяти первого и второго уровней.
Собранные данные были проанализированы с помощью статистических методов, применяющихся в нелинейной динамике. Эти методы позволяют обнаружить хаотическое, неустойчивое поведение сложных систем, которое характерно, например, для математических моделей, описывающих процессы в атмосфере. Поведение таких даже строго детерминированных систем в принципе плохо предсказуемо, результаты расчетов очень чувствительны к начальным данным, и поэтому описание и сравнение подобных систем требует специальных методов.
Анализ показал, что поведение процессора сильно зависит от выполняющейся на нем программы. Если, скажем, программа для численного решения уравнений в частных производных демонстрировала регулярную, периодическую динамику, то архиватор и особенно программа компоновки микросхем вели себя шумно и хаотически. Время их выполнения плохо предсказуемо и сильно зависит от начального состояния процессора, то есть от того, что он считал перед этим. Поэтому даже для простого сравнения производительности разных процессоров нужны специальные методы усреднения, развитые в нелинейной динамике. Что уж говорить о субъективных ощущениях людей, которые воспринимают компьютер скорее как норовистое и непредсказуемое живое существо, нежели совокупность бездушных железок. Теперь эти смутные ощущения получили вполне строгое научное обоснование. - Г.А.
Важного результата, который может привести к появлению принципиально новых экситонных чипов, достигла объединенная команда исследователей из Питсбургского университета и Лаборатории Белла, входящей в состав фирмы Lucent Technologies. Ученым впервые удалось в миллион раз увеличить время жизни экситонов и заставить их перемещаться на сотни микрон, чего уже достаточно для создания фотонных триггеров и ряда других приложений.
Экситонами называют специфические, похожие на атом квазичастицы, которые состоят из отрицательно заряженного электрона и положительно заряженной дырки. В определенных условиях экситон возбуждается в полупроводнике при поглощении фотона и может «аннигилировать», излучая фотон. Мигрируя по полупроводнику, экситоны, как и фотоны, переносят энергию, но не переносят заряд и массу. Однако у них, как и у электронов в полупроводнике, есть так называемая эффективная масса, поэтому экситоны иногда величают «тяжелыми фотонами».
Обычно экситон живет всего-навсего одну триллионную секунды и за это время успевает переместиться лишь на несколько микрон, из-за чего их никто и не пытался использовать. Однако теперь ученым удалось вырастить специальную двухмерную полупроводниковую структуру с квантовыми ямами, в которой экситоны живут до тридцати микросекунд и могут за это время пройти расстояние до миллиметра. Успеха удалось добиться благодаря «растяжению» частиц с помощью электрического поля.
Возможность управлять экситонами на больших дистанциях позволит создать электронно-фотонные чипы принципиально нового типа. Можно, например, преобразовать фотон непосредственно в экситон, переместить его в нужное место, а затем вновь излучить фотон. Так можно изготовить быстрые оптические переключатели, ячейки оптической памяти и другие устройства.
Все сегодняшние электронные схемы основаны на управлении движением электронов, и использование вместо них экситонов в перспективе может привести к созданию удивительнейших устройств с параметрами, о которых можно было только мечтать. Однако пока ученые лишь в самом начале долгого пути. - Г.А.
Новости подготовили
Галактион Андреев
Тимофей Бахвалов
Сергей Борисов
Артем Захаров
Денис Зенкин
Евгений Золотов
Бёрд Киви
Денис Коновальчик
Антон Шириков
Микрофишки
Записи грандиозных концертов Live 8, прошедших 2 июля во всех странах «Большой восьмерки» и приуроченных к ежегодному саммиту G8, появились на DVD в течение суток после окончания выступлений. Тысячи британцев выставили на eBay диски с телетрансляцией лондонского концерта Pink Floyd, U2, Мадонны и др. Федерация музыкальных лэйблов BPI тут же выразила протест, и не удивительно: официальный-то DVD ожидается только в ноябре. - А.Ш.
NubyTech выпустит осенью эксклюзивный контроллер для платформы PlayStation 2, выполненный в виде бензопилы и созданный специально для игры Resident Evil 4. - Т.Б.
Полицейское управление Японии подписало соглашение о сотрудничестве с Microsoft. Представители фирмы выступят консультантами отдела по борьбе с киберпреступлениями и помогут японским копам подтянуться в техническом образовании . - Т.Б.
Вслед за мобильной версией Quake (см. «КТ» #597-598) на сотовые телефоны портируется еще один 3D-шутер - Duke Nukem 3D Mobile. Игра разрабатывается компанией SkyZoneMobile.com и выйдет на платформе BREW в конце этого лета. - Т.Б.
Медиа-компания Viacom, которой принадлежит знаменитый телеканал MTV, приобрела один из самых популярных игровых интернет-проектов - NeoPets.com. Сайт предлагает больше полутора сотен онлайновых интерактивных игр, связанных с жизнью виртуальных существ в волшебном мире Neopia. Количество пользователей превышает 25 млн. человек, причем 39% аудитории - дети до тринадцати лет; возраст еще 40% посетителей - от тринадцати до семнадцати. В ближайшее время NeoPets.com будет «привязан» к порталу MTV.com, что поможет росту популярности и сайта, и канала. Сумма сделки не называется, однако эксперты The Wall Street Journal оценивают ее в 160 млн. долларов. - Т.Б.
«Самый дорогой салют на День независимости США» уже принес первые интересные научные данные. Облако тонкой пыли, поднятое взрывом от врезавшегося в комету Темпеля-Туттля зонда Deep Impact, свидетельствует, что общепринятые представления о ядрах комет, возможно, не вполне верны. Не исключено, что это не ледяные глыбы с редкими вкраплениями силикатных пород, а скорее кучи плохо консолидированного тонкодисперсного космического мусора. Обработка результатов эксперимента продолжается. - В.Бир.
Тайваньский брокер компании Fubon Securities приобрела акции на сумму 251 млн. долларов… по ошибке. Женщина совершила сделку, случайно нажав не ту клавишу на ноутбуке. В результате на повторной продаже акций компания потеряла около 12 млн. долларов. - Т.Б.
