Олимпиада "Наноэлектроника"
Неофициальный сайт

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Факультет автоматики и электроники

Кафедра микро- и наноэлектроники

Группа А4-11

Новые тренды в эволюции вычислительной и интеллектуальной мощности мобильных компьютеров на платформе iOS 

Студенты Исаев А.Т.

Евтюхин Д.Д.

Преподаватель доц. Лапшинский В. А.​

Глоссарий

Планшет(планшетный компьютер. англ. tablet computer или же электронный планшет) – собирательное понятие, включающее различные типы мобильных устройств с сенсорным экраном.

Тренд (произносится «трэнд», от англ. trend –тенденция) – основная тенденция изменения временного ряда.

Apple Inc. (МФА: [ˈæp(ə)l ɪŋk]; официальное русское написание  –  «Эппл»; apple в переводе с англ. –  «яблоко») –  американская корпорация, производитель персональных и планшетных компьютеров, аудиоплееров, телефонов, программного обеспечения.

FLOPS (также flops, flop/s, флопс или флоп/с) (акроним от англ. FLoating-point Operations Per Second, произносится как флопс) – внесистемная единица, используемая для измерения производительности компьютеров, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система.

Оглавление

1. Глоссарий
2. Введение: история
3. Прогноз
4. Заключение
5. Источники
6. Приложения

Введение: история

В данной работе исследовались тренды планшеты на платформе IOS. Компания apple выпустила 3 серии планшетов на платформе IOS: Ipad, Ipad Air, Ipad Mini [1].

В апреле 2010 года вышел в продажу первый планшет на платформе IOS, в который был установлен одноядерный процессор Apple A4. Процессор имеет рабочую частоту 1 ГГц [4].

Спустя год (март 2011 года) компания выпустила Ipad 2, установив в него процессор Apple A5, имеющий 2 ядра и рабочую частоту 1,2 Ггц.

В 2012 году был пик для новинок, в этом году было выпущено сразу 3 планшета. В марте был выпущен в продажу Ipad 3. Для него был использован двухъядерный процессор Apple A5x имеющий частоту 1 Ггц[1]. Ноябрь порадовал нас двумя новинками Apple: Ipad 4 и Ipad Mini[2]. В Ipad 4 был использован процессор Apple A6x с рабочей частотой 1,4 Ггц. Ipad mini получил процессор Apple A5, который имел различие с использованным в Ipad 2 в технологическом процессе (32нм, процессор Ipad 2 имел техпроцесс 45 нм).

В следующем году был выпущен Ipad Mini 2 и Ipad Air, а вот серия Ipad с этого года выпускаться перестала, хотя в некоторых источниках утверждают, что планшет Ipad Air и есть Ipad 5. Считать ли нам Ipad Air продолжением серии Ipad? Неизвестно. Но мы решили, что Ipad Air – отдельная серия планшетов от Apple. Ipad Mini 2 имеет двухъядерный процессор с рабочей частотой 1,3 Ггц (кстати техпроцесс стал ещё меньше – 28 нм). Ipad Air имеет процессор того же поколения, но с частотой 1,4 Ггц.

Последними выпущенными на данный момент планшетами на платформе IOS стали Ipad Air 2 и Ipad Mini 3 (октябрь 2014 года). В Ipad Air 2 Был установлен процессор нового поколения Apple A8x. Процессор уже трёхъядерный, а частота – 1,5 Ггц (техпроцесс снова стал меньше – 20 Нм). А вот новый Mini процессор не обновил.

В 2015 году обещают выпуск новых Ipad Air и Ipad Mini, но вот информация о технических характеристиках, к сожалению, не была найдена.

Мы исследовали вычислительную (Рис. 2) и интеллектуальную (Рис.3) мощность планшетов на платформе IOS.

Вычислительная мощность процессоров измерялась во флопсах. Величина выбрана из-за своей абсолютности. Для интеллектуальных мощности мы сравнивали производительность процессоров с возможностями мозга живых существ.

Пронозы

Ipad. В связи с длительным отсутствием новинок сложно сказать, что ожидает нас в будущем. В интернете так же отсутствует информация о дате выхода Ipad 5. Некоторые источники приравнивают Ipad 5 к Ipad Air.

Ipad Air. Выпуск этой серии планшетов начался с  2013 года. Каждый год производится новая модель. Также известна дата выхода Ipad Air 3 – октябрь 2015г [3]. Благодаря этому прогнозирование представляется возможным. Мы предположили, что новые модели выпускаются согласно линейному закону (предположения сделаны на основе информации, изложенной во введении).

Ipad Mini. Выпуск новых моделей Ipad Mini происходит так же, как и Ipad Air – линейно. Выход новой модели происходит каждый год. Если ничего не изменится, то график выпуска Ipad Air будет выглядеть как на Рис. 4.

Мы предположили, что использовать для данного прогноза корреляцию и регрессию не совсем корректно, ведь для него не использовалась. Были рассмотрены даты выхода моделей и получена диаграмма, с помощью которой сделан вывод о дальнейшем развитии. Но, несмотря на это, всё же был рассчитан коэффициент корреляции и найдено значение достоверности аппроксимации, оба значения равны единице (значения были получены и в Exel и сторонним калькулятором), что даёт некоторые сомнения. Из этого следует, что зависимость между переменными сильно положительная (как модель может зависеть от года выпуска?), а достоверность прогноза 100% (что на наш взгляд вообще невозможно).

Вычислительная мощность. Помимо самих планшетов были проанализированы процессоры, установленные в них (см. введение), а в частности их вычислительная мощность. Для анализа были выбраны самые мощные процессоры, установленные в планшеты (это относится к годам, в которых было выпущено несколько серий планшетов, и, конечно, с разными процессорами, например 2012 год).

Мы предположили, что зависимость вычислительной мощности от поколения процессора планшета (именно так индексированы процессоры на рис. 5) имеет степенной характер, хоть и процессор Apple A8 имеет немного меньшую производительность по сравнению с Apple A7, но всё же зависимость больше похожа на степенную, чем на какую-либо другую.

Мы считаем, что зависимость вычислительной мощности процессоров множественная, она зависит от поколения процессора и технологий, позволяющих её повысить. Коэффициент корреляции рассчитывался с помощью Microsoft Exel и с помощью калькулятора, по формуле:

Расчёты совпали, полученное значение равно 0.95. Это говорит об очень высокой положительной связи между вычислительной мощностью и поколением процессоров.

Полученные в Microsoft Exel с помощью формата линии тренда уравнение кривой и коэффициент детерминации (достоверность аппроксимации) были проверены вычислениями с помощью калькулятора в той же таблице, использовались следующие формулы[6]:

 для уравнения, вида . При этом коэффициент детерминации вычислялся по формуле . Расчёты совпали в обоих случаях (см. рис.5 и приложение 3[3]).

Интеллектуальная мощность.  Для того, чтобы показать развитие интеллектуальной мощности процессора производительность процессора сравнивалась с возможностями мозга живых существ. Расчёты, связанные с интеллектуальной мощностью такие же, как и расчёты, связанные с вычислительной мощностью (что не странно, ведь берутся те же значения). Прогноз об интеллектуальной мощности можно увидеть на рис.6.

Здесь видно, что процессоры Apple достигнут возможностей человеческого мозга ещё не скоро[4], а вот «обскакать» обезьяну они смогут лет через 5 – 6.

Заключение

Если компания Apple продолжит выпускать планшеты так же как сейчас, то к 2020 году мы увидим Ipad Mini 9-ого поколения и Ipad Air 8-ого поколения, с вычислительной мощностью 1500 GFLOPS, возможно как раз процессоры Apple смогут «обскакать» обезьяну в интеллектуальной мощности. К сожалению, ничего нельзя сказать об Ipad. Возможно, увидит свет новая серия планшетов IOS.

Источники

1. http://appstudio.org/ipad/ – Appstudio. Характеристики Ipad.
2. https://ru.wikipedia.org/  – Википедия. свободная энциклопедия
3. http://ipadair3update.com/ – APPLE IPAD AIR 3.
4. http://droiddevice.ru/arm-protsessory – Рейтинг ARM процессоров
5. http://thetechblock.com/history-apple-socs-predicting-a8-chip/ – The history of Apple SOCs and predicting the A8 chip
6. http://ecson.ru/economics/post/zadacha-1.postroenie-regressii-raschyot-korrelyatsii-oshibki-approximatsii-otsenka-znachimosti-i-prognoz/ – задачи по экономике
7. http://www.origins.org.ua/page.php?id_story=1121 – суперкомпьютер постигает человеческий мозг​

Приложения