3D-Bus - eine vielversprechende Rechnerarchitektur

Veröffentlicht als technische Idee.

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 ganz offensichtlichen Grund längst erschöpft - zunächst beschränkt auf das Modell zum Aufbau seiner Hardware. 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 Wind- oder Wassermühle ist ein Aggregat. Computerspeicher ist städtische Lagerhäuser und Arsenal usw. Eine solche "mittelalterliche" Architektur ermöglicht es natürlich, den Computer zu modernisieren: neue Festplatten anzuschließen; Erhöhen Sie die Größe des Arbeitsspeichers. Ersetzen Sie die CPU durch eine produktivere. Sie können den Steckplätzen auf der Hauptplatine neue Karten für verschiedene Zwecke hinzufügen, aber ... die Grenzen der Modernisierung bei dieser Architektur von Computergeräten sind unausweichlich: Die Steckplätze für Speicherkarten und Spezialkarten gehen zur Neige; CPU-Taktlimit erreicht; Der gesamte im Computergehäuse belegte Festplattenspeicher wird verwendet usw. Es bleibt auf externe Geräte angewiesen, die an den IBM PC angeschlossen sind.

Mobile Geräte (Netbooks, Smartphones, Tablet-PCs) sind eine noch hellere Manifestation derselben mittelalterlichen Architektur, mit der Computersysteme gebaut werden. Wenn wir die Konstruktionsanalogie fortsetzen, befinden wir uns bereits vor einer Festung mit minimalen Möglichkeiten, etwas darin wieder aufzubauen.

Das Aufkommen und die rasche Entwicklung von Mikrocomputern (Arduino, Omega, Raspberry usw.) scheint die Ingenieure gezwungen zu haben, das gesamte Architekturkonzept zu überdenken, um neue Geräte aus den Anfängen der "Ära des Computerfeudalismus" zu retten. Dies ist jedoch noch nicht geschehen. Bewundern Sie das Aussehen des aus Himbeer-Motherboards zusammengesetzten Computerclusters:

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Hmmm ... Sie können die Scheune so oft anzünden, wie Sie möchten, aber dies macht sie nicht zu einem Palast. Und all diese hervorstehenden Kabel und Leitungen sind Stützen, die das ursprünglich falsch gestaltete Hochhaus vor dem Herunterfallen bewahren.

Und doch liegt die Lösung des Problems wie immer an der Oberfläche ...

Sehen Sie sich diese aus Sicht der natürlichen Architektur und des menschlichen Talents die idealen Lösungen für funktional-räumliche Aufgaben an:

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Einfach, vernünftig, rational.

Wenn die Computersysteme von Architekten entworfen würden, würden sie sich zusammen mit anderen Aspekten um die Grundrisse des Gebäudes kümmern (sie würden die Gesamtgröße und -form der Stockwerke und tragenden Strukturen bestimmen) und insbesondere vereinbaren, wo und welche Größen der Aufzug, die Lüftung und die Kommunikation zu platzieren sind Minen und Treppen - d.h. entworfen, was die einzelnen Etagen des fertigen Gebäudes macht.

Wenn die Entwickler von Computersystemen für einen Moment anfingen, wie klassische Architekten zu denken - volumetrisch - dann würden sie:

  • Wir haben die Gesamtabmessungen der „Fußböden“ bestimmt - elektronische Baugruppen der entworfenen Systeme (oh ja, sie haben es doch getan!).
  • Bestimmt die Größe, den Typ und die Position der End-to-End-Kommunikationsanschlüsse (Mama-Papa-Typ) des Informationsbusses, der die Karten miteinander verbindet.
    Bestimmt die Größe und Lage der Kühlschachtbretter und müssten dementsprechend die Schaltungselemente, die eine Zwangskühlung erfordern, in unmittelbarer Nähe oder sogar in Kontakt mit den Wänden der Grubenheizkörper sein.
  • Bestimmt die Position des Durchgangsstrombusses.
  • Standardisieren Sie die obigen Punkte.

Auf diese Weise würden sie eine architektonische Lösung erhalten, die den Bau von mehrstöckigen Gebäuden jeder Höhe ermöglicht, indem einfach neue Fußbodenbretter mit niedrigeren Fußbodenbrettern verbunden werden. Mit anderen Worten, die Z-Achse des dreidimensionalen Raums wurde vollständig und ohne Stützen genutzt.
Wenn Computeringenieure noch weiter gehen würden, würden sie ähnliche Busverbinder entlang der X- und Y-Achse standardisieren. Dann wäre es so einfach, Computercluster entlang aller Achsen des Raums zu erstellen, wie alle Arten von Volumendesigns vom Lego-Designer zusammenzusetzen.

Es ist sehr wichtig, dass neben den Prozessorkarten auch hochspezialisierte Karten, die für den 3D-Bus standardisiert sind, problemlos in den Cluster integriert werden können: Speicherkarten, Netzwerkkarten, Bluetooth- und Wi-Fi-Kommunikationskarten, Grafikkarten usw.

Das sehe ich als eine vereinheitlichte Karte mit einem 3D-Bus:

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Es liegt auf der Hand, dass aus solchen Karten rechnergestützte 3D-Cluster jeder räumlichen Konfiguration erstellt werden können, die das Design entlang aller verfügbaren Achsen erweitern.
Ich würde mich freuen, wenn sich meine Ideen für jedermann als nützlich erweisen und zum Ausgangspunkt für schönere, einfachere und zuverlässigere konstruktive Lösungen werden.

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