Журнал Компьютерра - Журнал "Компьютерра" N731

• Название: Журнал "Компьютерра" N731
• Автор: Журнал Компьютерра
• Жанр: Философия

---

Обыватель любит поворчать: дескать, в последние годы качество товаров, причем любых, умышленно снижается - чтобы люди чаще покупали новые вещи взамен сломавшихся. Что, производителю и правда не выгодно делать качественную вещь?

Если речь идет о заговоре, то его, конечно, нет. Но любой производитель думает о сокращении издержек - этого требует конкурентная борьба. Общее качество всего вокруг снижается. Машины десять лет назад были более качественными, чем сейчас. То есть снижение качества - не элемент развития, а неизбежность, связанная с переносом производства из области затратного и интеллектуального в область труда низкой квалификации. Скажем, я с 1990 года наблюдаю за особенностями эксплуатации автомобилей "Вольво". Нынешние машины не сравнить с теми. От кузова до электроники все стало менее надежным. А взять ноутбуки… Мы в APC, как корпоративные пользователи, ощущаем снижение их качества.

Тепло, теплее, еще теплее

Одни из первых суперкомпьютеров пятидесятых-шестидесятых, например СТРЕЛА, БЭСМ-6, занимали площадь 200-300м2 и потребляли 30-150 кВт электроэнергии, что давало удельное тепловыделение около 0,5 кВт/м2 (в отдельных случаях - до 1,5 кВт/м2). Вся дальнейшая история развития компьютерной индустрии связана с появлением чипов и их миниатюризацией с одновременным повышением энергетической эффективности в расчете на одну транзакцию. Однако темпы миниатюризации чипов превосходят темпы роста энергетического КПД, в результате чего энергетическая плотность продолжает расти. По данным The Uptime Institute, Inc (статья "2005-2010 Heat Density Trends in Data Processing, Computer Systems, and Telecommunications equipment"), в период с 1992 по 2010 год в категории серверных продуктов тепловыделение возрастет с 2 кВт/м2 до 60 кВт/м2.

Конечно, приведенные цифры следует рассматривать как ориентировочные, зависящие от ряда факторов, но дальнейшее повышение быстродействия чипов приводит к нелинейному увеличению энергопотребления, поэтому достоверность прогнозируемых величин очевидна. Как следствие, возникает необходимость организации систем охлаждения и чипов, и оборудования, и комплексов. В начале становления индустрии, при малых плотностях мощности для комплексов, как правило, применялись воздушные системы охлаждения, а задача локального перегрева ЦП решалась при помощи жидкостных систем (таковая, например, реализована в комплексе Эльбрус-2 в 1977 году).

За это время не раз высказывались идеи организации охлаждения на базе криогенных систем и систем, работающих на ледяной воде. Основная идея состоит в размещении условного "источника холода" в непосредственной близости от условного "источника тепла". Эта же идея эксплуатируется и в настоящее время при построении серверных комнат и центров обработки данных - рядная организация машинного зала с чередованием горячих и холодных коридоров при наличии внутрирядных теплообменников позволяет эффективно и предсказуемо отводить тепло.

Я не хочу загадывать, но уже сейчас плотность выделяемой мощности чипа сравнима с таковой в двигателе реактивного самолета, что в среднесрочной перспективе, возможно, приведет к появлению систем, в которых ледяная вода снова подойдет к процессору [Вездесущая IBM уже получила несколько патентов на подобные технологии. - Прим. ред.], если, конечно, не появятся вычислители, основанные на иных физических принципах.

Олег Письменский,

директор департамента консалтинга и клиентских проектов APC

ОРУЖИЕ XXI ВЕКА: Отставка невидимки

Автор: Ваннах Михаил

В апреле нынешнего года начинается заключительный этап снятия с вооружения американского самолета F - 117 Nighthawk - первой боевой машины, созданной по технологии Stealth. Его "отправляют в отставку" ради экономии. Деньги пойдут на закупки более эффективных F - 22 Raptor. Устроим же F - 117 "проводы", а заодно поговорим о его жизни и предках.

Первую мировую войну армии, до того щеголявшие цветастыми мундирами, оделись в хаки, скрываясь от вражеских глаз. А тогдашний хайтек, авиационный, пошел дальше. В 1935 году бригада Военновоздушной академии РККА под руководством профессора С. Г. Козлова построила "невидимый" самолет ПС[Вероятно, "Прозрачный Самолет".]. Это был переделанный аэроплан АИР - 4 конструкции А. С. Яковлева. Особенностью моноплана.парасоли ПС было то, что его плоскости вместо штатного полотна обшили родоидом - органическим стеклом французского производства. Это должно было придать самолету малозаметность.

Но кроме обшивки плоскостей в самолете есть мотор, кабина, детали планёра… Их окрасили в белый цвет и отлакировали, стенки лонжеронов крыла покрыли родоидом с нанесенным изнутри слоем амальгамы.

В результате самолет в воздухе быстро исчезал с глаз наблюдателей, на киносъемке с большого расстояния не было даже пятен. Правда, продолжения эксперимент не получил - родоид быстро помутнел, и "невидимость" приказала долго жить.[Шавров В. Б., История конструкций самолетов в СССР до 1938 г. - М., 1986.]Но это было уже неважно.

В ПВО приходила техника - в частности, радио (занявшая доминирующее положение) и инфракрасная (прижившаяся в головках самонаведения). Поначалу было неясно, какая окажется перспективнее.

Основания для сомнений были. 16 января 1934 г. в Физикотехническом институте у академика Иоффе состоялось обсуждение проекта первого импульсного радиолокатора. Из "рыбы" протокола Абрам Федорович вычеркнул слова "дециметровые и сантиметровые волны", ограничившись общим: "на принципе использования электромагнитных волн достаточно короткой длины". "Отец советской физики" допускал, что при зеркальном отражении самолет переизлучит ЭМ.волны так, что отраженный сигнал, и без того маломощный, отклонится от направления на приемную антенну радиолокатора.

Это легко смоделировать.Возьмем LED.фонарик и листок фольги от любой упаковки.

Посветим под углом на ровную фольгу - на стене четкий зайчик. Скомкаем листок - блики пошли во все стороны. Приемнику радара такого отражения достаточно, он очень "зоркий".

Но в первом случае (гладкий лист) отраженный сигнал, хоть и "яркий", к излучателю не возвращается. Именно это имел в виду Иоффе! (Хотя его опасения и не оправдались - аэродинамика навязала самолетам поверхности весьма сложной формы, а физика дала радарам сверхмощные магнетроны…)

В воздушных битвах Второй мировой технология радионевидимости не применялась - летающие крепости полагались на активные (шумогенераторы)и пассивные (полоски станиоля, сбрасываемые с машин прикрытия) помехи.

Дальнейшая история технологии Stealth связана с трудами радиофизика Петра Яковлевича Уфимцева, работавшего в Центральном научноисследовательском радиотехническом институте (ЦНИРТИ). Изучая дифракцию электромагнитных волн на телах сложной формы - то есть имеющих отношение к реальным формам [До этого изучались сфера, цилиндр, эллипсоид. Давняя традиция - математик Михаил Васильевич Остроградский (1801-61), однажды читая в Париже вызвавшую интерес большого света лекцию о применении геометрии к пошиву одежды, начал так: "Предположим, что человеческое тело имеет форму шара…" Как же бежали с лекции парижские красавицы!] планёра летательного аппарата, - он сумел показать, что эквивалентная поверхность рассеяния (величина, характеризующая долю радиоизлучения, отражаемого назад, к радару) зависит не столько от размеров, сколько от конфигурации тела.

В 1962 году в издательстве "Советское радио" выходит книга Уфимцева "Метод краевых волн в физической теории дифракции".

В отделе иностранных технологий ВВС США книгу заметили и перевели. [О биографии Уфимцева и радиолокационных аспектах технологии см. статью профессора Ю. Н. Ерофеева "Дремлет в поле ольгово хороброе гнездо. Далече залетело!" на сайте Виртуального компьютерного музея.] И начался заокеанский этап развития "невидимки".

Математическую модель Уфимцева заимствуют, и в 1970 - х математики авиастроительной фирмы Lockheed Aircraft создают компьютерную программу Echo 1, позволившую предсказывать РЛС.сигнатуры для машины, планёр которой составлен из плоских пластин, называемых фасетами. От анализа перешли к синтезу - в 1975 году инженеры из локхидовской команды Skunk Works, специализировавшейся на самых безумных идеях и самых передовых конструкциях, приступили к конструированию аэроплана из плоских панелей, которые должны были рассеивать электромагнитное излучение, тем самым радикально ослабляя возвращающийся к локатору отраженный сигнал.

А мы отметим, что имитационное моделирование физической дифракции ЭМ.волн стало первой ИТ - технологией, сделавшей существование невидимок возможным.

Модель назвали "The Hopeless Diamond", "Безнадежный бриллиант". "Бриллиант" - поскольку он разбрасывал лучи во все стороны. (Это привлекает внимание к обладательнице камня, но, наоборот, должно было сделать малозаметным самолет.) А "безнадежной" будущую "фамильную драгоценность" ВВС США делали ее летные характеристики.