Що вимірюють у герцах та гігагерцях. Дивитись що таке "Герц (одиниця виміру)" в інших словниках

Конвертер довжини і відстані Конвертер маси Конвертер мір об'єму сипких продуктів і продуктів харчування Конвертер площі Конвертер об'єму та одиниць вимірювання в кулінарних рецептах Конвертер температури Конвертер тиску, механічної напруги, модуля Юнга Конвертер енергії та роботи Конвертер сили Конвертер сили Конвертер часу Конвертер ліній теплової ефективності та паливної економічності Конвертер чисел у різних системах числення Конвертер одиниць вимірювання кількості інформації Курси валют Розміри жіночого одягу та взуття Розміри чоловічого одягу та взуття Конвертер кутової швидкості та частоти обертання Конвертер прискорення Конвертер кутового прискорення Конвертер щільності Конвертер питомого об'єму Конвертер Конвертер крутного моменту Конвертер питомої теплоти згоряння (за масою) Конвертер щільності енергії та питомої теплоти згоряння палива (за обсягом) Конвертер різниці температур Конвертер коефіцієнта енту теплового розширення Конвертер термічного опору Конвертер питомої теплопровідності Конвертер питомої теплоємності Конвертер енергетичної експозиції та потужності теплового випромінювання Конвертер щільності теплового потоку Конвертер коефіцієнта тепловіддачі Конвертер масової витрати Конвертер масової витрати Конвертер концентрації Конвертер абсолютної) в'язкості Конвертер кінематичної в'язкості Конвертер поверхневого натягу Конвертер паропроникності Конвертер щільності потоку водяної пари Конвертер рівня звуку Конвертер чутливості мікрофонів Конвертер рівня звукового тиску (SPL) Конвертер рівня звукового тиску з можливістю вибору опорного тиску Конвертер яскравості Конвертер яскравості Конвертер Конвертер частоти та довжини хвилі Оптична сила в діоптріях та фокусне відстань Оптична сила в діоптріях і збільшення лінзи (×) Конвертер електричного заряду Конвертер лінійної щільності заряду Конвертер поверхневої щільності струму Конвертер електричного струму Конвертер електричного струму Конвертер електричного струму Конвертер питомого електричного опору Конвертер електричної провідності Конвертер питомої електричної провідності Електрична ємність Конвертер індуктивності Конвертер Американського калібру проводів Рівні в dBm (дБм або дБмВт), dBV (дБВ), ватах та ін. одиницях Конвертер магнітно-рухової сили Конвертер напруженості магнітного поля Конвертер магнітного потоку Конвертер магнітної індукції Радіація. Конвертер потужності поглиненої дози іонізуючого випромінювання Радіоактивність. Конвертер радіоактивного розпаду Радіація. Конвертер експозиційної дози. Конвертер поглиненої дози Конвертер десяткових приставок Передача даних Конвертер одиниць типографіки та обробки зображень Конвертер одиниць вимірювання об'єму лісоматеріалів Обчислення молярної маси Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва

1 гігагерц [ГГц] = 1000000000 герц [Гц]

Вихідна величина

Перетворена величина

герц эксагерц петагерц терагерц гигагерц мегагерц килогерц гектогерц декагерц децигерц сантигерц миллигерц микрогерц наногерц пикогерц фемтогерц аттогерц циклов в секунду длина волны в эксаметрах длина волны в петаметрах длина волны в тераметрах длина волны в гигаметрах длина волны в мегаметрах длина волны в километрах длина волны в гектометрах длина волны в декаметрах довжина хвилі в метрах довжина хвилі в дециметрах довжина хвилі в сантиметрах довжина хвилі в міліметрах довжина хвилі в мікрометрах Комптонівська довжина хвилі електрона Комптонівська довжина хвилі протону

Рівень звукового тиску

Докладніше про частоту та довжину хвилі

Загальні відомості

Частота

Частота - це величина, що вимірює як часто повторюється той чи інший періодичний процес. У фізиці з допомогою частоти описують властивості хвильових процесів. Частота хвилі – кількість повних циклів хвильового процесу за одиницю часу. Одиниця частоти у системі СІ - герц (Гц). Один герц дорівнює одному коливанню за секунду.

Довжина хвилі

Існує безліч різних типів хвиль у природі, від спричинених вітром морських хвиль до електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль залежить від довжини хвилі. Такі хвилі поділяють на кілька видів:

Гамма-променііз довжиною хвилі до 0,01 нанометра (нм).
Рентгенівські променіз довжиною хвилі – від 0,01 нм до 10 нм.
Хвилі ультрафіолетового діапазону, які мають довжину від 10 до 380 нм Людському оку вони не видно.
Світло в видимої частини спектруіз довжиною хвилі 380–700 нм.
Невидиме для людей інфрачервоне випромінюванняз довжиною хвилі від 700 нм до 1 мм.
За інфрачервоними хвилями слідують мікрохвильові, із довжиною хвилі від 1 міліметра до 1 метра.
Найдовші - радіохвилі. Їхня довжина починається з 1 метра.

Ця стаття присвячена електромагнітному випромінюванню, і особливо світла. У ній ми обговоримо, як довжина та частота хвилі впливають на світло, включаючи видимий спектр, ультрафіолетове та інфрачервоне випромінювання.

Електромагнітне випромінювання

Електромагнітне випромінювання - це енергія, властивості якої одночасно подібні до властивостей хвиль і частинок. Ця особливість називається корпускулярно-хвильовим дуалізмом. Електромагнітні хвилі складаються з магнітної хвилі та перпендикулярної до неї електричної хвилі.

Енергія електромагнітного випромінювання – результат руху частинок, які називаються фотонами. Чим вище частота випромінювання, тим вони активніші, і тим більше шкоди можуть принести клітинам і тканинам живих організмів. Це відбувається тому, що чим вища частота випромінювання, тим більше вони несуть енергію. Велика енергія дозволяє їм змінити молекулярну структуру речовин, куди діють. Саме тому ультрафіолетове, рентгенівське та гама випромінювання так шкідливе для тварин та рослин. Величезна частина цього випромінювання – у космосі. Воно присутнє і на Землі, незважаючи на те, що озоновий шар атмосфери навколо Землі блокує більшу його частину.

Електромагнітне випромінювання та атмосфера

Атмосфера землі пропускає лише електромагнітне випромінювання з певною частотою. Більшість гамма-випромінювання, рентгенівських променів, ультрафіолетового світла, частина випромінювання в інфрачервоному діапазоні і довгі радіохвилі блокуються атмосферою Землі. Атмосфера поглинає їх та не пропускає далі. Частина електромагнітних хвиль, зокрема, випромінювання у короткохвильовому діапазоні, відбивається від іоносфери. Решта випромінювання потрапляє на поверхню Землі. У верхніх атмосферних шарах, тобто далі від поверхні Землі, більше радіації, ніж у нижніх шарах. Тому що вище, то небезпечніше для живих організмів перебувати там без захисних костюмів.

Атмосфера пропускає на Землю невелику кількість ультрафіолетового світла, і він завдає шкоди шкірі. Саме через ультрафіолетові промені люди обгорають на сонці і можуть навіть захворіти на рак шкіри. З іншого боку, деякі промені, що пропускаються атмосферою, приносять користь. Наприклад, інфрачервоні промені, які потрапляють на поверхню Землі, використовують в астрономії - інфрачервоні телескопи стежать за інфрачервоними променями, що випромінюються астрономічними об'єктами. Чим вище від Землі, тим більше інфрачервоного випромінювання, тому телескопи часто встановлюють на вершинах гір та інших височинах. Іноді їх відправляють у космос, щоб покращити видимість інфрачервоних променів.

Взаємини між частотою та довжиною хвилі

Частота і довжина хвилі обернено пропорційні один одному. Це означає, що з збільшенням довжини хвилі частота зменшується і навпаки. Це легко уявити: якщо частота коливань хвильового процесу висока, то час між коливаннями набагато коротший, ніж у хвиль, частота коливань яких менша. Якщо уявити хвилю на графіку, то відстань між її піками буде тим меншою, чим більше коливань вона здійснює на певному відрізку часу.

Щоб визначити швидкість поширення хвилі серед, необхідно помножити частоту хвилі на її довжину. Електромагнітні хвилі у вакуумі завжди розповсюджуються з однаковою швидкістю. Ця швидкість відома як швидкість світла. Вона дорівнює 299 метрів в секунду.

Світло

Видимий світло - електромагнітні хвилі з частотою та довжиною, які визначають його колір.

Довжина хвилі та колір

Найкоротша довжина хвилі видимого світла – 380 нанометрів. Це фіолетовий колір, за ним слідують синій і блакитний, потім зелений, жовтий, оранжевий і, нарешті, червоний. Біле світло складається з усіх кольорів відразу, тобто білі предмети відображають усі кольори. Це можна побачити за допомогою призми. Світло, що потрапляє в неї, переломлюється і вибудовується в смугу кольорів у тій же послідовності, що в веселці. Ця послідовність - від квітів із найкоротшою довжиною хвилі, до найдовшої. Залежність швидкості поширення світла у речовині від довжини хвилі називається дисперсією.

Веселка утворюється схожим способом. Краплі води, розсіяні в атмосфері після дощу, поводяться як і призма і заломлюють кожну хвилю. Колір веселки настільки важливий, що у багатьох мовах існують мнемоніка, тобто прийом запам'ятовування кольорів веселки, настільки простий, що запам'ятати їх можуть навіть діти. Багато дітей, які говорять російською, знають, що «Кожен мисливець хоче знати, де сидить фазан». Деякі люди вигадують свою мнемоніку, і це – особливо корисна вправа для дітей, оскільки, придумавши свій власний метод запам'ятовування кольорів веселки, вони швидше за них запам'ятають.

Світло, до якого людське око найбільш чутливе - зелене, з довжиною хвилі 555 нм у світлому середовищі і 505 нм у сутінках і темряві. Розрізняти кольори можуть далеко ще не всі тварини. У кішок, наприклад, кольоровий зір не розвинений. З іншого боку, деякі тварини бачать кольори набагато краще, ніж люди. Наприклад, деякі види бачать ультрафіолетове та інфрачервоне світло.

Відображення світла

Колір предмета визначається довжиною хвилі світла, відбитого з його поверхні. Білі предмети відбивають усі хвилі видимого спектру, тоді як чорні - навпаки, поглинають усі хвилі і нічого не відбивають.

Один із природних матеріалів з високим коефіцієнтом дисперсії – алмаз. Правильно оброблені діаманти відбивають світло як від зовнішніх, і від внутрішніх граней, заломлюючи його, як призма. При цьому важливо, щоб більша частина цього світла була відображена вгору, у бік ока, а не, наприклад, вниз, усередину оправи, де його не видно. Завдяки високій дисперсії діаманти дуже красиво сяють на сонці та при штучному освітленні. Скло, огранене так само, як діамант, теж сяє, але не так сильно. Це пов'язано з тим, що завдяки хімічному складу алмази відображають світло набагато краще, ніж скло. Кути, що використовуються при ограновуванні діамантів, має велике значення, тому що занадто гострі або занадто тупі кути або не дозволяють світлу відбиватися від внутрішніх стін, або відбивають світло в оправу, як показано на ілюстрації.

Спектроскопія

Для визначення хімічного складу речовини іноді використовують спектральний аналіз або спектроскопію. Цей спосіб особливо хороший, якщо хімічний аналіз речовини неможливо провести, працюючи з нею безпосередньо, наприклад, щодо хімічного складу зірок. Знаючи, яке електромагнітне випромінювання поглинає тіло, можна визначити, із чого воно складається. Абсорбційна спектроскопія, що є одним із розділів спектроскопії, визначає яке випромінювання поглинається тілом. Такий аналіз можна робити на відстані, тому його часто використовують в астрономії, а також у роботі з отруйними та небезпечними речовинами.

Визначення наявності електромагнітного випромінювання

Світло, так само як і все електромагнітне випромінювання - це енергія. Чим більше енергії випромінюється, тим легше виміряти цю радіацію. Кількість випромінюваної енергії зменшується зі збільшенням довжини хвилі. Зір можливий саме завдяки тому, що люди та тварини розпізнають цю енергію та відчувають різницю між випромінюванням з різною довжиною хвилі. Електромагнітне випромінювання різної довжини відчувається оком як різні кольори. За таким принципом працюють не лише очі тварин і людей, а й технології, створені людьми для обробки електромагнітного випромінювання.

Світло світло

Люди та тварини бачать великий спектр електромагнітного випромінювання. Більшість людей і тварин, наприклад, реагують на видиме світло, а деякі тварини - ще й на ультрафіолетові та інфрачервоні промені. Здатність розрізняти кольори – не у всіх тварин – деякі, бачать лише різницю між світлими та темними поверхнями. Наш мозок визначає колір так: фотони електромагнітного випромінювання попадають у око на сітківку і, проходячи через неї, збуджують колбочки, фоторецептори ока. В результаті нервової системи передається сигнал у мозок. Крім колб, в очах є й інші фоторецептори, палички, але вони не здатні розрізняти кольори. Їхнє призначення - визначати яскравість і силу світла.

В оці зазвичай знаходиться кілька видів колб. Люди - три типи, кожен із яких поглинає фотони світла не більше певних довжин хвилі. При їх поглинанні відбувається хімічна реакція, в результаті якої мозок надходять нервові імпульси з інформацією про довжину хвилі. Ці сигнали обробляє зорова зона кори мозку. Це - ділянка мозку, відповідальна за сприйняття звуку. Кожен тип колб відповідає тільки за хвилі з певною довжиною, тому для отримання повного уявлення про колір, інформацію, отриману від усіх колб, складають разом.

У деяких тварин ще більше видів колб, ніж у людей. Так, наприклад, у деяких видів риб та птахів їх від чотирьох до п'яти типів. Цікаво, що у самок деяких тварин більше типів колб, ніж у самців. У деяких птахів, наприклад у чайок, які ловлять видобуток у воді або на її поверхні, усередині колб є жовті або червоні краплі масла, які виступають у ролі фільтра. Це допомагає їм бачити більшу кількість кольорів. Подібним чином влаштовані очі і рептилій.

Інфрачервоне світло

У змій, на відміну від людей, не тільки зорові рецептори, а й чутливі органи, які реагують на інфрачервоне випромінювання. Вони поглинають енергію інфрачервоного проміння, тобто реагують на тепло. Деякі пристрої, наприклад, прилади нічного бачення, також реагують на тепло, що виділяється інфрачервоним випромінювачем. Такі пристрої використовують військові, а також для забезпечення безпеки та охорони приміщень та території. Тварини, які бачать інфрачервоне світло, і пристрої, які можуть його розпізнавати, бачать не тільки предмети, що знаходяться в їхньому полі зору на даний момент, але й сліди предметів, тварин або людей, які знаходилися там до цього, якщо не пройшло занадто багато часу. Наприклад, зміям видно, якщо гризуни копали в землі ямку, а поліцейські, які користуються приладом нічного бачення, бачать, якщо в землі були нещодавно заховані сліди злочину, наприклад, гроші, наркотики або щось інше. Пристрої для реєстрації інфрачервоного випромінювання використовують телескопах, а також для перевірки контейнерів і камер на герметичність. З їхньою допомогою добре видно місце витоку тепла. У медицині зображення в інфрачервоному світлі використовують для діагностики. В історії мистецтва – щоб визначити, що зображено під верхнім шаром фарби. Пристрої нічного бачення застосовують для охорони приміщень.

Ультрафіолетове світло

Деякі риби бачать ультрафіолетове світло. Їхні очі містять пігмент, чутливий до ультрафіолетових променів. Шкіра риб містить ділянки, що відображають ультрафіолетове світло, невидиме для людини та інших тварин - що часто використовується в тваринному світі для маркування статі тварин, а також у соціальних цілях. Деякі птахи також бачать ультрафіолетове світло. Це вміння особливо важливе під час шлюбного періоду, коли птахи шукають потенційних партнерів. Поверхні деяких рослин також добре відображають ультрафіолетове світло, і здатність його бачити допомагає у пошуку їжі. Крім риб та птахів, ультрафіолетове світло бачать деякі рептилії, наприклад черепахи, ящірки та зелені ігуани (на ілюстрації).

Людське око, як і очі тварин, поглинає ультрафіолетове світло, але не може його обробити. У людей він руйнує клітини ока, особливо в рогівці та кришталику. Це, у свою чергу, викликає різні захворювання та навіть сліпоту. Незважаючи на те, що ультрафіолетове світло шкодить зору, невелика його кількість необхідно людям і тваринам, щоб виробляти вітамін D. Ультрафіолетове випромінювання, як і інфрачервоне, використовують у багатьох галузях, наприклад, у медицині для дезінфекції, в астрономії для спостереження за зірками та іншими об'єктами. та в хімії для затвердіння рідких речовин, а також для візуалізації, тобто для створення діаграм поширення речовин у певному просторі. За допомогою ультрафіолетового світла визначають підроблені банкноти та пропуски, якщо на них повинні бути надруковані знаки спеціальним чорнилом, що розпізнається за допомогою ультрафіолетового світла. У разі підробки документів ультрафіолетова лампа не завжди допомагає, оскільки злочинці іноді використовують цей документ і замінюють на ньому фотографію або іншу інформацію, так що маркування для ультрафіолетових ламп залишається. Існує також багато інших застосувань для ультрафіолетового випромінювання.

Колірна сліпота

Через дефекти зору деякі люди не в змозі розрізняти кольори. Ця проблема називається колірною сліпотою або дальтонізмом, на ім'я людини, який перший описав цю особливість зору. Іноді люди не бачать лише кольори з певною довжиною хвилі, інколи ж вони не розрізняють кольори взагалі. Часто причина - недостатньо розвинені або пошкоджені фоторецептори, але в деяких випадках проблема полягає в пошкодженнях на провідному шляху нервової системи, наприклад, у зоровій корі головного мозку, де обробляється інформація про колір. У багатьох випадках цей стан створює людям та тваринам незручності та проблеми, але іноді невміння розрізняти кольори, навпаки – перевагу. Це підтверджується тим, що, незважаючи на довгі роки еволюції, багато тварин кольоровий зір не розвинений. Люди та тварини, які не розрізняють кольори, можуть, наприклад, добре бачити камуфляж інших тварин.

Незважаючи на переваги колірної сліпоти, у суспільстві її вважають проблемою, і для людей із дальтонізмом закрито дорогу в деякі професії. Зазвичай вони можуть отримати повні права з управлінню літаком без обмежень. У багатьох країнах права водія для цих людей теж мають обмеження, а в деяких випадках вони не можуть отримати права взагалі. Тому вони не завжди можуть знайти роботу, на якій необхідно керувати автомобілем, літаком та іншими транспортними засобами. Також їм складно знайти роботу, де вміння визначати та використовувати кольори має велике значення. Наприклад, їм важко стати дизайнерами, або працювати в середовищі, де колір використовують як сигнал (наприклад, про небезпеку).

Проводяться роботи зі створення більш сприятливих умов людей із колірною сліпотою. Наприклад, існують таблиці, в яких кольори відповідають знакам, і в деяких країнах ці знаки використовують в установах та громадських місцях поряд із кольором. Деякі дизайнери не використовують або обмежують використання кольору для передачі важливої інформації у своїх роботах. Замість кольору, або поряд з ним, вони використовують яскравість, текст та інші способи виділення інформації, щоб навіть люди, які не розрізняють кольори, могли повністю отримати інформацію, що передається дизайнером. У більшості випадків люди з колірною сліпотою не розрізняють червоний та зелений, тому дизайнери іноді замінюють комбінацію «червоний = небезпека, зелений = усе нормально» на червоний та синій кольори. Більшість операційних систем також дозволяють налаштувати кольори так, щоб людям із колірною сліпотою все було видно.

Колір у машинному зорі

Машинний зір у кольорі - галузь штучного інтелекту, що швидко розвивається. Донедавна більшість роботи у цій галузі проходила з монохромними зображеннями, але зараз дедалі більше наукових лабораторій працюють із кольором. Деякі алгоритми для роботи з монохромними зображеннями застосовують також обробки кольорових зображень.

Застосування

Машинний зір використовується в ряді галузей, наприклад для управління роботами, самокерованими автомобілями, та безпілотними літальними апаратами. Воно корисне у сфері забезпечення безпеки, наприклад для пізнання людей і предметів з фотографій, для пошуку за базами даних, для відстеження руху предметів, залежно від їхнього кольору тощо. Визначення розташування об'єктів, що рухаються, дозволяє комп'ютеру визначити напрямок погляду людини або стежити за рухом машин, людей, рук, та інших предметів.

Щоб правильно впізнати незнайомі предмети, важливо знати про їхню форму та інші властивості, але інформація про колір не настільки важлива. При роботі зі знайомими предметами колір, навпаки, допомагає швидше їх розпізнати. Робота з кольором також зручна тому, що інформація про колір може бути отримана навіть із зображень з низькою роздільною здатністю. Для розпізнавання форми предмета, на відміну від кольору, потрібна висока роздільна здатність. Робота з кольором замість форми предмета дозволяє зменшити час обробки зображення і використовує менше комп'ютерних ресурсів. Колір допомагає розпізнавати предмети однакової форми, і навіть може бути використаний як сигнал чи знак (наприклад, червоний колір - сигнал небезпеки). При цьому не потрібно розпізнавати форму цього знака або текст, на ньому написаний. На веб-сайті YouTube можна побачити багато цікавих прикладів використання кольорового машинного зору.

Обробка інформації про колір

Фотографії, які обробляє комп'ютер, або завантажені користувачами, або знято вбудованою камерою. Процес цифрової фото- і відеозйомки освоєно добре, але обробка цих зображень, особливо в кольорі, пов'язана з безліччю труднощів, багато з яких ще не вирішені. Це пов'язано з тим, що кольоровий зір у людей та тварин влаштований дуже складно, і створити комп'ютерний зір на зразок людського – непросто. Зір, як і слух, ґрунтується на адаптації до навколишнього середовища. Сприйняття звуку залежить не тільки від частоти, звукового тиску та тривалості звуку, але й від наявності чи відсутності у навколишньому середовищі інших звуків. Так і із зором - сприйняття кольору залежить не тільки від частоти та довжини хвилі, а й від особливостей навколишнього середовища. Так, наприклад, кольори навколишніх предметів впливають на сприйняття кольору.

З погляду еволюції така адаптація необхідна, щоб допомогти нам звикнути до навколишнього середовища і припинити звертати увагу на незначні елементи, а привернути нашу увагу на те, що змінюється в навколишній обстановці. Це необхідно для того, щоб легше помічати хижаків та знаходити їжу. Іноді через цю адаптацію відбуваються оптичні ілюзії. Наприклад, залежно від кольору навколишніх предметів, ми сприймаємо колір двох тіл по-різному, навіть коли вони відбивають світло з однаковою довжиною хвилі. На ілюстрації – приклад такої оптичної ілюзії. Коричневий квадрат у верхній частині зображення (другий ряд, друга колонка) виглядає світлішим, ніж коричневий квадрат у нижній частині малюнка (п'ятий ряд, друга колонка). Насправді їхні кольори однакові. Навіть знаючи про це, ми все одно сприймаємо їх як різні кольори. Оскільки наше сприйняття кольору так складно, програмістам важко описати всі ці нюанси в алгоритмах для машинного зору. Незважаючи на ці труднощі, ми вже досягли багато чого в цій галузі.

Unit Converter articles були edited and illustrated by Анатолій Золотков

Ви вагаєтесь у перекладі одиниці виміру з однієї мови на іншу? Колеги готові допомогти вам. Опублікуйте питання у TCTermsі протягом кількох хвилин ви отримаєте відповідь.

Гігагерц узятий, просування триває

І все-таки раніше процесорне життя було веселіше. Приблизно чверть століття тому людство переступило бар'єр 1 кГц, і це розмірність зникла з процесорного лексикону. «Потужність» процесора стала обчислюватися в мегагерца тактової частоти (що, строго кажучи, неправильно). Ще років зо три тому кожен 100-мегагерцевий крок на підвищення тактової частоти відзначався як справжня подія: із тривалою маркетинговою артпідготовкою, технологічними презентаціями та у фіналі – святом життя. Так було приблизно до тих пір, поки частота «настільних» процесорів не дісталася до 600 МГц (коли тезку Mercedes згадували в кожному публікації), а основною технологією виробництва чіпів не стала 0,18 мкм. Потім стало «нецікаво»: підвищення тактової частоти відбувалися щомісяця, а під завісу минулого року Intel взагалі «підірвала» інформаційний ринок, оголосивши одночасно 15 нових процесорів. П'ятнадцять кремнієвих мікросенсацій грудкою впали на наші голови, і за розглядом особливостей кожного представленого чіпа було втрачено загальний святковий дух події. Тому нічого дивно, що два провідні виробники процесорів для ПК (Intel і AMD) надто буденно подолали планку в 1 ГГц, вдавши, що нічого особливого не сталося. У купі Internet-коментарів трапилося лише одне химерне порівняння з подоланням звукового бар'єру, а так - ніякого салюту та шампанського. Воно й зрозуміло: плани розробників уже давно спрямовані в загігагерцевий простір. Кристал Intel Willamette з тактовою частотою 1,3-1,5 ГГц ми побачимо вже в другій половині цього року, а говоритимемо вже про особливості архітектури, а не про цикли за секунду.

На моїй пам'яті про заповітного гігагерца активно заговорили ще більше року тому, коли спекотним каліфорнійським ранком взимку 1999 Альберт Ю продемонстрував Pentium III 0,25 мкм, що працює на частоті 1002 МГц. Під загальні оплески зали якось забулося, що та демонстрація нагадувала фокус. Вже пізніше з'ясувалося, що процесор «розганявся» у кріогенній установці. Є навіть непрямі свідчення того, що холодильником стала серійна установка фірми KryoTech. Так чи інакше, про гігагерц забули на рік, хоча процесори підібралися до цієї частоти досить близько. Цікаво, що взимку 2000 року голова ради директорів Intel, легендарний Енді Гроув за сприяння Альберта Ю знову повторив випробуваний трюк Intel. На форумі IDF Spring'2000 він продемонстрував тестовий зразок процесора Intel Willamette, який працює на тактовій частоті 1,5 ГГц. Півтора мільярди циклів за секунду - і все за кімнатної температури! Втішно, що Willamette – це ще й мікропроцесор з новою архітектурою, а не просто трохи покращений Pentium III. Але про це трохи нижче.

Свій рекламний гігагерц давно вже був і в запасі AMD. Компанія офіційно співпрацює з «володарями холоду» із фірми KryoTech, а Athlon виявився цілком перспективним процесором для розгону в умовах екстремального охолодження. Гігагерцеве рішення на базі охолодженого Athlon 850 МГц було доступне у продажу ще в січні.

Маркетингова ситуація дещо розжарилася, коли на початку березня AMD розпочала відвантаження в обмежених кількостях кімнатно-температурних процесорів Athlon з частотою 1 ГГц. Робити нічого, і Intel довелося діставати туза з рукава – Pentium III (Coppermine) 1 ГГц. Хоча випуск останнього планувався на другу половину року. Але ні для кого не секрет, що взяття гігагерцевого бар'єру - це передчасний як для AMD, так і для Intel. Але їм так хотілося бути першими. Навряд чи можна позаздрити двом респектабельним компаніям, які бігають навколо єдиного стільця з цифрою 1 і з жахом чекають, коли обірветься музика. AMD просто вдалося сісти першою - і більше це зовсім нічого не означає. Як у космонавтиці: людину першими запустили в СРСР, а літати стали частіше (і дешевшими) «другі» американці. Ну і навпаки: вони - на Місяць, а ми сказали «фі», і весь запал пропав. Втім, гонка тактових частот давно вже має суто маркетингове підґрунтя: люди, як відомо, схильні купувати мегагерці, а не індекси продуктивності. Тактова частота процесора, як і раніше, - питання престижу та міщанський показник «навороченості» комп'ютера.

Ще один підростаючий гравець мікропроцесорного ринку – тайванська фірма VIA місяць тому офіційно представила свого первістка. Мікропроцесор, відомий раніше під кодовим ім'ям Joshua, отримав дуже оригінальну назву Cyrix III і почав конкурувати з Celeron знизу в ніші найдешевших комп'ютерів. Звичайно, у найближчий рік йому не бачити частоти в гігагерці як своїх вух, але цей «настільний» чіп цікавий уже самим фактом свого існування у ворожому оточенні.

У даному огляді мова, як завжди, піде про нові продукти та плани провідних розробників мікропроцесорів для ПК, незважаючи на те, чи подолали вони гігагерцевий виборчий бар'єр.

Intel Willamette – нова архітектура 32-розрядного чіпа

32-розрядний процесор Intel з кодовим ім'ям Willamette (назвою річки в штаті Орегон, довжиною 306 км) з'явиться на ринку в другій половині цього року. Заснований на новій архітектурі, він стане найпотужнішим процесором Intel для настільних систем, а його стартова частота буде істотно вищою за 1 ГГц (очікується 1,3-1,5 ГГц). Постачання тестових зразків процесора OEM-виробникам ведуться вже майже два місяці. Чіпсет для Willamette відомий під кодовим ім'ям Tehama.

Що ховається під загадковим терміном «нова архітектура»? Для початку – підтримка зовнішньої тактової частоти 400 МГц (тобто частоти системної шини). Це втричі швидше, ніж хвалені 133 МГц, які підтримують сучасні процесори класу Pentium III. Насправді 400 МГц – це результуюча частота: тобто шина має частоту 100 МГц, але здатна передавати чотири порції даних за цикл, що дає сумі аналог 400 МГц. Шина буде використовувати протокол обміну даними, аналогічний до того, що реалізований у шини P6. Швидкість передачі даних цієї 64-розрядної синхронної шини становить 3,2 Гбайт/с. Для порівняння: у шини GTL+ 133 МГц (той, що використовують сучасні Pentium III), пропускна спроможність становить трохи більше 1 Гбайт/с.

Друга риса Willamette - підтримка SSE-2 (Streaming SIMD Extensions 2). Це набір з 144 нових інструкцій для оптимізації роботи з відео, шифрування та Інтернет-додатками. SSE-2, природно, сумісні з SSE, вперше реалізованими у процесорах Pentium III. Тому Willamette зможе успішно використовувати сотні програм, розроблених з урахуванням SSE. Сам Willamette використовує для підтримки як цілих обчислень, так і операцій з плаваючою комою 128-розрядні регістри XMM. Якщо не вдаватися до подробиць, то завдання SSE2 - компенсувати не найсильніший на ринку блок операцій з плаваючою комою. У разі підтримки SSE2 з боку сторонніх виробників програмного забезпечення (Microsoft двома руками «за») ніхто і не помітить заміни на тлі зростання продуктивності.

І, нарешті, третя ключова особливість Willamette – глибша конвеєризація. Замість 10 стадій тепер використовується 20, що дозволяє суттєво збільшити загальну продуктивність при обробці окремих складних математичних додатків та підвищити тактову частоту. Правда «глибокий» конвеєр - це палиця з двома кінцями: час відпрацювання операції різко скорочується, але час затримки при відпрацюванні взаємозалежних операцій, що збільшується, може «компенсувати» приріст продуктивності конвеєра. Щоб цього не сталося, розробникам довелося збільшити інтелектуальність конвеєра - підвищити точність передбачення переходів, яка перевищила в середньому 90%. Ще один шлях підвищення ефективності довгого конвеєра – пріоритезація (упорядкування) інструкцій у кеші. Функція кеша у разі - розташувати інструкції у порядку, у якому мають виконуватися. Це чимось нагадує дефрагментацію жорсткого диска (тільки всередині кешу).

Кеш кешем, але найбільші нарікання протягом тривалого часу викликала продуктивність блоку цілих обчислень у сучасних процесорів. Цілочисленні можливості процесорів особливо критичні при виконанні офісних додатків (будь-яких там Word і Excel). З року в рік що Pentium III, що Athlon показували просто кумедний приріст продуктивності на цілих обчисленнях при підвищенні тактової частоти (рахунок йшов на одиниці відсотків). У Willamett реалізовано два модулі цілісних операцій. Поки що про них відомо те, що кожен здатний виконувати дві інструкції за такт. Це означає, що з частоті ядра в 1,3 ГГц результуюча частота цілого модуля еквівалентна 2,6 ГГц. А таких модулів, наголошую, два. Що дозволяє виконувати по суті чотири операції з цілими числами за такт.

Про розмір кешу в попередній специфікації Willamette, опублікованій Intel, не згадується. Але є «відтоку», що свідчить про те, що кеш L1 матиме розмір 256 Кбайт (у Pentium II/III кеш L1 становить 32 Кбайт – 16 Кбайт для даних та 16 Кбайт для інструкцій). Той самий ореол таємничості оточує і обсяг кешу L2. Найбільш ймовірний варіант – 512 Кбайт.

Процесор Willamette, за деякими даними, поставлятиметься в корпусах з матрично-штирковим розташуванням контактів для розетки типу Socket-462.

AMD Athlon: 1,1 ГГц – демонстрація, 1 ГГц – поставки

Наче відіграючись за попередню стратегію слідування за лідером, компанія AMD швидко клацнула по носу всієї комп'ютерної індустрії, продемонструвавши на початку зими процесор Athlon з тактовою частотою 1,1 ГГц (точніше - 1116 МГц). Усі вирішили, що жартує. Мовляв, ну є в неї вдалі процесори, але всі знають, наскільки великий часовий лаг між демонстрацією та масовим виробництвом. Але не тут-то було: через місяць Advanced Micro Devices почала серійне постачання процесорів Athlon з тактовою частотою 1 ГГц. А всі сумніви в їхній реальній доступності розвіяли компанії Compaq і Gateway, які запропонували елітні системи на базі цих чіпів. Ціна, звичайно, не залишала особливо приємного враження. Гігагерцевий Athlon коштує близько 1300 дол. у партіях по тисячі штук. Але у нього є цілком приємні молодші брати: Athlon 950 МГц (1000 дол.) та Athlon 900 МГц (900 дол.) Проте таких процесорів мало, тому й ціни захмарні.

Продемонстрований раніше Athlon 1116 МГц був помітним. Проектні норми – 0,18 мкм, використані мідні з'єднання, тепловиділення – нормальне: працює при кімнатній температурі із звичайним активним радіатором. Але, як виявилося, то був не просто Athlon (у «просто» алюмінієві міжз'єднання), а Athlon Professional (кодова назва - Thunderbird). Реальна поява такого процесора на ринку очікується лише в середині року (імовірно, у травні). Тільки частота буде нижчою, і коштуватиме він не «гігагерц доларів», а помітно дешевше.

Зараз про процесор Athlon на ядрі Thunderbird відомо поки що не дуже багато. Він буде використовувати не Slot A (як сучасні версії Athlon від 500 МГц), а матричний роз'єм Socket A. Відповідно і корпус у процесора буде «плоский», а не масивний «вертикальний» картридж. Очікується, що до літа процесори на ядрі Thunderbird будуть випущені з тактовими частотами від 700 до 900 МГц, а гігагерц з'явиться пізніше. Взагалі, враховуючи темпи зниження цін на нові процесори, цілком реальним стає придбання до Нового року такого комп'ютера початкового цінового діапазону на базі Athlon 750 МГц або близько того.

З іншого боку, основним претендентом на комп'ютери low-end у лінійці AMD залишається не оголошений процесор на ядрі Spitfire. Йому приділяється роль молодшого конкурента Intel Celeron. Spitfire корпусуватиметься для установки в процесорну розетку Socket A (живлення - 1,5 В), а його тактова частота до початку осені може досягти 750 МГц.

Коротко про багатогігагерцеві амбіції IBM

Поки весь світ по-старому радіє взяттю гігагерца, IBM розповідає про технологію, що дозволяє додавати чіпам по гігагерцю на рік. Принаймні на 4,5 ГГц за існуючих технологій виробництва напівпровідників цілком можна розраховувати. Отже, згідно з даними IBM, розроблена нею технологія IPCMOS (Interlocked Pipelined CMOS) дозволить через три роки забезпечити масовий випуск чіпів з тактовою частотою 3,3-4,5 ГГц. При цьому енергоспоживання знизиться в два рази щодо параметрів сучасних процесорів. Суть нової процесорної архітектури полягає у використанні розподілених тактових імпульсів. Залежно від складності завдання той чи інший блок процесора працюватиме на більш високій або нижчій тактовій частоті. Ідея лежала на поверхні: всі сучасні процесори використовують централізовану тактову частоту – всі елементи ядра, всі обчислювальні блоки синхронізуються з нею. Грубо кажучи, поки всі операції на одному «витку» не завершаться, наступного процесор не приступить. В результаті "повільні" операції стримують швидкі. Крім того, виходить, що якщо вам потрібно вибити курний килим, то вам доводиться трясти весь будинок. Децентралізований механізм подачі тактової частоти залежно від потреб того чи іншого блоку дозволяє швидким блокам мікросхеми не чекати відпрацювання повільних операцій на інших блоках, а займатися, умовно кажучи, своєю справою. В результаті знижується і загальне енергоспоживання (трусити треба тільки килим, а не весь будинок). Інженери IBM мають рацію, коли говорять про те, що підвищувати синхронну тактову частоту з року в рік стане все важче. У цьому випадку єдиний шлях - застосування децентралізованої подачі тактової частоти або взагалі перехід на принципово нові (квантові, напевно) технології створення мікросхем.. Через таку назву так і підмиває віднести його до того ж класу, що і Pentium III. Але це помилка. Сама VIA позиціонує його як конкурента Intel Celeron – процесора для систем початкового рівня. Але це виявилося зайве самовпевненим вчинком.

Проте почнемо з переваг нового процесора. Він розрахований на встановлення в процесорну розетку Socket 370 (як і Celeron). Однак, на відміну від Celeron, Cyrix III підтримує зовнішню тактову частоту (частоту системної шини) не 66 МГц, а 133 МГц – як у найсучасніших Pentium III сімейства Coppermine. Друга ключова перевага Cyrix III – інтегрований на кристалі кеш другого рівня (L2) ємністю 256 Кбайт – як у нових Pentium III. Кеш першого рівня – теж великий (64 Кбайт).

І, нарешті, третя перевага - підтримка набору SIMD-команд AMD Enhanced 3DNow! Це справді перший приклад інтеграції 3Dnow! для Socket 370 процесорів. Мультимедійні інструкції AMD вже широко підтримуються виробниками програмного забезпечення, що почасти допоможе компенсувати швидкісне відставання процесора на графічних та ігрових додатках.

На цьому все добре закінчується. Процесор випускається за 0,18-мікронною технологією із шістьма шарами металізації. На момент виходу «швидкохідний» Cyriх III мав Pentium-рейтинг 533. Реальна тактова частота ядра - помітно нижче, тому з часів самостійної Cyrix свої процесори вона маркувала «рейтингами» по відношенню до тактових частот процесорів Pentium, Pentium II, а пізніше - Pentium ІІІ. Краще б вели відлік від Pentium: цифра була б більшою.

Керівник VIA Уен Чі Чен (у минулому, до речі, процесорний інженер Intel) спочатку мав намір протиставити Celeron низьку ціну Cyrix III. Наскільки це вдалося – судіть самі. Cyrix III PR 500 коштує від 84 дол., а Cyrix III PR533 - від 99 дол. Коротше, Celeron часом коштує і дешевше. Перші випробування процесора (проведені, звичайно, не в Росії) показали, що його продуктивність на офісних додатках (там, де акцент робиться на цілі численні обчислення) мало поступається Celeron, а ось на мультимедійний розрив очевидний. Звісно, не користь Cyrix III. Ну що ж, перший млинець грудкою. Однак у резерві VIA є інтегрований процесор Samuel, побудований на ядрі IDT WinChip4. Там результат може бути кращим.

Alpha теж отримає заслужений гігагерц

Компанія Compaq (власник частини спадщини DEC, включаючи процесор Alpha) має намір у другій половині року випустити версію серверного RISC-процесора Alpha 21264 із тактовою частотою 1 ГГц. А наступний її чіп - Alpha 21364 - взагалі стартує саме з цієї порогової частоти. Крім того, вдосконалена версія Альфи буде обладнана 1,5-мегабайтним кешем L2 і контролером пам'яті Rambus.

Комп'ютерПрес 4"2000

1 гігагерц [ГГц] = 1000000000 герц [Гц]

Вихідна величина

Перетворена величина

Докладніше про частоту та довжину хвилі

Загальні відомості

Частота

Довжина хвилі

Гамма-променііз довжиною хвилі до 0,01 нанометра (нм).
Рентгенівські променіз довжиною хвилі – від 0,01 нм до 10 нм.
Хвилі ультрафіолетового діапазону, які мають довжину від 10 до 380 нм Людському оку вони не видно.
Світло в видимої частини спектруіз довжиною хвилі 380–700 нм.
Невидиме для людей інфрачервоне випромінюванняз довжиною хвилі від 700 нм до 1 мм.
За інфрачервоними хвилями слідують мікрохвильові, із довжиною хвилі від 1 міліметра до 1 метра.
Найдовші - радіохвилі. Їхня довжина починається з 1 метра.

Електромагнітне випромінювання

Електромагнітне випромінювання та атмосфера

Взаємини між частотою та довжиною хвилі

Світло

Видимий світло - електромагнітні хвилі з частотою та довжиною, які визначають його колір.

Довжина хвилі та колір

Відображення світла

Спектроскопія

Визначення наявності електромагнітного випромінювання

Світло світло

Інфрачервоне світло

Ультрафіолетове світло

Колірна сліпота

Колір у машинному зорі

Застосування

Обробка інформації про колір

Unit Converter articles були edited and illustrated by Анатолій Золотков

Сіменс (позначення: См, S) одиниця виміру електричної провідності в системі СІ, величина обернена ому. До Другої світової війни (у СРСР до 1960-х років) сименсом називалася одиниця електричного опору, що відповідає опору … Вікіпедія

Цей термін має інші значення, див. Беккерель. Беккерель (позначення: Бк, Bq) – одиниця виміру активності радіоактивного джерела в Міжнародній системі одиниць (СІ). Один беккерель визначається як активність джерела, … Вікіпедія

Кандела (позначення: кд, cd) одна з семи основних одиниць виміру системи СІ, що дорівнює силі світла, що випромінюється в заданому напрямку джерелом монохроматичного випромінювання частотою 540·1012 герц, енергетична сила світла якого в цьому… Вікіпедія

Зіверт (позначення: Зв, Sv) одиниця виміру ефективної та еквівалентної доз іонізуючого випромінювання в Міжнародній системі одиниць (СІ), використовується з 1979 р. 1 зіверт це кількість енергії, поглинена кілограмом… …

Цей термін має й інші значення, див. Ньютон. Ньютон (позначення: Н) одиниця виміру сили в Міжнародній системі одиниць (СІ). Прийнята міжнародна назва newton (позначення: N). Ньютон похідна одиниця. Виходячи з другого… …

Цей термін має й інші значення, див. Сіменс. Сіменс (російське позначення: Див; міжнародне позначення: S) одиниця виміру електричної провідності в Міжнародній системі одиниць (СІ), величина зворотна ому. Через інші… … Вікіпедія

Цей термін має й інші значення, див. Паскаль (значення). Паскаль (позначення: Па, міжнародне: Pa) одиниця виміру тиску (механічної напруги) у Міжнародній системі одиниць (СІ). Паскаль дорівнює тиску ... Вікіпедія

Цей термін має й інші значення, див. Тесла. Тесла (російське позначення: Тл; міжнародне позначення: T) одиниця виміру індукції магнітного поля в Міжнародній системі одиниць (СІ), чисельно рівна індукції такого… Вікіпедія

Цей термін має й інші значення, див. Грей. Грей (позначення: Гр, Gy) – одиниця виміру поглиненої дози іонізуючого випромінювання в Міжнародній системі одиниць (СІ). Поглинена доза дорівнює одному грію, якщо в результаті ... Вікіпедія

Цей термін має й інші значення, див. Вебер. Вебер (позначення: Вб, Wb) - одиниця вимірювання магнітного потоку в системі СІ. За визначенням, зміна магнітного потоку через замкнутий контур зі швидкістю один вебер на секунду наводить на … Вікіпедія