Журнал PC Magazine/RE №03/2010

Новейшие процессоры Intel, у которых весьма неплохое графическое ядро интегрировано в единый корпус с ядром вычислительным, неиллюзорно угрожают продажам недорогих графических чипов, предназначенных для нетбуков и простейших ноутбуков. Удачная платформа NVIDIA ION оказывается, таким образом, под ударом в этих сегментах массового спроса. Однако компания NVIDIA оперативно переносит сейчас фокус своего внимания на те мобильные компьютеры, которые будут оснащаться дискретными графическими решениями.

Для них разработана (и совсем недавно официально объявлена) технология NVIDIA Optimus, которая дает возможность автоматически и динамически, без перезагрузки,

задействовать интегрированный либо дискретный графический процессор. Уже объявлены несколько свежих моделей ноутбуков, которые будут оснащаться NVIDIA Optimus, – это мобильные компьютеры ASUS с артикулами UL50Vf, N61Jv, N71Jv, N82Jv и U30Jc.

Ноутбуки, оборудованные и дискретным, и встроенным в системную плату графическим адаптером – не новость на рынке. Однако их владельцы не всегда в полной мере используют возможность сэкономить энергию (а заодно и продлить ресурс батарей), которую предоставляет им выбор между активацией одного или другого адаптера. Чаще всего для переключения между ними компьютеру требуется перезагрузка, что в наши дни уже не может считаться приемлемым. Самой NVIDIA уже удалось ранее избавиться от необходимости перезагрузки при переключении между графическими адаптерами, в результате чего рынку была предложена технология NVIDIA Hybrid Graphics. Однако и в этом случае пользователю ноутбука приходилось выполнять совершенно лишние операции, связанные с перезапуском отдельных программ. Технология Optimus как раз и призвана избавить пользователя от досадной потребности самому отслеживать, насколько энергетически прожорливы используемые им в данный момент приложения. Теперь драйвер дискретного графического адаптера будет контролировать, какие вычислительные видеоресурсы затребованы системой. Если пользователь запустил на ноутбуке 3D-игру или видеопоток высокой четкости либо просматривает флэш-ролик с YouTube, в работу включается дискретный адаптер. Если же идет просмотр не перегруженных флэш-роликами Web-страниц, работа с табличным или текстовым редактором, используется интегрированная графика. Интересно, что с технической точки зрения NVIDIA Optimus – более простая в реализации технология, чем решения прошлого поколения, которые подразумевали электрическое переключение потоков вывода видеоданных при использовании встроенного или дискретного графического адаптера. В рамках же новой разработки NVIDIA видеовывод всегда осуществляется только лишь интегрированным (в системную плату или ЦП) графическим ядром. Просто, когда требуется более интенсивная обработка графики, в выделенную для встроенного ГП область системного ОЗУ копируется содержимое памяти своевременно активированного дискретного графического адаптера. Задержки при выводе картинки на экран при таком копировании составляют вполне приемлемое время – около 3 мс, а сам процесс включения в работу дискретного адаптера занимает лишь около 200 мс и для пользователя (а также для уже запущенных в системе приложений) абсолютно прозрачен.

Нынешней зимой в среде поборников открытого кода весьма популярна рождественская история о машинках для вышивания, закрытых форматах данных и оптимизации взаимодействия с внешними файловыми системами в ядре Linux.

Весь 2009 г. Туве Торвальдс была хорошей девочкой. (Впрочем, даже сказочный персонаж вроде Санта-Клауса наверняка остерегся бы характеризовать поведение шестикратной чемпионки Финляндии по карате иначе как превосходными степенями положительных эпитетов.) И в качестве подарка на Рождество Туве получила машинку для вышивания – современную, с интерфейсом USB.

Модный интерфейс нужен для загрузки шаблонов вышивок на встроенный флэш-накопитель. Достаточно подключить вышивальную машинку к компьютеру и…

…и подождать – примерно с минуту, после чего накопитель машинки распознается-таки как устройство хранения данных с файловой системой FAT12. Это самая древняя из всех FAT-систем, которая для нумерации кластеров данных довольствуется 12-бит двоичным числом. Таким образом, на размеченном под FAT12 накопителе может содержаться лишь 4096 кластеров, а максимальный объем доступного пространства составляет всего 16 Мбайт. В принципе для паттернов вышивальной машинки больше и не нужно. Однако стремление разработчиков полезного в домашнем обиходе устройства довольствоваться малым привело к неожиданным проблемам при взаимодействии этого устройства с современной компьютерной техникой. Точнее – с системными утилитами, ответственными за обмен данными с внешними накопителями – а именно эту роль играет машинка, подключенная к ПК. В частности, для определения формата ее внутреннего носителя требовалось примерно полминуты, а скорость обмена данными с ним не превышала 16 Кбайт/с. Да и сам накопитель время от времени сбоит – теряет или отказывается записывать данные, не выдавая при этом никаких сообщений об ошибках. Похоже, и контроллер, и сама флэш-память для этого накопителя были закуплены рачительными конструкторами по самой низкой из возможных цене где-то на необъятных просторах китайского полупроводникового рынка.

Вот тут на помощь Туве Торвальдс пришел ее муж Линус, который обратился к разработчикам ядра с предложением обсудить пути оптимизации определения характеристик файловой системы на небольших по объему, медленных и ненадежных в плане обмена данными блочных устройствах. В результате утилита blkid умеет теперь гораздо быстрее распознавать такого рода накопители, да и некоторые системные вызовы в ядре срабатывают в этом отношении существенно лучше, чем прежде.

Мораль же этой рождественской истории в том, что отныне все хорошие финские девочки (не только девочки, впрочем, да и не обязательно финские) смогут гораздо продуктивнее взаимодействовать со своими вышивальными машинками, полагаясь на операционные системы с ядром Linux. Утилиту для просмотра шаблона вышивки, кстати, Линус написал достаточно быстро – оптимизировать обмен данными с накопителем оказалось куда сложнее.

Принтеры – весьма полезные в быту устройства, хотя и не жизненно важные. 3D-принтеры еще более занимательны, однако человечество пока неплохо обходится и без них. А вот трехмерные принтеры, способные воспроизводить по заданному шаблону живую клеточную ткань, – дело другое. Если медицина возьмет их на вооружение, качество человеческой жизни улучшится самым существенным образом.

Созданием «клеточных принтеров» занимаются сейчас сразу несколько компаний, работающих на стыке высоких технологий, биологии и медицины. В конце прошлого года одна из них, Organovo, объявила о серьезном практическом успехе своих разработок.

Сама Organovo развивает технологию трехмерной печати биологических материалов, которая носит название NovoGen. Собственно, выращивать клетки из материала донора медики уже несколько лет как научились, однако любой человеческий орган – не просто конгломерат клеток. Они располагаются в строго определенном порядке, и, если научиться воспроизводить его, имея под рукой уже выращенные клетки, можно (по крайней мере, в теории), не прибегая к сторонним донорам, воспроизводить нуждающиеся в капитальном ремонте органы и их фрагменты.

Значительно продвинуться в практическом воплощении исследований компании Organovo помогла другая фирма, Inventech, которая создала собственно 3D-принтер для биологических материалов – первую в мире серийную модель такого рода. Сама же Organovo, которая занята разработкой управляющих программ и методики применения таких устройств в целом, намерена в ближайшее время поставлять биопринтеры в различные медицинские центры США.

Чем шире будет область применения этих аппаратов в реальных медицинских приложениях, тем быстрее смогут продвинуться работы Organovo по моделированию самых разнообразных органов. Уже сейчас при помощи созданной Inventech установки с двумя печатающими головками (одна из которых отвечает за размещение собственно клеток, а другая поставляет физическую основу для формирования трехмерной структуры – гидрогель или иное биологически неактивное каркасное вещество) можно воссоздавать кровеносные сосуды, эпителиальный слой кишечника и даже дентиновую основу постоянного зуба (зубную эмаль придется пока все-таки использовать ненастоящую).

Для того чтобы разместить искусственно выращенные клетки в строго определенном структурой живого органа порядке, 3D-биопринтер полагается на лазерные датчики позиционирования, которые обеспечивают микронные допуски. Предполагается, что в 2010–2011 гг. несколько таких устройств будут установлены в различных медицинских центрах по всему миру, а затем на основании отзывов практикующих медиков Organovo в сотрудничестве с Inventech разработают второе поколение своих аппаратов.

Впрочем, заинтересоваться биопринтерами могут не только медики. Теоретически уже сейчас ничто не мешает выращивать клетки мышечной ткани, к примеру, коров искусственно, вместо того чтобы воспроизводить их в традиционном животноводческом цикле, включающем фермы, пастбища и бойни. Однако пока такая процедура достаточно затратна. Получающиеся разрозненные клетки мяса можно использовать разве что для приготовления детских пюре – бифштекс все же подразумевает определенную структуру.

А вот применение промышленных биопринтеров (наверняка менее прецизионных, чем медицинские, но зато и более дешевых) сможет в обозримой перспективе сделать лабораторное мясное производство более выгодным, чем традиционное. Особенно по мере того, как доступные для животноводства площади земной поверхности будут сокращаться если не вследствие бесславно развенчанного «глобального потепления», то в связи с дальнейшим ростом населения планеты.

Любопытно, станут ли убежденные веганы есть мясо лабораторного происхождения? С вегетарианцами все понятно – те считают, что растительные продукты полезнее. Но идейные веганы, принципиально отказывающиеся пожирать убоину, смогут обнаружить, что с развитием пищевых биотехнологий значительная часть их аргументов потеряет актуальность. Превратятся ли они в идеологизированных вегетарианцев или сочтут напечатанный на биопринтере бифштекс вполне кошерным?