5 поколение – Сравнение самолётов 5го поколения разных стран, способных их создать.: bulochnikov — LiveJournal

Отсюда легко объясним интерес Пекина к закупкам российского «изделия 117С» — двигателя 1 поколения для ПАК ФА (аналогичные силовые агрегаты устанавливается на Су-35). Россия принципиально не против такого военно-технического сотрудничества, что было подтверждено словами министра обороны РФ Анатолия Сердюкова в ходе визита в КНР в ноябре 2010 года.

Как и российский истребитель пятого поколения, Chengdu J-20 в перспективе планируется оснастить двигателями II поколения WS-15 с тягой до 18 тонн. В настоящее время создание WS-15, как и нашего «изделия 129», еще не вышло за пределы конструкторских кульманов, поэтому сказать что-то определенное по этому поводу не представляется возможным.

Сложно определить, какие двигатели сейчас стоят в настоящий момент на китайских истребителях 5 поколения. Китайцы никаких комментариев не дают, но, согласно выводам некоторых экспертов, пристально изучающих фотографии самолета, несомненно одно: Chengdu J-20, как и российский ПАК ФА, пока летают на двигателях 4 поколения. А это очень важный момент – пока не будет создан мощный и надежный двигатель, обеспечивающий сверхзвуковую бесфорсажную скорость полета, любые работы по истребителю нового поколения есть забавы дизайнеров.

В цехах кипит работа

Следующая системная проблема китайского авиапрома – бортовое радиоэлектронное оборудование. Требования к машинам пятого поколения в этой области очень высоки и есть подозрения, Китай не способен в настоящий момент обеспечить cвои Chengdu J-20 мощными информационно-управляющими комплексами. Самая современная китайская РЛС — тип «1473», копия российского радара «Жемчуг», обладает весьма скромными характеристиками. А собственных радиолокационных станций с активной фазированной антенной решеткой (ФАР), находящихся в стадии, близкой к принятию на вооружение, в ближайшей перспективе у Китая не просматривается.

Несмотря на ведущие позиции в мире по производству вычислительной техники и бытовой электроники, Китай значительно уступает России и США в разработке БРЭО. С другой стороны, людьми, сведущими в авиации, неоднократно отмечалось, что Поднебесная в последнее время сделала потрясающие успехи в области авионики, разработав для своих истребителей четвертого поколения целую линейку бортовых радиоэлектронных комплексов на основе российских РЛС семейства Н001, которыми были оснащены экспортные Су-27СК и Су-30МКК.

«Крадущий чужие мысли, да задумается»

Вообще не совсем корректно клеймить позором китайцев за плагиат. С копирования чужих идей начинались многие известные промышленные гиганты. В 60-е годы объектом насмешек был японский автопром, беззастенчиво копировавший американские «Форды» и «Шевроле». Но уже к 80-м японская автомобильная промышленность заняла половину европейского и американского рынка, вытеснив былых фаворитов.

Возвращаясь к китайскому истребителю 5 поколения, отмечу, что творческая оригинальность Chengdu J-20 состоит в гармонии всех заимствованных решений. Поиск «золотой середины» — это так близко для национального самосознания китайцев. Такой подход, вероятно позволит получить высокую эффективность авиационной системы, но судить об этом пока преждевременно. Вполне вероятно, что из этого сырого прототипа получится удачная машина, однако её конструкция уже cейчас вызывает больше вопросов и сомнений, чем ответов.

Что значит для России появление китайского истребителя 5 поколения? — Новость, безусловно, плохая. В недалеком будущем китайский конкурент, благодаря меньшей стоимости, может потеснить ПАК ФА на мировом рынке вооружений. Про F-35 я даже не говорю – J-20 на его фоне выглядит куда более привлекательно.

Что касается сегодняшней ситуации, то говоря о ПАК ФА и Chengdu J-20, речь идёт скорее об экспериментальных прототипах, чем о боевых машинах предсерийного исполнения с полным набором требуемых тактико-технических характеристик. Многое зависит от коллективов, работающих над этими машинами.

В активе у российских конструкторов – бесценные технологии создания современных реактивных двигателей (Россия – одна из немногих стран, способная самостоятельно производить такие изделия), целый запас наработок по бортовым радиоэлектронным системам, в ом числе полностью готовые авиационные радары с ФАР типа «Жук» и «Ирбис».
Специалисты авиастроительной корпорации Chengdu имеют свои преимущества. Великолепный кадровый потенциал. Инженеры, технологи и рабочие Поднебесной ни дня не сидят без работы, постоянно «набивая руку» на копировании или модернизации иностранных образцов техники. КНР обладает высокоэффективными производствами. Кроме того, Китай имеет легкий доступ к российским технологиям. Здесь китайцы в точности следуют своей знаменитой пословице:«Чтобы победить противника, не стремись стать сильнее его, а сделай его слабее себя».

topwar.ru

Чей истребитель 5-го поколения лучше

29-го января 2010 года в воздух поднялся первый прототип Российского истребителя пятого поколения Т-50-1. С этого момента появилась возможность сравнения истребителей пятого поколения. До этого момента все разработки доведенные до стадии утверждения о принятии их на вооружение были представлены только американской стороной. Но для того, что бы сравнивать что-либо, сначала необходимо определиться с критериями сравнения, а именно – с признаками пятого поколения.

Т-50-1 после завершения первого полёта

Пятое поколение

Для начала, несколько слов о разделении на поколения реактивных истребителей – самолёт относят к тому или иному поколению по комплексу летно-технических характеристик, а также характеристик бортового радиоэлектронного комплекса и силовой установки. До 4-го поколения все было довольно ясно – все самолёты соответствовали признакам своего поколения по большинству критериев и трактовка этих критериев была одинаковой по обе стороны атлантики.

Так и для пятого поколения – характерными признаками стали:

 — построение планера с применением мер снижения радиолокационной и инфракрасной заметности;

 — наличие отсеков вооружения;

 — возможность сверхзвукового полёта на крейсерском бесфорсажном режиме двигателя;

 — сверхманевренность;

 — построение комплекса БРЭО на основе РЛС с АФАР;

 — применение в силовой установке двигателей пятого поколения, отличительным признаком которых является повышение температуры газов перед турбиной до величин в районе 1900 градусов по шкале кельвина;

 — интеграция бортовых систем отдельных аппаратов в общую боевую сеть в рамках концепции сетецентрических войн, и связанное с этим изменение методов боевого применения;

 — соответствующий комплекс вооружения.

Т-50 (ПАК ФА)

Российский перспективный комплекс фронтовой авиации, проходящий на сегодняшний день испытания в ЛИИ. Изготовлено 5 лётных образцов. Параллельно ведется подготовка серийного производства. Отрабатывается БРЭО и силовая установка. Самолёт призван заменить в ВВС РФ Су-27 и, отчасти, МиГ-29 и МиГ-31. Разработке самолёта предшествовали опытно-конструкторские работы по различным темам КБ Сухого и Микояна.

F-22 Raptor

Первенец пятого поколения. Путь к нему начался в 1981 году, когда ВВС США сформировали требования к перспективному истребителю завоевания превосходства в воздухе, призванного заменить F-15. Хотя, фирмы разработчики вели изыскания облика перспективного самолёта еще задолго до этого. Следует отметить, что требования ВВС несколько отличались от того, что конструктора рассматривали ранее. На сегодняшний день произведено 187 серийных экземпляра. Серийное производство прекращено. Самолётом вооружены 15 эскадрилий.

F-35

Третий представитель пятого поколения – истребитель Lockheed Martin F-35. Самолёт разрабатывается в трёх модификациях для удовлетворения требований различных заказчиков. На сегодняшний день началось его серийное производство и развёрнуты первые учебные эскадрильи. Самолёт планируется на замену сразу нескольких типов летательных аппаратов предыдущего поколения в ВВС стран-участниц программы и других покупателей. Стоит обратить внимание, что самолёт ориентирован, в первую очередь, на выполнение ударных задач.

Планер

По внешним обводам планеры всех трёх представителей выполнены с учетом принципов снижения заметности. Также, это касается технологических лючков, различных створок, покрытий. Особенно, применение покрытий касается вопроса снижения заметности кабины пилота, для чего применяются специальные материалы на фонаре. По-сравнению с американскими оппонентами Т-50 проигрывает только в заметности компрессоров первой ступени двигателей. На заокеанских самолётах применяются изогнутые каналы воздухозаборников, экранирующие двигатели. На Т-50 предполагается установить радар-блокеры в воздушных каналах, подобные тем, что применены на истребителе предыдущего поколения F-18E/F. Такая конструкция несколько снижает параметры силовой установке.

По-этому планируется применить конструкцию, обеспечивающее «переключение» между режимами экранирования компрессоров и обеспечения повышенных характеристик двигателей. При этом, применение S-образных каналов в американских самолётах, также вызывает потери полного давления и не является оптимальным, с точки зрения работы силовой установки. Но пока, на летающих образцах Т-50 подобная конструкция не просматривается.

Согласно отчетам от ноября 2005-го года, ВВС США утверждает что F-22 имеет наименьшую ЭПР среди всех пилотиуемых летательных аппаратов стоящих на вооружении ВВС США, с фронтальным ЭПР 0.0001~0.0002 м² (что соизмеримо с мраморным шариком во фронтальном аспекте). Согласно данным отчетам, F-35 обладает ЭПР сопоставимым с металическим мячом для гольфа, около 0.0015 м². Что является 5 — 10 раз больше чем минимальный фронтальный ЭПР истребителя F/A-22. Однако F-35 обладает ЭПР меньше, чем у F-117, и сравнимым с аналогичным показателем бомбардировщика B-2 (ЭПР которого в двое меньше чем у F-117). Для сравнения, ЭПР МиГ-29 составляет около 5 м². Предполагается, что ЭПР Т-50, также будет на уровне F-35.

Т-50. На фотографии отлично видны первые ступени компрессоров двигателей

Отсеки вооружения

Эта конструктивная мера призвана как снизить радиолокационную заметность самолёта, так и понизить аэродинамическое сопротивление для достижения сверхзвуковой бесфорсажной крейсерской скорости. Тут, опять же, заметны различные подходы у российских и американских конструкторов. Американцы на обоих своих самолётах применили боковые отсеки вооружений, отлично компонующиеся с S-образными каналами воздухозаборников. При этом, в некоторых работах отмечалось, что такая конструкция отсеков не позволяет их открывать на больших сверхзвуковых скоростях. В тех же статьях были предложены некоторые способы решения этой проблемы, в том числе применение выдвижных щитков перед передней стенкой отсека. Как оказалось, при анализе опубликованных позже фотографий, именно предложенным путем пошли американские конструкторы.

На снимке видна небольшая перегородка, выступающая в поток, перед передней кромкой открытого отсека вооружения F-22

Перед создателями F-35 этой проблемы не стояло, так как самолёт вообще не рассчитан на сверхзвуковой крейсерский полёт.

На Т-50 применены длинные и достаточно глубокие центральные отсеки вооружения, расположенные между гондолами двигателей. Это является наиболее оптимальным решением с точки зрения аэродинамики и конструкции, но требует организации дополнительных отсеков для размещения ракет воздух-воздух ближнего боя, которым необходимо обеспечить возможность маневра сразу после пуска, что вступает в противоречие с необходимостью выведения боеприпаса на безопасное расстояние от носителя, перед включением ракетного двигателя, при применении из центральных отсеков. Предполагается, что подобные отсеки реализованы в обтекателях под крылом.

Сверхзвуковая крейсерская бесфорсажная скорость

Из анализа по этому критерию сразу выпадает F-35, потому как при его разработке такая задача и не ставилась. Но это не переводит самолёт в разряд предыдущего поколения. А у оставшихся двух представителей, опять-же, реализованы различные подходы к решению этой задачи. У F-22 аэродинамика и, в особенности конструкция воздухозаборников, оптимизированы именно для достижения этой цели, что снижает его характеристики на прочих режимах полёта. На Т-50 применены регулируемые воздухозаборники с подвижным горизонтальным клином, аналогичные по конструкции таковым у Су-27. Это решение утяжеляет конструкцию, повышает заметность самолёта, но при этом обеспечивает оптимальные характеристики воздухозаборника на всех режимах. В обоих случаях предусмотрена щель для отвода пограничного слоя. На F-35 применена новая конструкция, получившая название DSI-воздухозаборников. Отказ от щели для отвода пограничного слоя позволил снизить заметность, но, скорее всего, на сверхзвуковых скоростях данная конструкция значительно снижает характеристики воздухозаборника.

DSI-воздухозаборник F-35

Сверхманевренность

И по этому параметру не сошлись во взглядах российские и американские конструкторы. Начнем с заокеанского решения. Создавая F-22 американцы в первую очередь создавали перехватчик. И тут, кроме сверхзвуковой крейсерской скорости они решили еще одну проблему. Потому как еще до того, советский Ту-128 выходил на сверхзвук на режиме 0.97 от максимала, а у МиГ-31 форсажный режим работы двигателя, обеспечивающий высокую сверхзвуковую скорость является основным, то есть двигатель спроектирован специально для таких режимов. По этому, американцы для обеспечения победы своему самолёту решили обеспечить ему сверхманевренность. Но не в том понимании, как она была продемонстрирована впоследствии различными вариантами Су-27, а совершенно в другом ключе. Как уже было сказано выше, на сверхзвуке могли до того летать многие самолёты, даже без форсажа. Но располагаемая перегрузка установившегося маневра (без потери скорости) у всех была ограничена небольшой величиной в 2 – 2.5 единицы (речь не идёт о максимальной допустимой перегрузке, ограниченной прочностью планера и переносимостью человеком). На F-22 конструкторы обеспечили достижение установившейся перегрузки на сверхзвуковой скорости в 5 единиц, что стало значительным прорывом. Во-первых, это обеспечивает уникальные маневренные характеристики на большой скорости, во-вторых позволяет навязывать свою инициативу в воздушном бою на больших и средних дистанциях, а также выходить из боя не втягиваясь в ближний, по своему желанию, не дожидаясь ошибки противника. Вместе с тем, F-22 получил выдающиеся разгонные характеристики. Также, как параметр маневренности. Можно рассмотреть максимальную высоту ввода в петлю – и тут F-22 остается чемпионом – в районе 13 километров.

В остальных же аспектах сверхманевренности, а именно возможности выхода на закритические углы атаки и сохранение управляемости на них, F-22 сверхманевренным не является.

Чего не скажешь о Т-50, который унаследовал от своих предшественников аэродинамику, позволяющую выходить на закритические углы атаки и дифференциально отклоняемые сопла двигателей. О сверхзвуковой же маневренности Т-50 пока ничего определённого сказать нельзя. То есть в ближнем бою Т-50 гарантировано перекрутит любой современный истребитель, а F-22 в ближний бой вступать не стоит. Это подтверждают слова одного из инженеров компании Lockheed Martin – «Если пилот F-22 вступит в ближний бой с другими истребителями, значит мы сделали что-то не так».

А вот F-35 опять выпадает из этого сравнения, поскольку не является сверхманевренным ни в одном из трактований этого понятия. И по маневренным характеристикам скорее напоминает утюг.

Разгонные характеристики F-22. Время разгона от 600 до 1000 км/ч

Бортовая РЛС

Все три самолёта оборудованы РЛС с АФАР, обеспечивающей высокие характеристики, как при работе по воздушным целям, так и по земле. При этом реальные возможности этих станций анализировать довольно сложно, потому как доступны в основном, только их рекламные характеристики. По заявлениям российских разработчиков, БРЛС Т-50, названная Н-036, не будет уступать, а по некоторым параметрам значительно превзойдёт заокеанские аналоги. Так, известно что Н-036 и AN/APG-77 (РЛС установленная на F-22) состоят из 1526 и 1500 приемно-передающих модулей соответственно. При этом Т-50 планируется оборудовать несколькими антеннами, расположенными в различных частях планера, для обеспечения большего сектора обнаружения РЛС, по сравнению с другими самолётами тактической авиации.

Характеристики дальности обнаружения современных западных РЛС различных

Силовая установка

Из таблицы видно, что характеристики изделия 117С ближе к таковым двигателей 4-го поколения. При этом данный двигатель рассматривается в качестве силовой установки первого этапа. Логично предположить, что разрабатываемая в настоящее время силовая установка второго этапа, которая появится уже во время серийного производства Т-50 будет иметь более высокие параметры, на уровне двигателей F-135 и F119-PW-100.

Также, в таблице приведены характеристики двигателей 4-го поколения, которые установлены на истребителях поколения 4++, в конструкции которых применены технологии пятого поколения. Но об этих самолётах чуть позже.

Системы связи и передачи данных

На самолётах пятого поколения большое значение придается не только собственному РЭО, но и способности получать информацию от других источников. Наиболее мощные средства приема и передачи данных, обеспечивающие максимально высокую информированность лётчика о тактической ситуации в небе и на земле устанавливаются на американский ударный истребитель F-35. В качестве основного канала передачи данных в F-35 используется MADL (Multifunction Advanced Data Link).

Данный широкополосный канал работает в Ku-диапазоне, с применением множества средств по повышению помехоустойчивости и защиты канала как псевдослучайная перестройка рабочей частоты (ППРЧ), направленный радиосигнал и т. п. Система, также установлена на стратегическом бомбардировщике B-2. Касаемо F-35, эта система позволяет расширить зоны возможных пусков по воздушным целям, не раскрывая положения самолёта (концепция охотник – убийца), полноценно информировать пилота о наземной ситуации, что позволит заменить этим самолётом штурмовики A-10, так как позволит пилоту F-35 видеть поле боя, как наземный наблюдатель, быстро отыскивать малоразмерные подвижные цели на земле не входя в зону прикрытия армейской ПВО, а также применять высокоточное оружие из безопасных зон.

В системы связи F-22 входит система радиолокационного опознавания — «свой-чужой», а также защищённые и помехоустойчивые каналы IFDL и Link-16 JTIDS.

На самoлете реализована схема как приёма, так и передачи данных по каналу IFDL между другими F-22, тогда как канал Link-16 JTIDS по соображениям улучшения радиолокационной малозаметности реализован только для приёма данных.

В рамках модернизации Increment 3.2, истребитель планировалось оснастить более современным каналом MADL. Однако в 2010-ом году ВВС США отказались от этой инициативы в пользу малозаметности. В результате в качестве ударного самолёта F-22 может поражать только заранее разведанные цели, при этом оставаясь высокоэффективным перехватчиком.

Про системы связи и передачи данных Т-50 сказать что-либо на данный момент довольно трудно, но исходя из положения дел в предыдущих поколениях, можно предположить, что информированность пилота о воздушной обстановке будет очень высокой, а вот взаимодействие тактической авиации с наземными войсками в России никогда не было налажено должным образом.

Комплекс вооружения

Наиболее бедно в этом вопросе выглядит российская разработка Т-50, потому как разработка вооружений нового поколения стартовала относительно недавно, и до сих пор в серийное производство не передано ни одного из образцов. Можно только сказать, что Т-50 сможет применять ракеты типа Р-77 и их будущие модификации. С применением ракет типа Р-73 могут возникнуть проблемы, так как ракета требует захвата цели на подвесе и стартует с АПУ рельсового типа, то есть размещение ракеты в отсеках вооружения выглядит проблематичным. По ударному вооружению класса воздух-поверхность, опять же, большинство современных образцов требует захвата цели на носителе. Возможно, эти проблему будут решены путем применения выдвижных из отсеков вооружения пусковых устройств.

Более богато выглядит в этом плане F-22, хотя, будучи перехватчиком, изначально его вооружение составляли только ракеты AIM-120C AMRAAM, AIM-9M, уступающая по своим характеристикам российской Р-73, а также бомбы серии JDAM, наводимые при помощи системы GPS по неподвижным наземным целям.

На сегодняшний день F-22 получил новейшие версии AIM-120D и AIM-9X, а также значительно расширена номенклатура ударного вооружения, включая бомбы малого диаметра GBU-39, разработанные специально для применения из отсеков вооружения.

F-35 адаптирован под применение наиболее широкого спектра управляемого вооружения, включая как новейшие ракеты воздух-воздух, так и ударное вооружение, в перечень которого входят крылатые ракеты Storm Shadow и AGM-158 JASSM. В номенклатуре вооружения есть и корректируемые бомбы JDAM весом до 910 кг, кластерные бомбы WCMD, управляемые авиационные бомбы AGM-154 Joint Standoff Weapon и противотанковые ракеты Brimstone. В дополнение к базовым требованиям, Норвегия и Австралия финансируют работы по приспособлению F-35 к перспективной противокорабельной ракеты Naval Strike Missile (NSM) которая получит название — Joint Strike Missile (JSM).

Отработка применения бомбового вооружения с F-35

Китайцы

Не смотря на то, что довольно долгое время Китай значительно отставал в разработке современных авиационных комплексов, на сегодняшний день были представлены 2 образца, претендующих на зачисление в 5-е поколение. Это истребители J-20 и F-60. Анализ опубликованных фотоматериалов позволяет говорить, что машины эти, если не являются демонстраторами или чисто экспериментальными, то, скорее всего, являются машинами ударными, аналогичными американскому F-35.

Дешевле

Интересно, также, рассмотреть машины поколения 4++, которые по характеристикам вполне могут конкурировать с самолётами пятого поколения. К ним относятся американские F-18E/F и F-15SE, европейский EF-2000 Тайфун и российские Су-35С и МиГ-35.

Особый интерес представляет Тайфун. Он, как и F-22 изначально задумывался как перехватчик, что определило современное состояние его вооружения – более слабое, по сравнению с другими представителями своего поколения ударное вооружение. При этом EF-2000 обладает высокими маневренными характеристиками на сверхзвуке, хоть и выходит на него с применением форсажа.

На сегодняшний день, в неофициальных источниках упоминается, что по результатам учений, проведенных в июне 2012 года на Аляске, включавших индивидуальные воздушные бои истребителей F-22 с Тайфунами под управлением немецких пилотов, противники сражались на равных, на больших расcтояниях F-22 имел преимущество за счёт новейшего оборудования, однако на близкой дистанции более лёгкий Тайфун оказывался в выгодном положении. То есть, фактически признано то, что F-22 имеет превосходство над EF-2000 в основном благодаря применению РЛС с АФАР, а появление аналогичной станции на борту европейского истребителя вопрос времени.

Остальные же представители поколения 4++, особенно если их сравнивать с F-35 имеют перед ним подавляющее превосходство в маневренных характеристиках. При этом вопрос установки на них аналогичных систем связи и передачи данных зависит от пожелания заказчика. И, хоть, заметность их выше, чем у F-35, на F-15SE предложен путь к ее снижению – применение комфорных отсеков вооружения. Аналогичные возможно организовать и на F-18E/F, в котором уже реализованы многие элементы технологии снижения заметности, за исключением отсеков вооружения. Кстати, недавно появился макет, и сообщается о том, что в ближайшее время начнутся лётные испытания версии СуперХорнета со сниженной заметностью. От базовой модели он будет отличаться накладными баками на центроплане, новой интегрированной оптической системой и подвесным малозаметным контейнером вооружения – еще одно интересное решение. А на российских истребителях разместить ограниченное ударное вооружение возможно в отсеках между гондолами двигателей, как это сделано на Т-50.

Для Су-35С и МиГ-35 технологически возможно применение радар-блокеров, аналогичных планируемых к установке на Т-50.

В таком случае, единственное, в чем эти самолёты будут уступать представителям пятого поколения – это возможность сверхзвукового полёта без включения форсажа и маневренность на сверхзвуковой скорости, но смогут выполнять ударные задачи в условиях сильнейшего противодействия противника.

www.belvpo.com

📌 Истребитель пятого поколения — это… 🎓 Что такое Истребитель пятого поколения?

Истребитель пятого поколения — новое поколение истребителей, представители которого приняты на вооружении в 2001 г в США, а в России находятся на этапе летных испытаний. Поиски облика истребителя пятого поколения начались в середине 70-х годов в СССР и США, когда машины четвертого поколения — такие как Су-27, МиГ-29, F-14 и F-15 — ещё только делали первые шаги. К работе были привлечены ведущие отраслевые научные центры и ОКБ.

К 2011 году единственным принятым на вооружение истребителем 5-го поколения был F-22 Raptor (2001 г.). Лётные испытания проходят ещё четыре истребителя 5-го поколения: F-35 (США), ПАК ФА (Россия), J-20 (Китай) и Mitsubishi ATD-X Shinshin (Япония).

Требования к истребителю пятого поколения

Новые самолёты должны были иметь значительно более высокий боевой потенциал, чем их предшественники.

Основные характеристики истребителей пятого поколения:

• кардинальное уменьшение заметности самолёта в радиолокационном и инфракрасном диапазонах в сочетании с переходом бортовых датчиков на пассивные методы получения информации, а также на режимы повышенной скрытности;
• многофункциональность, то есть высокая боевая эффективность при поражении воздушных, наземных и надводных целей;
• наличие круговой информационной системы;
• полет на сверхзвуковых скоростях без использования форсажа;
• сверхманевренность
• способность осуществлять всеракурсный обстрел целей в ближнем воздушном бою, а также вести многоканальную ракетную стрельбу при ведении боя на большой дальности;
• автоматизация управления бортовыми информационными системами и системами помех;
• повышенная боевая автономность за счет установки в кабине одноместного самолёта индикатора тактической обстановки с возможностью микширования информации (то есть одновременного вывода и взаимного наложения в едином масштабе «картинок» от различных датчиков), а также использования систем телекодового обмена информацией с внешними источниками;
• аэродинамика и бортовые системы должны обеспечивать возможность изменения угловой ориентации и траектории движения самолёта без сколько-нибудь ощутимых запаздываний, не требуя при этом строгой координации и согласования движений управляющих органов;
• самолёт должен «прощать» грубые погрешности пилотирования в широком диапазоне условий полета;
• самолёт должен быть оснащён автоматизированной системой управления на уровне решения тактических задач, имеющей экспертный режим «в помощь летчику».

Отличия российских и американских концепций

Одним из важнейших требований к российскому истребителю пятого поколения является сверхманевренность — способность самолета сохранять устойчивость и управляемость на закритических углах атаки с высокими перегрузками, обеспечивающая безопасность боевого маневрирования, а также способность самолета к изменению положения относительно потока, позволяющая наводить оружие на цель вне вектора текущей траектории. Следует заметить, что сверхманевренность первоначально фигурировала и в требованиях к американскому истребителю пятого поколения. Однако в дальнейшем, после ряда экспериментальных исследований, американцы предпочли сконцентрировать внимание на общей динамичности боевой системы истребителя^[1]. Отказ ВВС США от достижения сверхманевренности в абсолютной мере мотивировался, в том числе, быстрым совершенствованием авиационного вооружения: появление высокоманевренных всеракурсных ракет, нашлемных систем целеуказания и новых головок самонаведения позволяло отказаться от обязательного захода в заднюю полусферу противника. Предполагалось, что воздушный бой теперь будет вестись на средних дальностях с переходом в маневренную стадию лишь в крайнем случае, «если что-то сделано не так». Сниженная радиолокационная заметность позволяет реализовать задуманную цель — «первым увидел — первым сбил», что также делает отказ от сверхманевренности вполне оправданным. С другой стороны, постепенное исчезновение американской «монополии» на истребители пятого поколения указывает на важность сверхманевренности для истребителей пятого поколения, так как при встрече двух малозаметных истребителей (считая мощность их радиолокационных станций одинаковыми) тактика ведения боя будет возвращаться к прошлым поколениям.

Российские самолёты

МАПО МиГ с начала 1980-х годов готовило проект, известный как «1.44». Первый полёт «1.44» (также иногда называют МФИ) состоялся 29 февраля 2000 года на аэродроме в ЛИИ им. М. М. Громова в Жуковском. Самолёт пилотировал лётчик-испытатель Герой России В. Горбунов. По словам лётчика, «полёт, которого мы все так ждали, прошел на удивление буднично. Машина вела себя послушно, хотя очевидно, что по своим пилотажным качествам это принципиально новый самолёт. Так что вся работа ещё впереди». 27 апреля 2000 г. «1.44» совершил второй 22-минутный испытательный полёт. В полёте был проверен ряд испытаний самолётных и двигательных систем, кроме того, в отличие от первого полёта на истребителе выпускалось и убиралось шасси. Из-за недостаточного финансирования в 1990-е годы технологии, применяемые на новом истребителе, стали устаревать и все больше уступать американским. Под действием экономических, политических и других факторов программа была закрыта^[2].

На данный момент выполнением проекта нового истребителя пятого поколения занимается ОКБ Сухого, проект имеет полное название «Перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации» (ПАК ФА)^[3], его платформа получила название «Т-50». Первый полёт новый истребитель совершил 29 января 2010 года^[4] на Дальнем Востоке, где расположено предприятие-производитель — КнААПО. Опытный образец провёл в воздухе 47 минут и совершил посадку на взлётно-посадочной полосе заводского аэродрома, сообщила пресс-служба «Сухого». Истребитель пилотировал заслуженный лётчик-испытатель РФ Сергей Богдан. Всего в КнААПО было выполнено 6 полётов, после чего истребитель был транспортирован в ЛИИ им. Громова, где было выполнено ещё 2 испытательных полёта. Длительные задержки между каждым испытательным полётом можно объяснить тем, что в лётных испытаниях на начальном этапе участвовала только одна машина. 3 марта 2011 года к первому лётному образцу (б/н 51) присоединился второй лётный экземпляр (б/н 52), имеющий некоторые доработки относительно первого прототипа. Полёт продолжался 44 минуты, пилотировал самолёт Сергей Богдан. 14 марта 2011 г. в ходе испытаний самолёт впервые преодолел звуковой барьер. 3 ноября 2011 г. состоялся сотый полёт по программе испытаний. 22 ноября 2011 г. в Комсомольске-на-Амуре первый полёт совершил третий самолёт Т-50. Всего перед началом серийного производства планируется выполнить не менее 2000 испытательных полётов.

Премьер-министр Владимир Путин в начале 2010 года заявил, что установочная партия авиационного комплекса пятого поколения должна быть поставлена министерству обороны в 2013 году, а с 2015 года должны начаться серийные закупки^[5].

Американские самолёты

В 1980-е годы ВВС США объявили конкурс на создание самолёта ATF (Advanced Tactical Fighter), призванного заменить F-15. На первом этапе были отобраны фирмы Локхид и Нортроп, которые построили по два экземпляра предложенных ими самолётов — Локхид YF-22 и Нортроп YF-23. При этом один экземпляр каждой машины был оснащён двигателями Дженерал Электрик YF120, а другой — Пратт-Уитни YF119. Оба самолёта впервые поднялись в воздух в 1990 году. По итогам испытаний ВВС США в апреле 1991 года объявили о победе в конкурсе YF-22 с двигателями Пратт-Уитни.

Поставки серийных машин начались в 2003 году. Первая эскадрилья F-22 вступила в строй 15 декабря 2005 года.

Кроме F-22, в США по программе JSF разрабатывается более легкий однодвигательный истребитель F-35 «Лайтнинг» II в трёх вариантах — обычный, с вертикальным взлетом и с укороченным взлетом и посадкой — для ВМС США. Однако высказываются мнения, что данный самолет не удовлетворяет большому количеству требований к истребителю пятого поколения и являться им не может, так как отсутствует возможность полета на сверхзвуковой скорости без использования форсажа^[6][7], тяговооруженность при нормальной взлетной массе имеет значение меньше 1^[6][7], ЭПР самолета сравнительно высока^[7][8], а живучесть^[9] и маневренность находятся на низком уровне^[6][7].

Японский самолет

В Японии в 2004 году было принято решение о создании собственного истребителя пятого поколения ATD-X Shinshin, построенного с применением технологии малозаметности. В 2006 году этот проект получил статус перспективной разработки, которая по завершении может быть принята на вооружение. Разработкой Shinshin занимается японская компания Mitsubishi.

Как ожидается, в Shinshin будет использовано несколько технологий малозаметности, включая рассеивающую геометрическую форму, радиопоглощающие материалы и широкое применение композитов. В перспективном истребителе будет реализована технология оптико-волоконной системы дистанционного управления с многократным дублированием каналов обмена данными. Такое решение позволит сохранить управление самолетом в случае повреждения одной из подсистем, а также в условиях радиоэлектронного подавления. В середине 2000-х годов сообщалось, что в ATD-X планируется реализовать технологию самовосстановления управления полетом (SRFCC, Self Repairing Flight Control Capability). Это означает, что бортовой компьютер истребителя будет автоматически определять полученные повреждения и перенастраивать работу системы управления полетом за счет включения в цепь резервных исправных подсистем. Кроме того, предполагается, что компьютер также будет определять степень повреждения различных элементов конструкции самолета — элероны, рули высоты, рули направления, поверхность крыльев — и корректировать работу оставшихся целых элементов, чтобы практически полностью восстановить управляемость истребителем.

В апреле 2010 года правительство Японии объявило тендер на поставку реактивных двигателей для прототипов ATD-X Shinshin. Согласно требованиям, реактивные двигатели должны обладать тягой в 44-89 килоньютонов в бесфорсажном режиме. Силовые установки планируется доработать для установки на них системы всеракурсного управления вектором тяги, который, планируется реализовать не при помощи подвижного сопла, а при помощи трех широких пластин. Такая технология была впервые реализована в США в 1990 году на самолете Rockwell X-31. Импортные двигатели будут использованы только для испытания прототипов, а серийные истребители получат двигатели XF5-1 разработки японской компании Ishikawajima-Harima Heavy Industries.

8 марта 2011 года генерал-лейтенант Хидеюки Есиоки, руководитель отдела развития перспективных систем ВВС самообороны министерства обороны Японии, заявил, что испытания первого прототипа ATD-X запланированы на 2014 год. По оценке западных экспертов, в случае, если Япония не откажется от реализации программы Shinshin, новый самолет сможет поступить в войска в 2018—2020 году.^[10]

Правительство Японии официально объявило 20 декабря 2011 года, что в качестве нового основного боевого самолета своих ВВС выбрало истребитель пятого поколения F-35. Такое решение принято на состоявшемся в Токио заседании Совета национальной безопасности под председательством премьер-министра страны Есихико Ноды. В бюджет на 2012 финансовый год заложены предварительные расходы на закупку первых четырёх F-35. Всего Япония намерена приобрести не менее сорока таких самолетов. В дальнейшем речь может идти и о более крупной партии, поскольку Токио придется постепенно полностью заменять на новые машины все 200 имеющиеся у Японии F-15.

Самолеты других стран

Индия проводит совместную с Россией разработку модернизированного истребителя пятого поколения для обеих стран. Бортовые дисплеи и другую электронику проектирует Индия, а остальную часть самолёта — Россия.

Китай работает, по некоторым данным, над двумя^[11] проектами истребителя пятого поколения. По данным американского центра воздушной и космической разведки (NASIC), Китай может поставить на вооружение свой истребитель пятого поколения уже в 2018 году.^[12]. В конце 2010 года в интернете появились первые фото Chengdu J-20. Этот самолёт впервые поднялся в воздух 11 января 2011 года.

Вскоре после первого полета Chengdu J-20 Южная Корея заявила о реализации программы создания собственного малозаметного истребителя KAI KF-X (англ.)русск., который будет создан совместно с Индонезией.^[13] Как ожидается, южнокорейский самолет KAI KF-X (англ.)русск. поколения «4++» с технологией малозаметности будет принят на вооружение после 2020 года.^[10]

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

Процессоры Intel Core пятого поколения для настольных ПК

2 июня компания Intel анонсировала десять новых 14-нанометровых процессоров для настольных и мобильных ПК семейства Intel Core пятого поколения (кодовое наименование Broadwell-С) и пять новых 14-нанометровых процессоров семейства Intel Xeon E3-1200 v4.

Из десяти новых процессоров Intel Core пятого поколения (Broadwell-С) для настольных и мобильных ПК только два процессора ориентированы на настольные ПК и имеют разъем LGA 1150: это четырехъядерные модели Intel Core i7-5775C и Core i5-5675C. Все остальные процессоры Intel Core пятого поколения имеют BGA-исполнение и ориентированы на ноутбуки. Краткие характеристики новых процессоров Broadwell-С представлены в таблице.

Из пяти новых процессоров семейства Intel Xeon E3-1200 v4 только три модели (Xeon E3-1285 v4, Xeon E3-1285L v4, Xeon E3-1265L v4) имеют разъем LGA 1150, а еще две модели выполнены в BGA корпусе и не предназначены для самостоятельной установки на материнскую плату. Краткие характеристики новых процессоров семейства Intel Xeon E3-1200 v4 представлены в таблице.

Таким образом, из 15 новых процессоров Intel лишь пять моделей имеют разъем LGA 1150 и ориентированы на настольные системы. Для пользователей выбор, конечно, небольшой, особенно если учесть, что процессоры семейства Intel Xeon E3-1200 v4 ориентированы на серверы, а не на пользовательские ПК.

В дальнейшем мы сосредоточимся на рассмотрении новых 14-нанометровых процессоров с разъемом LGA 1150.

Итак, основными особенностями новых процессоров Intel Core пятого поколения и процессоров семейства Intel Xeon E3-1200 v4 является новая 14-нанометровая микроархитектура ядер с кодовым названием Broadwell. В принципе, никакого принципиального отличия между процессорами семейства Intel Xeon E3-1200 v4 и процессорами Intel Core пятого поколения для настольных систем нет, поэтому в дальнейшем все эти процессоры мы будем обозначать как Broadwell.

Вообще, нужно отметить, что микроархитектура Broadwell — это не просто Haswell в 14-нанометровом исполнении. Скорее, это немного улучшенная микроархитектура Haswell. Впрочем, Intel так делает всегда: при переходе на новый техпроцесс производства вносятся и изменения в саму микроархитектуру. В случае с Broadwell речь идет о косметических улучшениях. В частности, увеличены объемы внутренних буферов, есть изменения в исполнительных блоках ядра процессора (изменена схема выполнения операций умножения и деления чисел с плавающей запятой).

Подробно рассматривать все особенности микроархитектуры Broadwell мы не будем (это тема для отдельной статьи), но еще раз подчеркнем, что речь идет лишь о косметических изменениях микроархитектуры Haswell, а потому, не стоит ожидать, что процессоры Broadwell окажутся более производительными, чем процессоры Haswell. Конечно, переход на новый техпроцесс позволил снизить энергопотребление процессоров (при равной тактовой частоте), но никаких существенных приростов производительности ожидать не стоит.

Пожалуй, наиболее существенное отличие новых процессоров Broadwell от Haswell заключается в кэше четвертого уровня (L4-кэш) Crystalwell. Уточним, что такой кэш L4 присутствовал в процессорах Haswell, но лишь в топовых моделях мобильных процессоров, а в процессорах Haswell для настольных ПК c разъемом LGA 1150 его не было.

Напомним, что в некоторых топовых моделях мобильных процессоров Haswell было реализовано графическое ядро Iris Pro с дополнительной памятью eDRAM (embedded DRAM), что позволяло решить проблему с недостаточной пропускной способностью памяти, используемой для GPU. Память eDRAM, представляла собой отдельный кристалл, который располагался на одной подложке с кристаллом процессора. Этот кристалл получил кодовое наименование Crystalwell.

Память eDRAM имела размер 128 МБ и изготовлялась по 22-нанометровому техпроцессу. Но самое главное, что эта eDRAM память использовалась не только для нужд GPU, но и для вычислительных ядер самого процессора. То есть фактически, Crystalwell представлял собой L4-кэш, разделяемый между GPU и вычислительными ядрами процессора.

Во всех новых процессорах Broadwell также присутствует отдельный кристалл памяти eDRAM размером 128 МБ, который выступает в роли кэша L4 и может использоваться графическим ядром и вычислительными ядрами процессора. Причем, отметим, что память eDRAM в 14-нанометровых процессорах Broadwell точно такая же, как и в топовых мобильных процессорах Haswell, то есть выполняется по 22-нанометровому техпроцессу.

Следующая особенность новых процессоров Broadwell заключается в новом графическом ядре с кодовым наименованием Broadwell GT3e. В варианте процессоров для настольных и мобильных ПК (Intel Core i5/i7) — это Iris Pro Graphics 6200, а в процессорах семейства Intel Xeon E3-1200 v4 — это Iris Pro Graphics P6300 (за исключением модели Xeon E3-1258L v4). Углубляться в особенности архитектуры графических ядер Broadwell GT3e мы не станем (это тема для отдельной статьи) и лишь вкратце рассмотрим его основные особенности.

Напомним, что графическое ядро Iris Pro до этого присутствовало лишь в мобильных процессорах Haswell (Iris Pro Graphics 5100 и 5200). Причем, в графических ядрах Iris Pro Graphics 5100 и 5200 присутствует по 40 исполнительных устройств (EU). Новые графические ядра Iris Pro Graphics 6200 и Iris Pro Graphics P6300 наделены уже 48 EU, причем изменилась и система организации EU. Каждый отдельный блок графического процессора содержит по 8 EU, а графический модуль объединяет по три графических блока. То есть в одном графическом модуле содержится 24 EU, а в самом графическом процессоре Iris Pro Graphics 6200 или Iris Pro Graphics P6300 объединяются по два модуля, то есть в сумме получаем 48 EU.

Что касается разницы между графическими ядрами Iris Pro Graphics 6200 и Iris Pro Graphics P6300, то на уровне «железа» это одно и то же (Broadwell GT3e), а вот драйвера у них разные. В варианте Iris Pro Graphics P6300 драйвера оптимизированы под задачи, специфические для серверов и графических станций.

Прежде чем переходить к детальному рассмотрению результатов тестирования Broadwell, расскажем еще о нескольких особенностях новых процессоров.

Прежде всего, новые процессоры Broadwell (включая и Xeon E3-1200 v4) совместимы с материнскими платами на базе чипсетов Intel 9-серии. Мы не можем утверждать, что любая плата на базе чипсета Intel 9-серии будет поддерживать эти новые процессоры Broadwell, но большинство плат их поддерживают. Правда, для этого придется обновить BIOS на плате, причем BIOS должна поддерживать новые процессоры. К примеру, для тестирования мы использовали плату ASRock Z97 OC Formula и без обновления BIOS система работала только при наличии дискретной видеокарты, а вывод изображения через графическое ядро процессоров Broadwell был невозможен.

Следующая особенность новых процессоров Broadwell в том, что модели Core i7-5775C и Core i5-5675С имеют разблокированный коэффициент умножения, то есть ориентированы на разгон. В семействе процессоров Haswell такие процессоры с разблокированным коэффициентом умножения составляли K-серию, а в семействе Broadwell вместо буквы «К» используется буква «C». А вот процессоры Xeon E3-1200 v4 разгон не поддерживают (у них невозможно увеличить коэффициент умножения).

Теперь познакомимся поближе с теми процессорами, которые попали к нам на тестирование. Это модели Intel Core i7-5775C, Core i5-5675С, Xeon E3-1285 v4 и Xeon E3-1265L v4. Фактически, из пяти новых моделей с разъемом LGA 1150 не хватает лишь процессора Xeon E3-1285L v4, который отличается от модели Xeon E3-1285 v4 лишь более низким энергопотреблением (65 Вт вместо 95 Вт) и тем, что номинальная тактовая частота ядер у него чуть ниже (3,4 ГГц вместо 3,5 ГГц). Кроме того, для сравнения мы добавили также Intel Core i7-4790K, который является топовым процессором в семействе Haswell.

Характеристики всех протестированных процессоров представлены в таблице:

А теперь, после нашего экспресс-обзора новых процессоров Broadwell, перейдем непосредственно к тестированию новинок.

Тестовый стенд

Для тестирования процессоров мы использовали стенд следующей конфигурации:

Методика тестирования

Тестирование процессоров проводилось с использованием наших скриптовых бенчмарков iXBT Workstation Benchmark 2015, iXBT Application Benchmark 2015 и iXBT Game Benchmark 2015. Если точнее, то за основу мы взяли методику тестирования рабочих станций, но расширили ее, дополнив тестами из пакета iXBT Application Benchmark 2015 и игровыми тестами iXBT Game Benchmark 2015.

Таким образом, для тестирования процессоров использовались следующие приложения и бенчмарки:

• MediaCoder x64 0.8.33.5680
• SVPmark 3.0
• Adobe Premiere Pro CC 2014.1 (Build 8.1.0)
• Adobe After Effects CC 2014.1.1 (Version 13.1.1.3)
• Photodex ProShow Producer 6.0.3410
• Adobe Photoshop CC 2014.2.1
• ACDSee Pro 8
• Adobe Illustrator CC 2014.1.1
• Adobe Audition CC 2014.2
• Abbyy FineReader 12
• WinRAR 5.11
• Dassault SolidWorks 2014 SP3 (пакет Flow Simulation)
• SPECapc for 3ds max 2015
• SPECapc for Maya 2012
• POV-Ray 3.7
• Maxon Cinebench R15
• SPECviewperf v.12.0.2
• SPECwpc 1.2

Кроме того, для тестирования использовались игры и игровые бенчмарки из пакета iXBT Game Benchmark 2015. Тестирование в играх производилось при разрешении 1920х1080.

Дополнительно мы измерили энергопотребление процессоров в режиме простоя и стрессовой загрузки. Для этого использовался специализированный программно-аппаратный комплекс, подключаемый в разрыв цепей питания системной платы, то есть между блоком питания и системной платой.

Для создания стрессовой загрузки процессора мы использовали утилиту AIDA64 (тесты Stress FPU и Stress GPU).

Результаты тестирования

Энергопотребление процессоров

Итак, начнем с результатов тестирования процессоров на энергопотребление. Результаты тестирования представлены на диаграмме.

Самым прожорливым в плане энергопотребления, как и следовало ожидать, оказался процессор Intel Core i7-4790K с заявленным TDP 88 Вт. Его реальное энергопотребление в режиме стрессовой загрузки составило 119 Вт. При этом, температура ядер процессора составляла 95 °C и наблюдался троттлинг.

Следующим по энергопотреблению был процессор Intel Core i7-5775C с заявленным TDP 65 Вт. Для этого процессора энергопотребление в режиме стрессовой загрузки составило 72,5 Вт. Температура ядер процессора достигала 90 °C, но троттлинг не наблюдался.

Третье месте по энергопотреблению занял процессор Intel Xeon E3-1285 v4 c TDP 95 Вт. Его энергопотребление в режиме стрессовой загрузки составило 71 Вт, а температура ядер процессора составляла 78 °C

Далее следует процессор Core i5-5675С c TDP 65 Вт. Его энергопотребление в режиме стрессовой загрузки составило 58 Вт, а температура ядер процессора достигала 90 °C.

А самым экономичным в плане энергопотребления оказался процессор Intel Xeon E3-1265L v4 c TDP 35 Вт. В режиме стрессовой загрузки энергопотребление этого процессора не превосходило 39 Вт, а температура ядер процессора составляла всего 56 °C.

Что ж, если ориентироваться на энергопотребление процессоров, то нужно констатировать, что Broadwell имеет существенно более низкое энергопотребление в сравнении с Haswell.

Тесты из пакета iXBT Application Benchmark 2015

Начнем с тестов, входящих в состав бенчмарка iXBT Application Benchmark 2015. Отметим, что интегральный результат производительности мы рассчитывали как среднее геометрическое результатов в логических группах тестов (видеоконвертирование и видеообработка, создание видеоконтента и т. д.). Для расчета результатов в логических группах тестов использовалась та же самая референсная система, что и в бенчмарке iXBT Application Benchmark 2015.

Полные результаты тестирование приведены в таблице. Кроме того, мы приводим результаты тестирования по логическим группам тестов на диаграммах в нормированном виде. За референсный принимается результат процессора Core i7-4790K.

Итак, как видно по результатам тестирования, по интегральной производительности процессор Intel Xeon E3-1285 v4 практически не отличается от процессора Intel Core i7-4790K. Однако, это интегральный результат по совокупности всех используемых в бенчмарке приложений.

Тем не менее, есть ряд приложений, в которых преимущество на стороне процессора Intel Xeon E3-1285 v4. Это такие приложения, как MediaCoder x64 0.8.33.5680 и SVPmark 3.0 (видеоконвертирование и видеообработка), Adobe Premiere Pro CC 2014.1 и Adobe After Effects CC 2014.1.1 (создание видеоконтента), Adobe Photoshop CC 2014.2.1 и ACDSee Pro 8 (обработка цифровых фотографий). В этих приложениях более высокая тактовая частота процессора Intel Core i7-4790K не дает ему преимущества над процессором Intel Xeon E3-1285 v4.

А вот в таких приложениях, как Adobe Illustrator CC 2014.1.1 (векторная графика), Adobe Audition CC 2014.2 (аудиообработка), Abbyy FineReader 12 (распознавание текста) преимущество оказывается на стороне более высокочастотного процессора Intel Xeon E3-1285 v4. Тут интересно отметить, тесты на основе приложений Adobe Illustrator CC 2014.1.1 и Adobe Audition CC 2014.2 в меньшей степени (в сравнении с другими приложениями) загружают ядра процессора.

И конечно же, есть тесты, в которых процессоры Intel Xeon E3-1285 v4 и Intel Core i7-4790K демонстрируют одинаковую производительность. Например, это тест на основе приложения WinRAR 5.11.

Вообще, нужно отметить, что процессор Intel Core i7-4790K демонстрирует более высокую производительность (в сравнении с процессором Intel Xeon E3-1285 v4) именно в тех приложениях, в которых задействуются не все ядра процессора или загрузка ядер оказывается не полной. В то же время в тестах, где загружены на 100% все ядра процессора, лидерство на стороне процессора Intel Xeon E3-1285 v4.

Расчеты в приложении Dassault SolidWorks 2014 SP3 (Flow Simulation)

Тест на основе приложения Dassault SolidWorks 2014 SP3 с дополнительным пакетом Flow Simulation мы вынесли отдельно, поскольку в этом тесте не используется референсная система, как в тестах бенчмарка iXBT Application Benchmark 2015.

Напомним, что в данном тесте речь идет о гидро/аэродинамических и тепловых расчетах. Всего рассчитывается шесть различных моделей, а результатами каждого подтеста является время расчета в секундах.

Подробные результаты тестирования представлены в таблице.

Кроме того, мы также приводим нормированный результат скорости расчета (величина, обратная суммарному времени расчета). За референсный принимается результат процессора Core i7-4790K.

Как видно по результатам тестирования, в этих специфических расчетах лидерство на стороне процессоров Broadwell. Все четыре процессора Broadwell демонстрируют более высокую скорость расчета в сравнении с процессором Core i7-4790K. По всей видимости, в этих специфических расчетах сказываются те улучшения исполнительных блоков, которые были реализованы в микроархитектуре Broadwell.

SPECapc for 3ds max 2015

Далее рассмотрим результаты теста SPECapc for 3ds max 2015 для приложения Autodesk 3ds max 2015 SP1. Подробные результаты этого теста представлены в таблице, а нормированные результаты для CPU Composite Score и GPU Composite Score — на диаграммах. За референсный принимается результат процессора Core i7-4790K.

В тесте SPECapc 3ds for max 2015 лидируют процессоры Broadwell. Причем, если в подтестах, зависящих от производительности CPU (CPU Composite Score), процессоры Core i7-4790K и Xeon E3-1285 v4 демонстрируют равную производительность, то в подтестах, зависящих от производительности графического ядра (GPU Composite Score), все процессоры Broadwell существенно опережают процессор Core i7-4790K.

SPECapc for Maya 2012

Теперь посмотрим на результат еще одного теста трехмерного моделирования — SPECapc for Maya 2012. Напомним, что данный бенчмарк запускался в паре с пакетом Autodesk Maya 2015.

Результаты этого теста представлены в таблице, а нормированные результаты — на диаграммах. За референсный принимается результат процессора Core i7-4790K.

В этом тесте процессор Xeon E3-1285 v4 демонстрирует немного более высокую производительность в сравнении с процессором Core i7-4790K, однако, разница не столь существенна, как в пакете SPECapc 3ds for max 2015.

POV-Ray 3.7

В тесте POV-Ray 3.7 (рендеринг трехмерной модели) лидером является процессор Core i7-4790K. В данном случае более высокая тактовая частота (при равном количестве ядер) дает преимущество процессору.

Cinebench R15

В бенчмарке Cinebench R15 результат оказался неоднозначным. В тесте OpenGL все процессоры Broadwell существенно превосходят процессор Core i7-4790K, что естественно, поскольку в них интегрировано более производительное графическое ядро. А вот в процессорном тесте, наоборот, более производительным оказывается процессор Core i7-4790K.

SPECviewperf v.12.0.2

В тестах пакета SPECviewperf v.12.0.2 результаты определяются преимущественно производительностью графического ядра процессора и, кроме того, оптимизацией видеодрайвера к тем или иным приложениям. Поэтому, в этих тестах процессор Core i7-4790K существенно отстает от процессоров Broadwell.

Результаты тестирования представлены в таблице, а также в нормированном виде на диаграммах. За референсный принимается результат процессора Core i7-4790K.

SPECwpc v.1.2.

И последний бенчмарк — это специализированный тестовый пакет для рабочих станций SPECwpc v.1.2.

Результаты тестирования представлены в таблице, а также в нормированном виде на диаграммах. За референсный принимается результат процессора Core i7-4790K.

Нельзя сказать, что в этом тесте все однозначно. В некоторых сценариях (Media and Entertaiment, Product Development, Life Sciences) более высокий результат демонстрируют процессоры Broadwell. Есть сценарии (Financial Services, Energy, General Operation), где преимущество на стороне процессора Core i7-4790K либо результаты примерно одинаковые.

Игровые тесты

И в заключение рассмотрим результаты тестирования процессоров в игровых тестах. Напомним, что для тестирования мы использовали следующие игры и игровые бенчмарки:

• Aliens vs Predator
• World of Tanks 0.9.5
• Grid 2
• Metro: LL Redux
• Metro: 2033 Redux
• Hitman: Absolution
• Thief
• Tomb Raider
• Sleeping Dogs
• Sniper Elite V2

Тестирование проводилось при разрешении экрана 1920×1080 и в двух режимах настройки: на максимальное и минимальное качество. Результаты тестирования представлены на диаграммах. В данном случае результаты не нормируются.

В игровых тестах результаты таковы: все процессоры Broadwell демонстрируют очень близкие результаты, что естественно, поскольку в них используется одно и то же графическое ядро Broadwell GT3e. И самое главное, что при настройках на минимальное качество процессоры Broadwell позволяют комфортно играть (при FPS более 40) в большинство игр (при разрешении 1920×1080).

А вот результат для процессора Core i7-4790K с графическим ядром Haswell GT2 во многих играх оказывается почти в два раза хуже.

Выводы

Топовый процессор Xeon E3-1285 v4 в большинстве приложений обеспечивает практически такую же производительность, как и топовый процессор Haswell (Intel Core i7-4790K). Однако, при этом тактовая частота и энергопотребление процессора Xeon E3-1285 v4 ниже. В тех приложениях, где эффективно загружается графическое ядро, все процессоры с микроархитектурой Broadwell демонстрируют существенно (до двух раз) более высокую производительность в сравнении с процессором Core i7-4790K.

С другой стороны, если в системе используется дискретная графическая карта, то особого смысла в новых процессорах Broadwell просто нет. То есть нет смысла менять Haswell на Broadwell. Да и цена у Broadwell-ов не так, что бы очень привлекательная. К примеру, Intel Core i7-5775C стоит дороже Intel Core i7-4790K.

Впрочем, Intel, похоже, и не делает ставки на настольные процессоры Broadwell. Ассортимент моделей крайне скромный, да и на подходе процессоры Skylake, так что вряд ли процессоры Intel Core i7-5775C и Core i5-5675С будут пользоваться особым спросом.

Серверные процессоры семейства Xeon E3-1200 v4 — это отдельный сегмент рынка. Для большинства обычных домашних пользователей такие процессоры не представляют интереса, а вот в корпоративном секторе рынка эти процессоры, возможно, и будут пользоваться спросом.

www.ixbt.com

Поколения ЭВМ

Компьютерная грамотность предполагает наличие представления о пяти поколениях ЭВМ, которое Вы получите после ознакомления с данной статьей.

Когда говорят о поколениях, то в первую очередь говорят об историческом портрете электронно-вычислительных машин (ЭВМ).

Содержание:
1. Первое поколение ЭВМ
2. ЭВМ второго поколения

3. Третье поколение
4. ЭВМ четвертого поколения
5. Пятое поколение

Фотографии в фотоальбоме по истечении определенного срока показывают, как изменился во времени один и тот же человек. Точно так же поколения ЭВМ представляют серию портретов вычислительной техники на разных этапах ее развития.

Всю историю развития электронно-вычислительной техники принято делить на поколения. Смены поколений чаще всего были связаны со сменой элементной базы ЭВМ, с прогрессом электронной техники. Это всегда приводило к росту быстродействия и увеличению объема памяти. Кроме этого, как правило, происходили изменения в архитектуре ЭВМ, расширялся круг задач, решаемых на ЭВМ, менялся способ взаимодействия между пользователем и компьютером.

ЭВМ первого поколения

Они были ламповыми машинами 50-х годов. Их элементной базой были электровакуумные лампы. Эти ЭВМ были весьма громоздкими сооружениями, содержавшими в себе тысячи ламп, занимавшими иногда сотни квадратных метров территории, потреблявшими электроэнергию в сотни киловатт.

Например, одна из первых ЭВМ – ENIAC представляла собой огромный по объему агрегат длиной более 30 метров, содержала 18 тысяч электровакуумных ламп и потребляла около 150 киловатт электроэнергии.

Для ввода программ и данных применялись перфоленты и перфокарты. Не было монитора, клавиатуры и мышки. Использовались эти машины, главным образом, для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор.

ЭВМ второго поколения

Транзисторы

В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Машины стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Возросло быстродействие и объем внутренней памяти. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах.

В этот период стали развиваться языки программирования высокого уровня: ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Составление программы перестало зависеть от конкретной модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее.

В 1959 г. был изобретен метод, позволивший создавать на одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Полученные таким образом схемы стали называться интегральными схемами или чипами. Изобретение интегральных схем послужило основой для дальнейшей миниатюризации компьютеров.

В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год.

ЭВМ третьего поколения

Это поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе – интегральных схемах (ИС).

Микросхемы

ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. Немного позднее появились машины серии IBM-370.

В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ) по образцу IBM 360/370. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла уже нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств – магнитные диски.

Успехи в развитии электроники привели к созданию больших интегральных схем (БИС), где в одном кристалле размещалось несколько десятков тысяч электрических элементов.

Микропроцессор

В 1971 году американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Это событие стало революционным в электронике.

Микропроцессор – это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память.

Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода и внешней памяти,  получили новый тип компьютера: микро-ЭВМ.

ЭВМ четвертого поколения

Микро-ЭВМ относится к машинам четвертого поколения. Наибольшее распространение получили персональные компьютеры (ПК). Их появление связано с именами двух американских специалистов: Стива Джобса и Стива Возняка. В 1976 году на свет появился их первый серийный ПК Apple-1, а в 1977 году – Apple-2.

Однако с 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IBM. Ее архитектура стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer). Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания.

С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых невозможно обойтись в большинстве областей деятельности человека. Появилась новая дисциплина – информатика.

ЭВМ пятого поколения

Они будут основаны на принципиально новой элементной базе. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень, в частности, распознавание речи, образов. Это требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта.

Таким образом, для компьютерной грамотности необходимо понимать, что на данный момент создано четыре поколения ЭВМ:

• 1-ое поколение: 1946 г. создание машины ЭНИАК на электронных лампах.
• 2-ое поколение: 60-е годы. ЭВМ построены на транзисторах.
• 3-ье поколение: 70-е годы. ЭВМ построены на интегральных микросхемах (ИС).
• 4-ое поколение: Начало создаваться с 1971 г. с изобретением микропроцессора (МП). Построены на основе больших интегральных схем (БИС) и сверх БИС (СБИС).

Пятое поколение ЭВМ строится по принципу человеческого мозга, управляется голосом. Соответственно, предполагается применение принципиально новых технологий. Огромные усилия были предприняты Японией в разработке компьютера 5-го поколения с искусственным интеллектом, но успеха они пока не добились.

Фирма IBM тоже не намерена сдавать свои позиции мирового лидера, например, Японии. Мировая гонка за создание компьютера пятого поколения началась еще в 1981 году. С тех пор еще никто не достиг финиша. Поживем – увидим.

P.S. Статья закончилась, но можно еще прочитать:

1. Аналитическая машина Бэббиджа

2. Леди Ада Лавлейс и первая компьютерная программа

3. Может ли компьютер быть умнее человека?

4. Пять возможностей сотовых телефонов, которых не хватает в наши дни

5. Виртуальная интерактивность: что такое VR, MR, AR и их отличия

Получайте актуальные статьи по компьютерной грамотности прямо на ваш почтовый ящик.
Уже более 3.000 подписчиков

.

Важно: необходимо подтвердить свою подписку! В своей почте откройте письмо для активации и кликните по указанной там ссылке. Если письма нет, проверьте папку Спам.

Автор: Надежда

19 мая 2010

www.compgramotnost.ru

5 Поколение эвм

В последнее время наметились контуры ЭВМ 5 поколения, инициаторами разработок которых являлись японцы. ЭВМ и вычислительные системы 5 поколения помимо высокой производительности и надежности при более низкой стоимости должны обладать качественно новыми свойствами:

• возможностью взаимодействия ЭВМ при помощи естественного языка, человеческой речи, графических изображений;

• способностью системы обучаться, производить ассоциативную обработку информации, делать логические суждения, вести «разумную» беседу с человеком в форме вопросов и ответов;

• способностью системы «понимать» содержимое баз данных и использовать знания при решении задач.

Т.е. ЭВМ приобретают интеллектуальные свойства.

Главной тенденцией развития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшее расширение сфер применения ЭВМ и, как следствие, переход от отдельных машин к их системам — вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигу- раций с широким диапазоном функциональных возможностей и характеристик.

Наиболее перспективные, создаваемые на основе персональных ЭВМ, территориально распределенные многомашинные вычислительные системы — вычислительные сети — ориентируются не столько на вычислительную обработку информации, сколько на комму- никационные информационные услуги: электронную почту, системы телеконференций и информационно-справочные системы.

Специалисты считают, что в начале XXI в. в цивилизованных странах произойдет смена основной информационной среды. Удельные объемы информации, получаемой обще- ством по традиционным информационным каналам (радио, телевидение, печать) и компью- терным сетям, можно проиллюстрировать следующей диаграммой, показанной на рис. 5.8.

Рисунок1.6- Информационная среда в обществе ближайшего будущего

Уже сегодня пользователям глобальной вычислительной сети Internet стала доступной практически любая находящаяся в хранилищах знаний этой сети неконфиденциальная ин- формация..

В Массачусетском университете (США) создана электронная книга, куда можно записывать любую информацию из сети; читать эту книгу можно, отключившись от сети, автономно, в любом месте. Сама книга в твердом переплете, содержит тонкие жидкокрис- таллические индикаторы — страницы с бумагообразной синтетической поверхностью и высоким качеством «печати».

При разработке и создании собственно ЭВМ существенный и устойчивый приоритет в последние годы имеют сверхмощные компьютеры — суперЭВМ и миниатюрные, и сверхминиатюрные ПК. Ведутся, как уже указывалось, поисковые работы по созданию ЭВМ 6-го поколения, базирующихся на распределенной нейронной архитектуре, — н е й — рокомпъютеров. В частности, в нейрокомпьютерах могут использоваться уже имею- щиеся специализированные сетевые МП — транспьютеры.

Транспьютер — микропроцессор с локальной памятью и встроенными средствами связи для сети. Транспьютер IMS T800 при тактовой частоте 30 МГц имеет быстродействие 15 млн. оп/с, а транспьютер Intel WARP при тактовой частоте 20 МГц — 20 млн. оп/с (оба транспьютера 32-разрядные).

Ближайшие прогнозы по созданию отдельных устройств ЭВМ:

• микропроцессоры с быстродействием 1000 MIPS и встроенной памятью 16 Мбайт; встроенные сетевые и видео — интерфейсы;

• плоские (толщиной 3-5 мм) крупноформатные дисплеи с разрешающей способностью 1000×800 пикселей и более;

• портативные, размером со спичечный коробок, магнитные диски емкостью более 100 Гбайт. Терабайтные дисковые массивы на их основе сделают практически ненуж- ным стирание старой информации.

Повсеместное использование мулътиканалъных широкополосных радио-, волоконно- оптических, а в пределах прямой видимости и инфракрасных каналов обмена информацией между компьютерами обеспечит практически неограниченную пропускную способность (трансфер до сотен миллионов байт в секунду).

Названные ожидаемые технологии и характеристики устройств ЭВМ совместно с их общей миниатюризацией могут сделать всевозможные вычислительные средства и системы вездесущими (вспомните альтернативное название компьютера-блокнота: Omni Book), при- вычными, обыденными, естественно насыщающими нашу повседневную жизнь.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятию архитектуры ЭВМ.

2. Какие характеристики ЭВМ интересуют пользователя?

3. Какие характеристики ЭВМ могут иметь количественную оценку?

4. Перечислите единицы измерения быстродействия ЭВМ.

5. Что собой представляет расширяемость ЭВМ?

6. За счет чего обеспечивается совместимость ЭВМ?

7. Чем отличается быстродействие МП от производительности ЭВМ?

8. Что положено в основу классификации ЭВМ?

9. Опишите структуры АВМ и ГВМ.

10. Назовите области применения АВМ, ГВМ, ЦВМ.

11. Достоинства и недостатки АВМ, ГВМ, ЦВМ.

12. Назовите особенности ГВМ.

13. Назовите особенности майнфреймов, рабочих станций, ПЭВМ.

14. Назовите основные сферы применения серверов.

15. Где используются майнфреймы?

16. Когда был создан первый компьютер?

17. Как называлась первая ЭВМ, созданная в Украине?

18. Какие поколения ПК существуют и каковы их основные параметры?

19. Чем характеризовался переход компьютеров из одного поколения в другое?

20. Какие особенности компьютеров IIпоколения?

21. Какая элементная база использовалась в компьютерах IIIпоколения?

22. В чем состоит особенность мультипрограммной реализации систем пакетной обработки?

23. Особенность архитектуры виртуальной машины.

24. Назначение и принцип действия мультиплексного и каналов?

25. Что такое большие вычислительные машины (мэйнфреймы), малые вычислительные машины, микроЭВМ и каковы их основные характеристики?

26. Что такое транспьютер?

27. Что такое специализированные вычислительные машины и каковы их основные характеристики?

28. Что такое суперЭВМ? Каковы их разновидности?

29. Что такое сервер, специализированный сервер? Назовите их разновидности.

30. Что такое рабочая станция?

31. Какие виды переносных ЭВМ вы знаете и каковы их основные параме

32. Дайте классификацию микроЭВМ.

33. Какие поколения ПК существуют и каковы их основные параметры?

34. Назовите важнейшие технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ.

35. Каковы возможности наколенных ПК, компьютеров-блокнотов, карманных ПК, элек- тронных секретарей?

36. Назовите основные тенденции развития вычислительной техники.

studfiles.net

5 поколение компьютеров. Компьютер будущего: описание

Первые электронно-вычислительные машины (ЭВМ), или компьютеры, были созданы в 30-40-х годах XX века. Их появление, собственно говоря, и знаменовало начало современного этапа развития информационных технологий. На данный момент повсеместно используется 5 поколение компьютеров, однако деление вычислительных систем на поколения весьма условно.

Первое поколение ЭВМ

Началом создания электронных вычислительных машин принято считать разработки немецких электронщиков, использовавших для вычислений электромеханические реле. Затем технологический прорыв совершили американцы, заменившие реле электронными вакуумными лампами.

• Первые вычислительные машины на электромеханических реле в 1938-41 годах были созданы в Германии (модели Z1/Z2), затем технологию переняли англичане.
• Первый суперкомпьютер «Марк I», размерами превосходивший половину футбольного поля, был создан усилиями IBM в США (1944 г.).
• Первый универсальный ламповый компьютер ENIAC, сконструированный американским инженером-электронщиком Джоном Эккертом (Eckert) и американским физиком Джоном Моучли (Mauchly), предназначенный в первую очередь для решения задач баллистики, имел почти 20 000 электронных ламп и 1500 реле. Монстр потреблял до 150 кВт энергии.

Второе поколение ЭВМ

Особенностью следующего поколения развития компьютеров является переход с вакуумных ламп на изобретенные в 1948 году транзисторы. Первый транзисторный электронно-вычислительный центр NCR-304 собран в США фирмой NCR в 1954 году, однако широкое распространение подобные компьютеры получили к 1960 году.

Третье поколение ЭВМ

Базировалось на интегральных схемах (начало 1960-х). Иногда интегральную схему называют микросхемой, или чипом (chip в переводе с английского – «щепка»). C 1965 года был начат выпуск одной из лучших машин третьего поколения IBM/360, семейство этих машин состояло из семи моделей. Кстати, 5 поколение компьютеров принципиально не очень отличается от старичка IBM и является скорее эволюцией ЭВМ, чем революцией.

Четвертое поколение

Возникновение четвертого поколения ЭВМ связано с усовершенствованием интегральных схем. В 1950 году американец К. Ларк-Горовиц (Lark-Horovitz) заострил внимание на возможности нейтронного легирования химического элемента германия. Этот метод в начале 60-х начали применять к кремнию: на его сверхчистых пластинах начали производить методом интегральной технологии так называемые большие интегральные схемы (БИС), затем – сверхбольшие интегральные схемы (СБИС):

• БИС содержит 1000-10 000 элементов в кристалле полупроводника (обычно на поверхности кристалла).
• СБИС содержит свыше 10 000 элементов.

Возникновение БИС и СБИС сделало возможным появление микропроцессоров.

Пятое поколение ЭВМ

По большому счету компьютеры пятого поколения и четвертого имеют столько общих признаков, что многие специалисты объединяют их в одно поколение. Принято считать, что к пятому относятся компактные персональные ЭВМ, предназначенные для работы одного-двух пользователей. Первый ПК «Альтаир 8800» фирмы MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) увидел свет в 1975 году. Годом позже свои «персоналки» Apple I (1976) и Apple II (1977) представила Apple Computer. После выхода культового ПК IBM PC в 1981 году персональные компьютеры окончательно покорили мир.

Альтернативная точка зрения

Споры о том, корректно ли признавать 5 поколение компьютеров как нечто революционно новое, ведутся давно. Если разделять поколения ЭВМ по элементной базе, то выясняется, что даже между третьим и четвертым поколениями грань весьма тонкая, но здесь можно говорить хотя бы о появлении микропроцессоров.

Сам термин «компьютеры пятого поколения» в настоящий момент является неопределенным и применяется во многих смыслах. Некоторые специалисты считают точкой отсчета создание двухъядерного ПК в 2005 году.

Смартфон вместо ЭВМ?

Аналитики часто рассуждают, каким будет персональный компьютер будущего – не суперкомпьютер для масштабных задач, а именно ПК. Нынешний этап развития информационно-коммуникационных технологий характеризуется чрезвычайно быстрым и почти одновременным развитием компьютерных сетей (особую роль сыграло возникновение всемирной сети Internet, на основе которой работает Всемирная паутина – World Wide Web) и мобильной связи. Причем современный смартфон вобрал в себя, по сути дела, все функции персонального компьютера.

Как сетевые компьютерные технологии, так и технологии мобильной радиосвязи постоянно совершенствуется, поэтому грядущие перемены в краткосрочной перспективе серьезные аналитики видят в минимализации устройств без потери производительности. Если в настоящее время преобладают настольные (стационарные) ПК, которые постепенно вытесняются ноутбуками, лэптопами, ультрабуками и планшетными компьютерами, то вскоре всех их могут заменить компьютеры нового поколения на базе модернизированных смартфонов.

Особую роль здесь должно сыграть появление гибких дисплеев, которые уже производятся в США и Японии с 2008 года. Кстати, гибкие гаджеты, которые складываются, как книга, либо их дисплеи сворачиваются в трубочку, уже созданы (в статье вы видите их фото).

Компьютеры будущего

Главные надежды в этом направлении связаны с оптическими (фотонными) ЭВМ. Идея оптических (фотонных) вычислений – вычислений, производимых с помощью фотонов, которые сгенерированы лазерами или диодами, – имеет достаточно давнюю историю. Преимущества очевидны: используя фотоны (движущиеся со скоростью света), возможно достигнуть несравнимо более высоких скоростей передачи сигнала, чем используя электроны (как в нынешних компьютерах).

Это станет принципиальным прорывом в сфере hardware и позволит создать революционно новое (настоящее) 5 поколение компьютеров. Идея фотонной ЭВМ стала обретать материальную силу после того, как в Массачусетском технологическом институте (США) в 1969 году была предсказана, а в 1976 наблюдалась на опыте оптическая метастабильность. Для приборов, работающих на основе этого явления, требуется полупроводник, прозрачный в одной области спектра и непрозрачный в другой, с резко нелинейной оптической характеристикой (например, антимонид индия). Логические схемы на таких оптических элементах могут работать со скоростью 1000 млрд логических операций в секунду.

В июле 2014 года в Институте Вейцмана (Израиль) создан фотонный маршрутизатор – устройство, основанное на одном-единственном атоме, способном переключаться из одного квантового состояния в другое, и позволяющее направлять единичные кванты света по заданному маршруту. Фотонный маршрутизатор – ключевой элемент, который позволит создать первый фотонный компьютер будущего.

Программная среда

В сфере brainware возможные прорывы связаны с развитием математики – теории автоматов и тесно связанной с ней теории алгоритмов, теории вычислимости и теории вычислительной сложности. Теория автоматов и теория алгоритмов – разделы классической математической логики, в которых внимание сфокусировано на вопросе о том, что можно автоматизировать или вычислить.

К теории алгоритмов примыкает теория вычислимости (теория рекурсивных функций). Теория вычислительной сложности (или теория сложности вычислений) – еще один раздел дискретной математики, тесно связанный с информатикой. Основной вопрос этой теории: «Какое количество ресурсов необходимо для вычислений (если проблема вычислимости решена)?» Для многочисленных приложений особую роль приобретает развитие теории графов.

Искусственный интеллект (IE)

В научно-фантастических фильмах и литературе будущее поколение ЭВМ часто представляется как некий искусственный разум, решающий за людей большинство задач, а в некоторых случаях («Матрица», «Терминатор») подчиняющий человечество. Такие фильмы и печатные произведения заставляют задуматься, нужен ли обществу IE, подогревая интерес впечатляющими видеокадрами и фото.

Компьютеры будущего действительно планируется наделить элементами продвинутого искусственного интеллекта, однако они ничего общего не будут иметь со «страшилками» голливудских блокбастеров. Для решения задач искусственного интеллекта, в частности для создания интеллектуальных систем поддержки принятия решений (ИСППР), все шире применяются нетрадиционные разделы математики, такие как теория нечетких множеств и нечеткая логика, а также теория возможностей и теория вероятностей.

Выводы

Современные вычислительные системы и информационные технологии находят и будут находить все более широкое применение в самых разных областях человеческого бытия – в науке и технике, в образовании и культуре, в производстве, на транспорте и в сфере обслуживания. Они формируют стиль жизни современного человека, его культуру, восприятие мира и образ действий. Однако развитие этих технологий несет в себе немало опасностей. Поэтому дальнейшее совершенствование информационно-коммуникационных средств должно идти рука об руку с гуманизацией общества.

fb.ru