Mini, micro, ultra. Miniaturyzacja w codziennym życiu

W 1971 roku Intel wprowadził do sprzedaży pierwszy mikroprocesor zawierający 2300 tranzystorów. Dzięki niemającej końca miniaturyzacji, dziś liczbę tranzystorów w procesorach liczymy w miliardach. Kiedyś komputery zajmowały całe pokoje. Dziś zaskakują lekkością, wyglądem i wydajnością. Miniaturyzacja wydaje się nie mieć końca. A może jednak?

Początek roku to czas wielu premier na rynku elektroniki użytkowej, głównie za sprawą targów CES w Las Vegas oraz MWC w Barcelonie. W tym roku na początku marca doszła do tego jeszcze premiera iPada trzeciej generacji. Tak się składa, że to na wspomnianych targach w Las Vegas co kilka lat swoje premiery mają urządzenia bądź rozwiązania, które stają się elementem życia, lub też wywracają pewien ustalony ład do góry nogami. Tegorocznym hasłem przewodnim był przedrostek "ultra". Wcześniej jednak królowały inne przedrostki: mini i micro.

Co było przed pojawieniem się idei pomniejszania wcześniej powstałych rozwiązań? Ktoś musiał je przecież wymyślić.

Jedną z takich osób był Abraham Stern, zegarmistrz i mechanik, który dwieście lat temu, w 1812 roku skonstruował arytmometr (na zdjęciu powyżej). Pokaźnych rozmiarów mechanizm umożliwiał cztery podstawowe działania arytmetyczne (później także wyciąganie pierwiastka kwadratowego). Dziś tranzystora zdolnego do tych działań nie udałoby się dostrzec gołym okiem, a jego rozmiary liczone są w nanometrach - dla lepszego obrazu sytuacji, 60 milionów tranzystorów 32-nanometrowych zmieściłoby się w główce szpilki. Jednak w miniaturyzacji nie chodzi tylko o coraz mniejsze tranzystory.

Mini: początek miniaturyzacji

Zanim miniaturyzacji poddano rzeczy już pomniejszone, były miniatury tych normalnych, czyli Mini. Znaczenie tego określenia zmieniało się przez lata. Pierwsze komputery zajmowały całe piętra. Wersja Mini, czyli nasza polska Odra 1305, potrzebowała "tylko" 40 metrów kwadratowych, by pomieścić jednostkę centralną wielkości szafy oraz wszystkie niezbędne peryferia. Dwa lata temu Odra została ostatecznie wyłączona.

Komputer Odra

Jednak miniaturyzacja to nie tylko zmniejszanie rozmiarów, ale także, zgodnie z Prawem Moore'a, zwiększanie wydajności urządzeń poprzez umieszczanie coraz większej ilości tranzystorów na tej samej powierzchni układu scalonego. Krótko mówiąc: procesory, które dziś napędzają nasze urządzenia oraz odpowiadają za generowanie grafiki, są z każdą kolejną serią dużo szybsze w działaniu dzięki coraz większej liczbie tranzystorów.

Przy czym trzeba podkreślić, że grafika w obecnych czasach, jak nigdy wcześniej, jest równie istotna, co sam proces obliczeniowy. Dlatego właśnie hitem ostatnich miesięcy są procesory czterordzeniowe (zawierające cztery układy w jednym), które umieszczane będzą zarówno w telefonach, jak i telewizorach. Jednym z producentów takich rozwiązań jest Qualcomm, a procesor Snapdragon - według pierwszych recenzji -  ma przewyższać wydajnością układy znajdujące się w konsolach do gier - PS3 i Xbox, a zbliża się do poziomu prezentowanego przez najnowszą przenośną konsolę SONY - PS Vita. Mało? 7 marca Apple zaprezentował kolejną generację iPada z jednym układem A5X, na który składają się dwurdzeniowy procesor i czterordzeniowy układ graficzny.

Miniaturyzacja w produkcji elektroniki pod koniec lat 80. pozwoliła na wprowadzenie PDA (Personal Digital Assistant), czyli zamiennika tradycyjnego kalendarza i książki adresowej. Był to pierwszy krok w kierunku dzisiejszych smartfonów, gdzie w ramach jednego urządzenia mamy nie tylko funkcje telefonu czy PDA. Coraz częściej bowiem wydajność i idące z nią w parze oprogramowanie pozwalają na zaoferowanie funkcjonalności, które niewiele się różnią od tych dostępnych w komputerach czy konsolach do gier. Najlepszym tego przykładem jest Motorola Atrix, którą z pomocą specjalnej stacji dokującej w ułamek sekundy zamienia się w laptopa, czy Sonyericsson (już teraz Sony) Xperia Play, czyli hybryda smartfonu i przenośnej konsoli.

Motorola

 

Micro: jeszcze mniejsze, a możliwości większe

Odwrotnie proporcjonalnie do wielkości samych urządzeń ma się sprawa z ich ekranami. Te, dzięki rozwojowi technologii mają coraz większe przekątne, coraz wyższą rozdzielczość - nowy iPad ma ekran 9,7" i rozdzielczość 2048 x 1536, a Samsung Note odpowiednio 5,3" i 1280 x 800. Jednocześnie są coraz cieńsze. Do tego stopnia, że grubość panelu ultracienkiego telewizora zaprezentowanego podczas CES 2012 jest mniejsza, niż najcieńszego nawet telefonu.

Telewizor LG kontra telefon. Pokaz grubości

Ponadto telewizory, będące jako takie pierwotnie urządzeniami do odbioru sygnału audiowizualnego i jego wyświetlania, powoli zmieniają się w domowe centra rozrywki. Łączność bezprzewodowa oraz widżety do pobierania treści z internetu, obsługa multimediów udostępnianych bezpośrednio dzięki technologii DLNA czy za pomocą pendrive'a albo liczne usługi na żądanie - to wszystko okazało się za mało. Lada chwila  nasz telewizor będzie także konsolą do gier. A jeszcze więcej pomysłów na pewno drzemie w głowach projektantów i wizjonerów.

Małe ekrany o słabych parametrach, przede wszystkim monochromatyczne oraz o niskiej rozdzielczości (Nokia 3210 miała 84 x 48 pikseli), były na początku XXI wieku przeszkodą w rozwoju mobilnego przeglądania treści. Specjalnie na potrzeby pierwszych smarfonów powstawały lekkie strony, takie jak chociażby gazeta.mobi (dziś m.gazeta.pl). Dziś coraz częściej spotykamy aparaty z ekranami, których rozdzielczość to co najmniej 400 x 800 pikseli, a niekiedy dużo więcej. Za przykład weźmy choćby Nokię 808, gdzie znajdziemy matrycę o niespotykanej w komórkach rozdzielczości 41 megapikseli.

Nokia 808

Jednocześnie też rozwinęła się kategoria urządzeń pomiędzy smartfonem a laptopem, czyli tabletów, na których przeglądanie stron internetowych nie różni się zbytnio od tego na tradycyjnym komputerze. Przyjemność korzystania z zasobów jest tym większa, że na przestrzeni ostatnich lat kod html wskoczył na piąty poziom (HTML5), a moc obliczeniowa komputerów pozwoliła na projektowanie tzw. "responsive pages". Dzięki tym innowacjom layout strony dostosowywany jest dynamicznie do rozdzielczości nie tyle konkretnego ekranu, co bieżącej wielkości okna przeglądarki. Technologia ta sprawia, że strona wygląda świetnie niezależnie od tego, czy wyświetlana jest na pionowym ekranie smartfona (400x800), poziomym ekranie komputera (1440x900) czy tabletu (1280x800) - za każdym razem jest czytelna, a jej przeglądanie jest przyjemnością.

WiFi czyli od Mini do Micro

Łączność bezprzewodowa według protokołu transmisji danych (802.11) została wprowadzona do komercyjnego użytku pod koniec lat 90. Już wtedy elektronika pozwala na znaczną miniaturyzację, więc urządzenia obsługujące WiFi miały umiarkowane rozmiary. Jednak dwa lata temu Texas Instruments wprowadził na rynek chip, w którym zintegrowane zostały takie usługi, jak GPS, WiFi, Bluetooth oraz radio FM.

Ten krok pokazał, że miniaturyzacja układów obsługujących technologie bezprzewodowe pozwala na kolejne ruchy. W tym samym czasie na rynku pojawiła się karta pamięci SD Eye-Fi, umożliwiająca przesyłanie zdjęć bezpośrednio z aparatu do komputera za pomocą protokołu 802.11. Obsługa sieci WiFi stała się także standardem w większości smartfonów. A w tym roku zagości w aparatach fotograficznych Samsunga, co pozwoli na natychmiastową publikację fotografii np. na popularnym Facebooku.

"Skutkiem ubocznym" postępującej technologicznej rewolucji jest to, z jaką prędkością przeglądamy internet za pomocą urządzeń mobilnych. Dopiero co głośno było o 3G, HSDPA, a już od zeszłego roku kolejne firmy wprowadzają do swojej oferty technologię LTE, umożliwiającą korzystanie z internetu z prędkością 50 Mbit+ zarówno w przypadku wysyłania, jak i odbierania danych.

Ultra Anno Domini 2012

Miniaturyzacji można poddawać wiele rzeczy, niemniej jednak szereg urządzeń posiada elementy mechaniczne, których "pomniejszanie" nie może trwać w nieskończoność. Dzięki wyeliminowaniu przedostatniego z nich, czyli dysku twardego (został jeszcze wentylator), można było naprawdę drastycznie ograniczyć szereg parametrów komputera: grubość, ciężar, zużycie energii, czas uruchamiania. To wszystko było możliwe dzięki popularyzacji i zmniejszeniu kosztów produkcji dysków SSD. Co prawda największe dziś oferowane to raptem 256 GB, ale biorąc pod uwagę fakt, że większość danych już niedługo przechowywać będziemy w "chmurze", to w parze z symetrycznym łączem LTE wspomniana pojemność powinna wystarczyć.

 

Patrząc na liczbę premier ultrabooków w ostatnim czasie bez wahania można powiedzieć, że rok 2012 upłynie właśnie pod znakiem tych urządzeń. Ultra w ich przypadku to synonim wielu cech - nie tylko małych rozmiarów i lekkiej wagi, ale także bardzo wydajnych procesorów i długiej pracy na baterii, przy zachowaniu łatwości użytkowania, ze standardową, acz bardzo cienką konstrukcją i klawiaturą QWERTY.

Co do wspomnianej wcześniej "chmury" - mimo, że głośno o niej było już w zeszłym roku, to ten także będzie do niej należał. Po pierwsze, platform ją oferujących jest coraz więcej, po drugie - urządzenia oraz łącza z każdym dniem pozwalają na korzystanie z niej w coraz prostszy i, co ważne, coraz szybszy sposób. Zakładając, że w każdym miejscu, w którym przebywamy, mamy do dyspozycji telewizor z kablem HDMI plus klawiaturę i mysz USB/Bluetooth, to do korzystania z usług opartych o chmurę wystarczy nam najnowszy twór firmy FXI Technologies czyli Cotton Candy - komputer, który mieści się... na pendrive'ie. W urządzeniu tym "upakowano" wszystko, co niezbędne - procesor, grafikę, WiFi, Bluetooth, USB, HDMI, czytnik kart jako nośnik systemu. Czego chcieć więcej, jeśli pracujemy np. zdalnie?

O ile Cotton Candy to jeszcze prototyp, o tyle o alternatywie, czyli Raspberry Pi, było ostatnio bardzo głośno. Wszystko za sprawą wprowadzenia pierwszej partii do sprzedaży. Komputer trafił do sprzedaży u dwóch dystrybutorów. Tuż po tym, jak wystartowała u nich sprzedaż sprzętu, ich strony... padły. W dość krótkim czasie udało się je jednak przywrócić do działania. Dosłownie w ciągu paru godzin sprzedano wszystkie 10 tysięcy wyprodukowanych w pierwszym rzucie sztuk. Co powoduje takie zainteresowanie? Po pierwsze to oczywiście cena - tylko 25$, po drugie mnogość zastosowań - od prostego komputera, przez domowe centrum rozrywki, po rozbudowane wieloklastrowe serwery.

Raspberry Pi

Sky is the limit

Abraham Stern - twórca pierwszego artymometru - patrząc na to wszystko pewnie złapałby się za głowę. Jego wynalazek dał początek rewolucji, której końca nie widać. Blisko trzydzieści lat temu fascynowały nas gry, gdzie na ekranie poruszały się postaci zbudowane z kilku pikseli. Kilka lat temu z ogromną fascynacją zamienialiśmy telewizory kineskopowe na plazmowe, dziś wymieniamy je na jeszcze nowocześniejsze matryce, coraz częściej książki czytamy na czytnikach, komiksy przeglądamy na tabletach, gramy na smartfonach, a w telefonie mamy zbiór piosenek, na które kiedyś potrzebowaliśmy całą szufladę kaset.