Als technische Idee veröffentlicht.Ich werde versuchen, meine Gedanken in einer möglichst einfachen Sprache mit ganz konkreten Vergleichen zu erklären, ohne auf Details und Einzelheiten einzugehen.
Meiner bescheidenen Meinung nach ist das Konzept der
Personal Computer der IBM PC-Architektur aus einem sehr offensichtlichen Grund längst erschöpft - dem Modell des Aufbaus seiner Hardware, das ursprünglich räumlich begrenzt war. IBM PC ist eine mittelalterliche Stadt, die von einer starken Mauer in Form eines Computergehäuses umgeben ist.
Das Motherboard ist die Stadt selbst mit Straßen und Häusern. Eine Windmühle oder Wassermühle ist eine Stromversorgung. Computerspeicher sind Stadtlager und ein Arsenal usw. Eine solche "mittelalterliche" Architektur ermöglicht es natürlich, den Computer zu aktualisieren: neue Festplatten anschließen; Erhöhen Sie die RAM-Größe. Ersetzen Sie den Zentralprozessor durch einen effizienteren. Sie können den Steckplätzen auf dem Motherboard neue Karten für verschiedene Zwecke hinzufügen, aber ... die unvermeidlichen Grenzen der Modernisierung mit dieser Architektur des Computergeräts sind erschöpfbar: Die Steckplätze für RAM-Karten und Spezialkarten enden; die Grenze der Prozessortaktfrequenz ist erreicht; Der gesamte für Festplatten reservierte Speicherplatz im Computergehäuse usw. wird verwendet. Es bleibt auf externe Geräte angewiesen, die an den IBM PC angeschlossen sind, aber gleichzeitig bewegen wir uns bereits über die "Stadtmauern" dieses Computer- "Feudalismus" hinaus sowie über den Rahmen des Architekturkonzepts hinaus.
Mobile Geräte (Netbooks, Smartphones, Tablet-PCs) sind eine noch hellere Manifestation derselben mittelalterlichen Architektur für den Bau von Computersystemen. Wenn wir die Konstruktionsanalogie fortsetzen, haben wir eine Festung mit minimalen Möglichkeiten vor uns, etwas darin wieder aufzubauen.
Das Erscheinen und die rasche Entwicklung von
Mikrocomputern (Arduino, Omega, Himbeere usw.) scheinen die Ingenieure gezwungen zu haben, das gesamte Architekturkonzept zu überdenken, um neue Geräte von den Grundlagen der "Ära des Computerfeudalismus" zu befreien. Dies ist jedoch noch nicht geschehen. Bewundern Sie, wie ein aus Raspberry-Motherboards erstellter Computercluster aussieht:
Hmmm ... Sie können den Schuppen so farbenfroh hervorheben, wie Sie möchten, aber dies macht ihn nicht zu einem Palast. Und all diese hervorstehenden Kabel und Drähte sind die Stützen, die verhindern, dass das ursprünglich nicht ordnungsgemäß gestaltete mehrstöckige Gebäude herunterfällt.
Inzwischen liegt die Lösung des Problems wie immer an der Oberfläche ...
Betrachten Sie diese aus Sicht der natürlichen Architektur und des menschlichen Talents als ideale Lösungen für funktional-räumliche Probleme:
Einfach, vernünftig, rational.
Wenn Architekten Computersysteme entwerfen würden, würden sie sich zusammen mit anderen Themen um die Grundrisse des Gebäudes kümmern (sie würden die allgemeinen Abmessungen und Formen von Fußböden und tragenden Strukturen bestimmen) und sich insbesondere darauf einigen, wo und welche Größen Aufzug, Belüftung und Kommunikation zu platzieren sind Minen und Treppen - d.h. entwarf, was ein fertiges Gebäude aus getrennten Etagen macht.
Wenn die Entwickler von Computersystemen für einen Moment anfingen, wie klassische Architekten zu denken - voluminös - dann würden sie:
- Wir haben die Gesamtabmessungen der "Fußböden" bestimmt - Elektronikplatinen der entworfenen Systeme (oh ja, sie haben es trotzdem gemacht!).
- Wir haben die Größe, den Typ und die Position der Durchgangskommunikationsverbinder (vom Typ „Mama-Papa“) des Informationsbusses, die die Karten miteinander verbinden, auf den Karten bestimmt.
Wir haben die Abmessungen und die Position der Kühlplatte der Platinen bestimmt und dementsprechend Schaltungselemente angeordnet, die in unmittelbarer Nähe oder sogar in Kontakt mit den Wandheizkörpern der Welle eine Zwangskühlung erfordern. - Wir haben den Standort des Durchgangsbus ermittelt.
- Die obigen Punkte wurden standardisiert.
Auf diese Weise erhalten sie eine architektonische Lösung, mit der sie „mehrstöckige Gebäude jeder Höhe“ bauen können, indem sie einfach neue Dielen mit den unteren Etagen verbinden. Mit anderen Worten, die Z-Achse des dreidimensionalen Raums wurde vollständig und ohne Backups verwendet.
Wenn Computeringenieure weiter gehen würden, würden sie solche Busverbinder entlang der X- und Y-Achse standardisieren. Dann wäre es möglich, Computercluster entlang aller Raumachsen so einfach zu erstellen wie verschiedene voluminöse Konstruktionen aus dem Lego-Konstruktor zusammenzusetzen.
Es ist sehr wichtig, dass neben Prozessorkarten hochspezialisierte standardisierte Karten für den 3D-Bus problemlos in den Cluster integriert werden können: Speicherkarten, Netzwerkkarten, Bluetooth- und Wi-Fi-Kommunikationskarten, Grafikkarten usw.
Dies scheint mir ein einheitliches Board mit einem 3D-Bus zu sein:
Es ist ziemlich offensichtlich, dass es aus solchen Boards möglich ist, 3D-Cluster mit beliebiger räumlicher Konfiguration zu erstellen und das Design entlang aller verfügbaren Achsen zu erweitern.
Ich würde mich freuen, wenn meine Ideen für jedermann nützlich sind und zum Ausgangspunkt für schönere, einfachere und zuverlässigere Designlösungen werden.