A következő címkéjű bejegyzések mutatása: informatika alapja. Összes bejegyzés megjelenítése
A következő címkéjű bejegyzések mutatása: informatika alapja. Összes bejegyzés megjelenítése

2009. március 14., szombat

Akkumulátorok újrafeldolgozása elősegítheti a gyors újrafeltöltést

A MIT mérnökei létrehoztak olyan egy olyan gyűrű-alakú sínt, amely az elektromos energia gyors átvitelét teszi lehetővé az akkumulátorok egyik jólismert anyagán keresztül. Ez előrelépést jelent a mobiltelefonok és más készülékek terén, mert kisebb, könnyebb, órák helyett másopercek alatt feltölthető akkumulátorok bevezetését tenné lehetővé.
A munka eredményeként az akkumulátorok gyors újrafeltöltése az elektromos autókban is biztosított lenne, habár ezt korlátozná az otthon – az elektromos hálózaton keresztül – rendelkezésre álló energia mennyisége.
A munkáról, amelyet Gerbrand Ceder, az anyagtudományok professzora vezet, a Nature március 12-i számában számoltak be. Mivel a szóban forgó anyag nem új, a kutatók egyszerűen csak megváltoztatták annak a módját, ahogy előállítják. Ceder úgy véli, hogy a munka ereményeként két-három év alatt egy egész piac jöhet létre.
A jelenlegi legkorszerűbb lithium-alapú, újratölthető akkumulátorok energiasűrűsége igen magas – arra jók, hogy nagy mennyiségű töltést tároljanak. Más oldalról azonban ezek viszonylag lassúak, csak nehezen lehet őket feltölteni és kinyerni belőlük az energiát. Vegyük például az elektromos autóknál használt akkumulátorokat. „Sok energiával rendelkeznek, ezért hosszú időn keresztül akár 90 km/h-es sebességgel is lehet vezetni őket, de erejük nem nagyon van: nem lehet dinamikusan gyorsítani őket.” – mondja Ceder.
Miért ilyen alacsony az energiafelvétel és -leadás üteme? Hagyományosan a kutatók azt gondolták, hogy az akkumulátorban a töltések szállításáért felelős lithium-iónok – az elektronokkal együtt – egyszerűen túl lassan mozognak az anyagban.
Kb. öt évvel ezelőtt azonban Ceder és kollégái egy meglepő felfedezést tettek. Egy jólismert akkumulátoranyag, a lithium-vas-foszfát számítógépes modellezése azt mutatta ki, hogy az anyag lithium-iónjai valójában rendkívül gyorsan mozognak.

IT3-komment: Az akkumulátorokkal manapság „csak” három alapprobléma van: 1) kevés energiát tárolnak - legalábbis a mindig növekedő igényekhez képest, 2) lassan adják le a tárolt energiát és 3) sokáig tart az újratöltésük. Amúgy minden rendben van. Tekintve, hogy egyre több IT-kütyüt használunk, és hogy az informatika minden elképzelhető és elképzelhetetlen helyre behatol, egyre több akkumulátorral bajlódunk. Minden új lehetőség, ami megoldást – vagy legalábbis valami enyhülést – hoz az alapproblémákra, csökkenti a kiszolgáltatottságunkat kütyüinknek.
Van azonban egy negyedik, rárakódó probléma is: az, hogy a gyártók rosszul felfogott kereskedelmi érdekeik miatt egymással és gyakran még saját magukkal sem kompatibilis akkumulátorokat és töltő berendezéseket hoznak forgalomba. Nincsenek, vagy legalábbis nem érvényesülnek szabványok ezen a területen. Lenne itt ezért egy fontos piacszabályozási kérdés is. Addig azonban csak annyit tehetünk, hogy gyűjtjük és csak gyűjtjük az aksikat és a töltőiket.

Forrás: http://web.mit.edu/newsoffice/2009/battery-material-0311.html

2009. január 28., szerda

Amikor a több mag kevesebb termést hoz

A 16-magos processzorok alig rendelkeznek nagyobb teljesítménnyel, mint egy kétmagos komplex alkalmazások esetén. A szuperszámítógépek sebességének növelése érdekében a processzormagok számának egyszerű növelésével történő, világszerte folytatott kísérletek meglepő módon azt mutatják, hogy romlik a teljesítmény több komplex alkalmazás esetén, legalábbis ezt tárják fel a Sandia-szimulációk. A Sandia-csapat azokat a legfontosabb algoritmusokat szimulálta, amelyek nagy adatállományokból vonnak ki ismereteket. A szimulációk azt mutatják, hogy jelentős mértékben növekszik a teljesítmény, ha két magról négyre térnek át, azonban alig van növekedés, ha négy helyett nyolcat használnak. Nyolc mag fölött pedig csökken a teljesítmény. A 16 magos processzornak alig jobb a teljesítménye, mint a kétmagosnak, ha pedig még több magot tesznek hozzá meredek csökkenés tapasztalható. A probléma egyrészt az egyidejűleg hozzáférhető memóriaelemek alacsony száma, valamint a processzormagok versengése a rendelkezésükre álló memóriabuszért. (A memóriabusz egy vezetékköteg, amely memóriacímeket és adatokat szállít a rendszer központi, véletlen elérésű memóriája (RAM) és a processzorok között.) A szupermarket analógiáját használva: ha egy helyett ketten dolgoznak a pultnál a vásárolni kívánt élelmiszer előkészítésén, akkor a kiszolgálásnak gyorsabbnak kell lennie. Vagy akár négy, nyolc, tizenhat stb. is dolgozhat egyszerre. A probléma az, ha a kiszolgáló nem fér hozzá az élelmiszerpulthoz, mivel akkor nem feltétlenül segíti a folyamatot. Még rosszabb, ha a kiszolgálók egymást zavarják. Hasonló módon nem működik az a logika, hogy egy mag gyors, kettő gyorsabb, négy még mindig gyorsabb, stb.

IT3-komment: Egyre több jel utal arra, hogy, sajnos, nem lehet a többmagos processzorok teljesítményét egyszerűen azzal növelni, hogy növelik a magok számát. Amint tudjuk, a processzorokban a tranzisztorsűrűség és az órafrekvencia növelésének fizikai határai vannak. Az új hardverirány, a moduláris felépítésű, többmagos processzorok készítése azonban a problémát részben áttolja az alkalmazási szoftver területére. Párhuzamos algoritmusokra, párhuzamos architektúrákra tervezett szoftverekre van szükség ahhoz, hogy a potenciálisan növekedő processzorteljesítmény valóban kihasználható legyen.