Càng ngày chúng ta càng thấy những chiếc laptop và Ultrabook mỏng và nhẹ đang được bán trên thị trường đươc giới thiệu đáp ứng cả nhu cầu chơi game của người dùng, giải pháp là bạn có thể gắn đồ họa ngoài EGPU để tăng sức mạnh khi bạn cần.
Giải pháp nhà sản xuất đưa ra là : bạn có thể có một chiếc Ultrabook mỏng và nhẹ như Lenovo Yoga C940 – mẫu mà chúng tôi sử dụng để thử nghiệm – và kết nối với một EGPU qua cổng Thunderbolt 3 để biến nó thành một thiết bị chơi game hoặc cung cấp hiệu suất cao. Ý tưởng là bạn sẽ có thể tận dụng sức mạnh của một card đồ họa máy tính để bàn như Nvidia GeForce RTX 2080 trong các ứng dụng như Adobe Premiere hoặc trong các trò chơi, mà không phải trang bị một máy tính xách tay chơi game cồng kềnh.
Tuy nhiên, thực tế nó không hoạt động như vậy. Mặc dù eGPU bên ngoài chắc chắn sẽ tăng hiệu năng so với đồ họa tích hợp mà nhiều máy tính xách tay cung cấp, nhưng nhìn chung nó không đủ để bù đắp cho chi phí quá cao và một thiết bị gắn card GPU mở rộng bên ngoài khá cồng kềnh.
Vì vậy, chúng tôi đã quyết định kiểm tra xem giải pháp này cung cấp thêm bao nhiêu hiệu năng bổ sung và liệu bạn có nên chọn một máy tính xách tay chơi game thực sự hay không.
Đánh giá EGPU với GeForce RTX 2080
Razer Blade Stealth ban đầu được ra mắt vào năm 2016, cùng với Razer Core V1. Máy tính xách tay này được bán trên thị trường như một “máy tính xách tay chơi game” mỏng và nhẹ, mặc dù nó sử dụng bộ xử lý Intel U-series với đồ họa tích hợp – không phải thứ thường thấy để chơi game.
Thay vào đó, Razer khuyến cáo người dùng chọn Razer Core V1 cùng với Razer Blade Stealth để tăng hiệu suất chơi game khi cần.
Hộp đồ họa bên ngoài này sẽ kết nối với máy tính xách tay thông qua Thunderbolt 3 – kết nối duy nhất có đủ băng thông để cung cấp cho đồ họa bên ngoài eGPU – và người dùng có thể tùy chọn card đồ họa để gắn vào Core V1. Gần như người dùng có thể gắn bất kỳ card đồ họa nào mà họ muốn, họ sẽ có hiệu năng chơi game tốt hơn nhiều.
Nhưng đây là vấn đề. Đặc biệt là khi bạn xem xét đồ họa hiệu năng cao. Thông thường khi bạn kết nối card đồ họa của máy tính để bàn với bo mạch chủ, bạn sử dụng khe PCIe với 16 kênh dữ liệu cho GPU – Thunderbolt 3 chỉ cung cấp 2 kênh dữ liệu (mặc dù tốc độ của nó rất cao).
Vì vậy GPU chỉ có thể khai thác băng thông ít hơn, nhưng vấn đề lớn nhất lại nằm ở bộ xử lý có tốc độ chậm hơn so với chip máy tính để bàn. Ví dụ, trong thử nghiệm với máy tính xách tay của chúng tôi, bộ xử lý trên máy tính xách tay chỉ có thể đạt 605 điểm trong Cinebench R15, so với 1.463 điểm của Intel Core i7-9700K . Điều đó có nghĩa là bộ xử lý không đủ nhanh để theo kịp card đồ họa, đặc biệt là trong các trường hợp ứng dụng hoặc game cần khả năng tính toán của cả CPU lẫn GPU.
So sánh hiệu năng của EGPU sử dụng GeForce RTX 2080
Để so sánh hiệu năng của Nvidia GeForce RTX 2080 trên EGPU, chúng tôi đã ghép nối nó với Lenovo Yoga C940 với Intel Core i7-1065G7, RAM 12 GB và SSD NVMe 512 GB.
Chúng tôi cũng so sánh nó với máy tính xách tay không sử dụng EGPU, Alienware m15 R2 với Intel Core i7-9750H, Nvidia GeForce RTX 2080 và 16GB RAM, và cuối cùng là hệ thống máy tính để bàn với AMD Ryzen 9 3900X, 32GB RAM và cùng Nvidia GeForce RTX 2080 được thử nghiệm trong hộp eGPU bên ngoài.
Khi chúng ta chỉ nhìn vào điểm chuẩn tổng hợp thông qua 3DMark, nó trông khá tốt cho eGPU bên ngoài. Chẳng hạn, trong Time Spy, Lenovo Yoga C940 tăng từ 885 điểm lên tới 7.629 khi được kết nối với hộp đồ họa. Tương tự như vậy trong Hardcore Firestrike Ultra, các EGPU giúp Yoga ghi một con số khổng lồ 5.990 điểm so với 650 khi không kết nối với eGPU.
Thậm chí so với Alienware m15, Yoga với một EGPU điểm số có phần nhỉnh hơn. Trong Time Spy, Alienware đạt 7.446 điểm với 7.629 của EGPU. Đó là một sự khác biệt nhỏ, nhưng điều đó chỉ có nghĩa là với EGPU nó mạnh hơn khi không sử dụng eGPU.
Tuy nhiên, khi bạn nhìn vào những gì card đồ họa có thể làm khi kết nối với PC để bàn có thể tận dụng tối đa lợi thế của nó, không thể so sánh. Khi được kết nối với PC để bàn, RTX 2080 đạt 10.970 điểm trong Time Spy, nhanh hơn 31%. Vì vậy, nếu bạn có í định mua một card đồ họa cao cấp cho một trong những hộp đồ họa EGPU bên ngoài này, lưu ý bạn sẽ không tận dụng hết sức mạnh của nó.
Nhưng đó chỉ là thử nghiệm với các phần mềm điểm chuẩn, mọi thứ đều sụp đổ khi chúng ta nhìn vào hiệu suất chơi game thực tế. Chúng tôi đã thử nghiệm giải pháp EGPU trong Metro Exodus, điều mà chúng tôi thừa nhận là một yêu cầu lớn đối với ngay cả những máy tính xách tay chơi game tốt nhất. Tuy nhiên, trong khi Lenovo Yoga C940 tăng từ 6 khung hình (khi không kết nối với EGPU)/giây lên 23 khung hình/giây khi được gắn vào EGPU GeForce RTX 2080, thì Alienware m15 (sử dụng GPU GeForce RTX 2080 gắn trong máy) có tốc độ nhanh gần gấp đôi với 44 khung hình/giây. Và cuối cùng, PC để bàn thử nghiệm (sử dụng EGPU GeForce RTX 2080 gắn trong máy) của chúng tôi đạt tới 63 khung hình/giây.
Điều này là hoàn toàn hợp lý bởi vì bộ xử lý trong các máy tính xách tay mỏng nhẹ thưởng sử dụng dòng tiết kiệm điện năng không phải để chơi game cao cấp. Nếu bạn muốn một chiếc máy tính xách tay có giải pháp đồ họa bên ngoài EGPU, hãy nhớ rằng thực tế không hoàn toàn như vẻ ngoài của nó.
Có nên mua một EGPU ?
Điều rất rõ ràng thông qua thử nghiệm của chúng tôi, đặc biệt là khi nói đến điểm chuẩn tổng hợp: bạn chắc chắn sẽ có hiệu suất cao hơn nhiều so với GPU tích hợp. Nếu bạn là một nhà sáng tạo muốn có một chiếc máy tính xách tay siêu mỏng và nhẹ để mang đi họp, sau đó gắn nó vào một chiếc EGPU để hoàn thành công việc nhanh hơn khi trở lại bàn làm việc, thì đây có thể là một giải pháp.
Tuy nhiên, nếu bạn muốn chơi những game PC hay nhất hay chạy những ứng dụng đòi hỏi hiệu năng cao như chỉnh sửa hình ảnh, video chuyên nghiệp, thì đó không phải là một giải pháp tuyệt vời. Hiện tại, Lenovo Yoga C940, Razer Core X và Nvidia GeForce RTX 2080 sẽ ngốn của bạn khoảng 2.299 $, trong khi đó Alienware m15 có giá 2.499 đô la. Nhưng với mức giá chênh lêch nhỏ đó, bạn sẽ có hiệu năng gần gấp đôi trong thực tế.
Nếu bạn muốn chơi game ở nhà và có một chiếc máy tính xách tay mỏng và nhẹ để mang theo, có một giải pháp dễ dàng: chọn một trong những chiếc Chromebook tốt nhất và mang theo nó hàng ngày. Ở nhà bạn có thể mua một PC để bàn vượt trội hơn giải pháp EGPU với giá bằng gần một nửa. Đây là giải pháp mà chúng tôi hết lòng khuyến nghị cho các game thủ PC.
Bạn còn nhớ đèn sợi đốt? Loại đèn đã bị loại bỏ phần lớn vì hiệu quả thấp khủng khiếp của nó, không quá 5%. Bóng đèn sợi đốt được phân loại theo mức sử dụng năng lượng của nó, như 60 watt hoặc 100 watt. Nhưng phần lớn năng lượng đó được chuyển thành năng lượng nhiệt chứ không phải ánh sáng. Tất nhiên, nếu bạn đang sử dụng nó để làm nóng mọi thứ, như trong lồng ấp trứng, chúng sẽ rất tuyệt.
May mắn thay có những lựa chọn thay thế. Trước khi đèn LED được phổ biến, bóng đèn huỳnh quang compact là lựa chọn chính, nhưng người dùng phàn nàn về tác dụng phụ của chúng, như bị nhấp nháy gây mỏi mắt. Ngày nay hầu hết mọi người đều sử dụng đèn LED. Chúng hiệu quả hơn nhiều so với bóng đèn truyền thống và chất lượng ánh sáng tốt hơn bóng đèn tuýp huỳnh quang hoặc compact nhưng không phải ai cũng thích loại đèn này. (Điển hình là tổng thống Trump, ông nói rằng ánh sáng đèn LED làm cho ông trông màu cam)
Cách tạo ra ánh sáng
Làm thế nào để tạo ra được ánh sáng? Đầu tiên, đèn sợi đốt là cách ánh sáng được tạo ra đơn giản nhất bạn có thể làm. Về cơ bản nó là một dây vonfram (dây tóc) trong một bóng thủy tinh chứa khí trơ hoặc được hút chân không. Khi bạn cho một dòng điện chạy qua dây tóc, nó sẽ đốt nóng dây tóc để phát ra ánh sáng. Nếu dây tóc tiếp xúc với không khí, nó sẽ bị cháy và đứt nhanh chóng, đó là lý do tại sao nó cần chứa trong 1 bóng thủy tinh bịt kín. Nhưng vấn đề là, nó tạo ra ánh sáng dựa trên nhiệt độ của dây tóc, phần lớn năng lượng sử dụng bị mất dưới dạng nhiệt tỏa ra.
Bây giờ với đèn LED, hoặc đi-ốt phát sáng. Những thứ này tạo ra ánh sáng với một vật liệu bán dẫn rắn. Nó tạo ra một khoảng trống rất nhỏ, Khi một dòng điện đi qua khe hở này, nó sẽ tạo ra một bước sóng nhất định, do đó ánh sáng được tạo ra với màu sắc tương ứng. Đó là một cách giải thích đơn giản, mình xin phép không trình bày sâu trong bài viết này.
Nhưng làm thế nào để bạn tạo ra ánh sáng mầu trắng với đèn LED? Có hai lựa chọn. Đầu tiên, bạn có thể kết hợp ba đèn LED, một màu đỏ, xanh lục và xanh lam. Kết hợp những thứ này cùng lúc và bạn sẽ có được ánh sáng trắng (ánh sáng mầu trắng là tổng hợp của tất cả các mầu sắc có thể nhìn được). Thứ hai, bạn có thể tạo ra một đèn LED cực tím với lớp phủ huỳnh quang. Ánh sáng tia cực tím kích thích các electron trong lớp phủ tạo ra nhiều màu sắc ánh sáng khác nhau. Đây là cũng là cách các đèn huỳnh quang lỗi thời hoạt động, ngoại trừ ánh sáng tia cực tím được tạo ra bởi đèn LED thay vì dây tóc kích thích.
So sánh đèn LED và đèn sợi đốt
Để thấy một đèn LED tốt hơn nhiều so với đèn sợi đốt cũ, đây là hai hình ảnh. Cái trên cùng, được chụp bằng một camera bình thường, cho thấy cường độ ánh sáng phát ra khá giống nhau ở cả 2 loại bóng đèn. Phần dưới cùng là ảnh nhiệt được chụp bằng camera hồng ngoại.
Bạn có thể thấy rằng chúng mang lại cùng một mức ánh sáng, nhưng đèn sợi đốt (ở bên trái) tạo ra nhiều nhiệt hơn. Vâng, đèn LED cũng ấm lên, trong phần mạch điều khiển điện áp. Nhưng đèn sợi đốt vẫn nóng hơn nhiều. Mình cũng kết nối các bóng đèn này với một đồng hồ đo điện: Đèn sợi đốt sử dụng 63 watt, đèn LED chỉ 6,5 watt.
Màu sắc là gì ?
Nhưng còn màu sắc thì sao? Hãy bắt đầu với một số khái niệm cơ bản. Đầu tiên, bạn nhìn thấy mọi thứ như thế nào? Thực sự, có hai cách giải thích điều này. Bạn nhìn thấy bóng đèn chính vì ánh sáng nó phát ra đập vào mắt bạn. Đối với hầu hết những vật khác, ánh sáng chiếu tới vật thể đó và một phần ánh sáng phản chiếu từ vật thể đó đi tới mắt bạn tạo nên mầu sắc của vật thể. Nếu không có nguồn sáng, không có ánh sáng phản chiếu tới mắt bạn, mọi thứ sẽ đều có màu đen. Đó là chính là bóng tối, là sự vắng mặt của ánh sáng.
Còn ánh sáng trắng, như ánh sáng từ mặt trời thì sao? Nó trông có màu trắng vì nó là hỗn hợp của nhiều màu. Bạn có thể thấy những màu sắc này trong cầu vồng. Ánh sáng mặt trời chiếu vào một giọt nước hình cầu theo các bước sóng ánh sáng khác nhau (được con người coi là màu sắc khác nhau) uốn cong theo những lượng khác nhau, được gọi là quang phổ
Khi chúng ta nói về quang phổ nhìn thấy được này, chúng ta thường nghĩ đến các màu đỏ, cam, vàng, lục, lam và tím. Thực sự, có vô số màu sắc giữa đỏ và tím. Nhưng điều tuyệt vời là, vì cách mắt chúng ta hoạt động, mọi màu sắc chúng ta nhìn thấy có thể được tạo ra chỉ bằng ánh sáng đỏ, lục và lam với tỷ lệ khác nhau. Ví dụ, kết hợp ánh sáng đỏ và xanh lam ở cường độ bằng nhau sẽ tạo ra màu đỏ tươi.
Đây là một mô phỏng tuyệt vời rất thú vị để hiểu cách mắt chúng ta nhận biết các mầu sắc. Bạn có thể thay đổi cường độ của ba đèn để xem chúng tạo ra loại màu gì.
Vâng, đó có thể là một chiếc lá khổng lồ. Nhưng nó chỉ là minh họa thôi nhé. Nếu bạn chỉ chiếu ánh sáng đỏ vào chiếc lá màu xanh lá cây, sẽ không có gì được phản xạ lại. Bạn sẽ thấy chiếc lá có màu đen. Vì vậy, loại ánh sáng chiếu sáng một vật thể sẽ ảnh hưởng đến màu sắc bạn nhìn thấy nó.
Đèn LED và đèn sợi đốt ảnh hưởng đến màu sắc bạn nhìn thấy như thế nào
OK, ai đã sẵn sàng cho một số thử nghiệm? Đây là một số thử nghiệm minh họa. Mình sẽ sử dụng chiếc đĩa với nhiều màu sắc khác nhau: xanh lá cây, vàng, đỏ, đỏ sẫm, hồng, xanh dương và xanh nhạt. Đây thực sự là một phần của thí nghiệm vật lý cho thấy cách kết hợp màu sắc tạo ra màu trắng (khi nó quay tròn).
Tiếp theo mình chỉ chiếu sáng nó bằng đèn LED hoặc đèn sợi đốt và sau đó đo màu sắc nhận được. Để đo lường, mình sẽ sử dụng camera điện thoại bình thường. Máy ảnh về cơ bản chỉ ghi nhận ánh sáng từ một hình ảnh với ba cảm biến khác nhau (đỏ, xanh lục, xanh lam) và tạo ra một giá trị kỹ thuật số cho mỗi màu, và đó là màu của một pixel hình ảnh. Có nhiều cách để làm điều này, nhưng mình đã sử dụng một ứng dụng có tên ColorPicker. Bạn chỉ cần nhắm dấu thập lên trên màu bạn muốn đo (trong ví dụ bên dưới là phần màu xanh đậm) và nó cho các giá trị RGB (trong khoảng từ 0 đến 255). Đây là những gì nó đo được.
Bây giờ mình có thể so sánh các màu sắc dưới ánh sáng từ đèn LED và đèn sợi đốt. Đây là những gì mình sẽ làm. Vì có ba giá trị cho mỗi lần đo màu, mình có thể coi kết quả mỗi lần đo là một vectơ 3D (với các giá trị RGB thay vì x, y, z). Nếu mỗi kết quả đo màu được biểu diễn dưới dạng một vectơ, thì mình có thể tính độ lệch góc so với kết quả đo tiêu chuẩn (giả sử độ lệch so với ánh sáng mặt trời).
Đây là những gì mình nhận được. Một biểu đồ thể hiện độ lệch góc giữa đèn LED và đèn sợi đốt so với ánh sáng tiêu chuẩn dùng để so sánh.
Điều này nói gì với chúng ta? Không có nhiều sự khác biệt về mầu sắc giữa hai loại đèn LED và đèn sợi đốt.
Đèn LED có khả năng thay đổi ánh sáng
Ở trên là so sánh đối với ánh sáng trắng cơ bản, đèn LED có khả năng điều chỉnh mầu sắc ánh sáng phát ra (đèn sợi đốt thì không) nên nếu đó là đèn LED mầu xanh thì sao? Một mảng màu đỏ sẽ chỉ phản chiếu ánh sáng đỏ, vì vậy trong trường hợp này nó sẽ xuất hiện màu đen. Đây là bánh xe màu trông sẽ như thế nào chỉ với ánh sáng đỏ, lục hoặc lam.
Vâng, dưới ánh sáng màu xanh lá cây, các phần màu đỏ thực sự chủ yếu là màu đen. Chúng không hoàn toàn màu đen vì đó không phải là màu đỏ hoàn hảo. Đôi khi mắt của con người có thể lừa chúng ta. Khi bạn đặt thứ gì đó bên cạnh màu khác, chúng ta không phải lúc nào cũng cảm nhận được màu thực tế.
Ngoài ra ánh sáng xanh khiến não bộ cảm nhận ánh sáng xanh như ánh sáng từ bầu trời và kích thích não giảm việc sản xuất melatonin, chất dẫn truyền thần kinh điều khiển giấc ngủ, dẫn đến mất ngủ, rối loạn giấc ngủ vào ban đêm. Điều này làm cho người dùng cảm thấy không tập trung và mệt mỏi.
Một địa chỉ sử dụng trên mạng Internet – Internet Protocol (IP) là một dãy số gán cho mỗi thiết bị kết nối với một mạng máy tính có sử dụng Internet Protocol để truyền dữ liệu. Một địa chỉ IP phục vụ hai chức năng chính: nhận dạng máy người dùng hoặc máy chủ và địa chỉ trên mạng của nó.
Giao thức Internet Protocol phiên bản 4 (IPv4) định nghĩa địa chỉ IP là dãy số 32 bit. Tuy nhiên, do sự phát triển của Internet và sự cạn kiệt của các địa chỉ IPv4 có sẵn, một phiên bản mới của IP (IPv6), sử dụng dãy 128 bit cho địa chỉ IP, đã được chuẩn hóa vào năm 1998. Triển khai sử dụng IPv6 đã được tiến hành từ giữa những năm 2000.
Địa chỉ IP được viết và hiển thị theo các ký hiệu có thể đọc được, chẳng hạn như 172.16.254.1 trong IPv4 và 2001:db8:0:1234:0:567: 8:1 trong IPv6.
Việc gán địa chỉ IP được quản lý trên toàn cầu bởi Cơ quan cấp số Internet – Internet Assigned Numbers Authority (IANA) và năm cơ quan đăng ký Internet khu vực – Regional Internet Registries (RIR) chịu trách nhiệm các khu vực địa lý được chỉ định của họ để gán cho các cơ quan đăng ký Internet địa phương, như nhà cung cấp dịch vụ Internet và người dùng cuối khác. Các địa chỉ IPv4 được IANA phân phối cho các RIR theo các khối khoảng 16,8 triệu địa chỉ mỗi khối, nhưng đã cạn kiệt ở cấp IANA kể từ năm 2011. Chỉ một trong số các RIR vẫn có nguồn cung cấp cho các địa phương ở Châu Phi. Một số địa chỉ IPv4 được dành riêng cho các mạng riêng và không phải là duy nhất trên toàn cầu.
Quản trị viên mạng chỉ định một địa chỉ IP cho mỗi thiết bị được kết nối với mạng. Các thao tác như vậy có thể gán IP tĩnh (cố định hoặc vĩnh viễn) hoặc IP động, tùy thuộc vào thực tế mạng và các tính năng phần mềm yêu cầu.
Chức năng của IP
Một địa chỉ IP phục vụ hai chức năng chính. Nó xác định máy chủ, hay cụ thể hơn là giao diện mạng của nó và nó cung cấp vị trí của máy chủ trong mạng để các bộ định tuyến có thể thiết lập đường dẫn đến máy chủ đó. Vai trò của nó đã được đặc trưng như sau: “Một cái tên cho biết những gì chúng ta tìm kiếm. Một địa chỉ cho biết nó ở đâu. Một tuyến đường chỉ ra làm thế nào để đến đó.” Các tiêu đề của mỗi gói tin IP chứa địa chỉ IP của máy chủ gửi, cũng như của các máy chủ nhận đích.
Các phiên bản IP
Hai phiên bản của Giao thức Internet được sử dụng phổ biến trong Internet ngày nay. Phiên bản gốc của Giao thức Internet được triển khai lần đầu tiên vào năm 1983 trong mạng ARPANET, tiền thân của Internet, là Giao thức Internet phiên bản 4 (IPv4).
Việc cạn kiệt nhanh chóng số lượng địa chỉ IPv4 có sẵn để giao cho các nhà cung cấp dịch vụ Internet và các tổ chức người dùng cuối vào đầu những năm 1990, đã thúc đẩy Internet Engineering Task Force (IETF) phát triển các công nghệ mới để mở rộng khả năng đánh địa chỉ trên Internet. Kết quả là thiết kế lại Giao thức Internet, cuối cùng được gọi là Giao thức Internet Phiên bản 6 (IPv6) vào năm 1995. Công nghệ IPv6 đã ở giai đoạn thử nghiệm khác nhau cho đến giữa những năm 2000, khi bắt đầu triển khai sử dụng thương mại.
Ngày nay, hai phiên bản Giao thức Internet này được sử dụng đồng thời. Trong số các thay đổi về mặt kỹ thuật, mỗi phiên bản có định dạng địa chỉ khác nhau. Do sự phổ biến của IPv4, hiện tại địa chỉ IP khi được nói đến vẫn thường ám chỉ các địa chỉ IPv4. Khoảng cách về thứ tự tên phiên bản giữa IPv4 và IPv6 xuất phát từ việc gán phiên bản 5 cho Giao thức truyền phát trực tuyến Internet – Internet Stream Protocol được thử nghiệm vào năm 1979, tuy nhiên nó chưa bao giờ được gọi là IPv5.
Địa chỉ IPv4 là gì
Một địa chỉ IPv4 có kích thước 32 bit, giới hạn không gian địa chỉ ở 4 294 967 296 (2 mũ 32 ) địa chỉ. Trong số này, một số địa chỉ được dành riêng cho các mục đích đặc biệt như mạng riêng (khoảng 18 triệu địa chỉ) và địa chỉ multicast (khoảng 270 triệu địa chỉ).
Địa chỉ IPv4 thường được biểu thị bằng số thập phân và dấu chấm. bao gồm bốn cụm số thập phân, mỗi số từ 0 đến 255, được phân tách bằng dấu chấm, ví dụ: 172.16.254.1 . Mỗi phần đại diện cho một nhóm 8 bit (một octet ) của địa chỉ. Trong một số trường hợp kỹ thuật, địa chỉ IPv4 có thể được trình bày dưới dạng thập lục phân, bát phân hoặc nhị phân khác nhau .
Địa chỉ IPv6 là gì
Địa chỉ IPv6
Trong IPv6, kích thước dãy số địa chỉ được tăng từ 32 bit trong IPv4 lên 128 bit, do đó cung cấp tới 2 mũ 128 (khoảng3.403 × 10 mũ 38 ) địa chỉ. Được coi là đủ cho tương lai gần.
Mục đích của phiên bản IPv6 mới không chỉ là cung cấp đủ số lượng địa chỉ mà còn thiết kế lại khả năng định tuyến trên Internet bằng cách cho phép tổng hợp các tiền tố định tuyến mạng hiệu quả hơn. Thiết kế mới cũng cung cấp cơ hội để phân tách cơ sở hạ tầng địa chỉ của mạng, tức là quản trị cục bộ từng phần của hệ thống mạng, tiền tố địa chỉ được sử dụng để định tuyến lưu lượng đến và từ các mạng bên ngoài. IPv6 có khả năng tự động thay đổi tiền tố định tuyến của toàn bộ mạng, nếu kết nối toàn cầu hoặc yêu cầu định tuyến thay đổi, mà không cần thiết kế lại nội bộ hoặc gán lại thủ công địa chỉ IP.
Số lượng lớn địa chỉ IPv6 cho phép các khối lớn được chỉ định cho các mục đích cụ thể, khi cần có thể tổng hợp để định tuyến hiệu quả hơn. Với không gian địa chỉ lớn, không cần phải có các phương pháp tiết kiệm địa chỉ IP phức tạp như hiện tại được sử dụng trong CIDR.
Tất cả các hệ điều hành máy tính để bàn và máy chủ doanh nghiệp hiện đại đã hỗ trợ giao thức IPv6, nhưng nó chưa được triển khai rộng rãi trong các thiết bị khác, chẳng hạn như bộ định tuyến mạng gia đình, thoại qua IP (VoIP), thiết bị đa phương tiện và một số phần cứng mạng khác.
Gán địa chỉ IP
Địa chỉ IP được gán cho máy chủ một cách linh hoạt khi chúng tham gia mạng hoặc cố định theo phần cứng hoặc phần mềm máy chủ. Thao tác gán cố định còn được gọi là sử dụng địa chỉ IP tĩnh. Ngược lại, khi địa chỉ IP của máy tính được gán lại sau mỗi lần khởi động, thao tác này được gọi là sử dụng địa chỉ IP động .
Địa chỉ IP động được chỉ định bởi Giao thức cấu hình máy chủ động – Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP). DHCP là công nghệ được sử dụng thường xuyên nhất để gán địa chỉ. Nó tránh được gánh nặng trong việc gán địa chỉ tĩnh cụ thể cho từng thiết bị trên mạng. Nó cũng cho phép các thiết bị chia sẻ số lượng địa chỉ giới hạn trên mạng nếu chỉ một số trong số chúng trực tuyến tại một thời điểm. Thông thường, cấu hình IP động được sử dụng mặc định trong các hệ điều hành máy tính.
Địa chỉ IP được gán bởi DHCP được liên kết với máy tính (card mạng) và thường có thời gian hết hạn. Nếu trong thời gian nhất định, máy tính không thực hiện kết nối (online), địa chỉ có thể được gán cho thiết bị khác. Một số DHCP có thể gán lại cùng một địa chỉ IP cho máy chủ (dựa trên địa chỉ MAC của nó) mỗi khi nó tham gia mạng (online). Quản trị mạng có thể định cấu hình DHCP bằng cách phân bổ các địa chỉ IP cụ thể dựa trên địa chỉ MAC.
DHCP không phải là công nghệ duy nhất được sử dụng để gán địa chỉ IP động. Bootstrap Protocol là một giao thức tương tự và là tiền thân của DHCP. Dialup và một số mạng băng thông rộng sử dụng các tính năng địa chỉ động của Giao thức điểm-điểm .
Máy tính và thiết bị được sử dụng cho cơ sở hạ tầng mạng, như bộ định tuyến và máy chủ email, thường được cấu hình với địa chỉ IP tĩnh.
Trong trường hợp không có cấu hình địa chỉ IP tĩnh hoặc động, hệ điều hành có thể gán địa chỉ IP cho máy chủ bằng cách sử dụng tự động cấu hình địa chỉ.
Địa chỉ IP động dính
Một địa chỉ IP động dính là một thuật ngữ chính thức được sử dụng bởi thuê bao cáp và truy cập Internet DSL để mô tả một địa chỉ IP được gán động nhưng hiếm khi thay đổi. Các địa chỉ IP kiểu này thường được gán bằng DHCP. Vì các modem thường được bật trong thời gian dài, nên địa chỉ gán cho thiết bị thường được đặt thành thời gian dài và được gia hạn đơn giản. Nếu một modem bị tắt và cấp nguồn trở lại trước khi hết hạn sử dụng địa chỉ tiếp theo, nó thường được gán cùng một địa chỉ IP.
Infographic một từ ghép tắt của “thông tin” (information) và “đồ họa” (graphic) để chỉ các biểu diễn trực quan đồ họa về thông tin, dữ liệu hoặc kiến thức nhằm trình bày thông tin nhanh chóng và rõ ràng. Infographic có thể cải thiện khả năng nhận thức bằng cách sử dụng đồ họa để nâng cao khả năng nhìn nhận các mô hình và xu hướng. Infographic thể hiện một cách trực quan thông tin, dữ liệu, đồ họa thống kê, thiết kế thông tin hoặc kiến trúc thông tin. Infographic đã phát triển trong những năm gần đây trong lĩnh vực truyền thông đại chúng. Các biểu mẫu là một ví dụ ban đầu sơ khai về infographic truyền tải thông tin nhanh chóng và dễ dàng đến với mọi người.
Infographic là gì ?
Infographic đã xuất hiện trong nhiều năm và gần đây sự gia tăng của một số công cụ miễn phí, dễ sử dụng đã giúp cho việc tạo ra các infographic có sẵn cho một bộ phận lớn cộng đồng. Các trang truyền thông xã hội như Facebook và Twitter cũng đã cho phép các infographic cá nhân được lan truyền trong nhiều cộng đồng trên thế giới.
Trong các tờ báo, infographic thường được sử dụng để hiển thị thời tiết, bản đồ, kế hoạch và biểu đồ để tóm tắt dữ liệu. Một số cuốn sách cũng gần như hoàn toàn tạo thành từ đồ họa thông tin, chẳng hạn như David Macaulay ‘s The Way Things. Ảnh chụp nhanh ở Hoa Kỳ ngày nay cũng là một ví dụ về infographic đơn giản được sử dụng để truyền tải tin tức và sự kiện hiện tại.
Các bản đồ hiện đại, đặc biệt là bản đồ tuyến đường cho các hệ thống dẫn đường, sử dụng các kỹ thuật đồ họa để tích hợp nhiều thông tin khác nhau, chẳng hạn như các nhãn, các điểm trung chuyển và các mốc địa lý. Các bản đồ giao thông công cộng, chẳng hạn như các bản đồ cho xe bus và tàu điện, là những đồ họa thông tin nổi tiếng. Các địa điểm công cộng như nhà ga, bến xe thường có một số “hệ thống biển báo” tích hợp với các biểu tượng tiêu chuẩn và bản đồ cách điệu.
Mục tiêu của đồ họa dữ liệu – Infographic là gì
Hiển thị dữ liệu
Khiến người xem suy nghĩ về bản chất thông tin được truyền đạt hơn là thiết kế đồ họa, công nghệ sản xuất đồ họa, hoặc một cái gì đó khác nhằm thể hiện thông tin
Tránh làm sai lệch dữ liệu cần thể hiện
Hạn chế trình bày nhiều con số trong một không gian nhỏ
Làm cho tập hợp dữ liệu lớn mạch lạc
Khuyến khích mắt để so sánh các phần dữ liệu khác nhau
Trình bày dữ liệu ở nhiều cấp độ chi tiết, từ tổng quan đến chi tiết
Phục vụ mục đích hợp lý rõ ràng: mô tả, thăm dò, lập bảng hoặc trang trí
Được tích hợp chặt chẽ với các mô tả và lời nói của dữ liệu.
Đồ họa truyền đạt dữ liệu. Đồ họa có thể truyền đạt nhanh và rõ ràng hơn so với các tính toán thống kê thông thường.
Quá trình phát triển của Infographic
Các Infographic sơ khai đầu tiên đã xuất hiện từ rất sớm, nhưng chúng chưa được sử dụng rộng rãi và phổ biến như giai đoạn bùng nổ đầu thế kỷ 21.
Một trong những Infographics được sử dụng đầu tiên
Vào năm 2000, các hoạt hình dựa trên Adobe Flash trên Internet đã thúc đẩy việc tạo và sử dụng infographic trong nhiều sản phẩm và trò chơi khác nhau.
Tương tự như vậy, truyền hình bắt đầu kết hợp infographic vào trải nghiệm của người xem vào đầu những năm 2000. Một ví dụ về việc sử dụng infographic trong truyền hình và trong văn hóa nhạc pop là video âm nhạc năm 2002 của các nhạc sĩ người Na Uy của Röyksopp, cho bài hát “Remind Me” của họ . Video được sáng tác hoàn toàn bằng infographic hoạt họa. Tương tự như vậy, trong năm 2004, chương trình quảng cáo truyền hình Pháp cho công ty công nghệ hạt nhân Areva đã sử dụng hoạt hình infographic như một chiến thuật quảng cáo. Cả hai video này và mức độ hiệu quả mà họ nhận được đã thể hiện giá trị tiềm năng trong việc sử dụng đồ họa thông tin để mô tả thông tin phức tạp một cách hiệu quả.
Với sự gia tăng của các lựa chọn thay thế cho Adobe Flash, như HTML 5 và CSS3, infographic hiện được tạo ra trên nhiều phương tiện khác nhau với một số công cụ phần mềm.
Lĩnh vực báo chí cũng đã kết hợp và áp dụng đồ họa thông tin vào các câu chuyện tin tức. Đối với các câu chuyện bao gồm văn bản, hình ảnh và đồ họa, được gọi là hệ thống maestro cho phép toàn bộ phòng tin tức hợp tác và tổ chức một câu chuyện để kết hợp tất cả các thành phần. Trong nhiều phòng tin tức, hệ thống tích hợp làm việc nhóm này được áp dụng để cải thiện quản lý thời gian. Hệ thống maestro được thiết kế để cải thiện việc trình bày các câu chuyện cho độc giả của phương tiện truyền thông. Nhiều trang web dựa trên tin tức cũng đã sử dụng đồ họa thông tin tương tác, trong đó người dùng có thể trích xuất thông tin về một chủ đề khi họ xem các đồ họa thông tin.
Nhiều doanh nghiệp sử dụng infographic như một phương tiện để giao tiếp và thu hút khách hàng tiềm năng. Đồ họa thông tin là một hình thức tiếp thị nội dung và đã trở thành một công cụ cho các nhà tiếp thị và công ty internet để tạo ra nội dung mà những người khác có thể liên kết đến, do đó có thể thúc đẩy danh tiếng và sự hiện diện trực tuyến của công ty.
Infographic cũng được sử dụng rộng rãi trong các lớp học. Các khóa học dạy sinh viên tạo infographic của riêng họ bằng nhiều công cụ khuyến khích sự tương tác trong lớp học và thúc đẩy sinh viên hiểu biết tốt hơn về các khái niệm qua đồ họa thông tin.
Với sự phổ biến của phương tiện truyền thông xã hội, infographic đã trở nên phổ biến, thường là hình ảnh tĩnh hoặc giao diện web, trong hầu hết các chủ đề. Infographic thường được chia sẻ giữa những người dùng của các mạng xã hội như Facebook, Twitter, Pinterest, Google và Reddit. Hashtag #infographic đã được tweet 56.765 lần vào tháng 3 năm 2012 và ở mức cao nhất là 3.365 lần trong khoảng thời gian 24 giờ.
Cách thiết kế Infographic hiệu quả
Các phần của infographic
Ba phần của tất cả các infographic là hình ảnh, nội dung và kiến thức (dữ liệu). Hình ảnh bao gồm màu sắc và đồ họa. Có hai loại đồ họa khác nhau – chủ đề và biểu tượng. Đồ họa theo chủ đề được bao gồm trong tất cả các infographic và thể hiện trực quan dữ liệu. Các biểu tượng có thể được sử dụng để trỏ đến một số dữ liệu nhất định, mặc dù chúng không phải lúc nào cũng được tìm thấy trong infographic. Thống kê và sự kiện thường đóng vai trò là nội dung cho infographic và có thể được lấy từ bất kỳ số nguồn nào, ví dụ dữ liệu điều tra dân số và báo cáo tin tức. Một trong những khía cạnh quan trọng nhất của infographic là chúng thể hiện sâu về dữ liệu mà chúng đang trình bày.
Vì sao infographic có hiệu quả cao
Infographic có hiệu quả cao khi sử dụng hình ảnh để thể hiện nội dung và dữ liệu. Con người tiếp thu thông tin từ tất cả năm giác quan của họ (thị giác, xúc giác, thính giác, khứu giác, vị giác), nhưng họ nhận được nhiều thông tin từ thị giác hơn trong bốn giác quan còn lại. Năm mươi phần trăm bộ não của con người được dành riêng cho các chức năng thị giác và hình ảnh được xử lý nhanh hơn văn bản. Bộ não xử lý tất cả các hình ảnh cùng một lúc, nhưng xử lý văn bản theo kiểu lần lượt, có nghĩa là phải mất nhiều thời gian hơn để tiếp nhận thông tin từ văn bản. Toàn bộ quy trình kinh doanh hoặc lĩnh vực công nghiệp có thể được truyền đạt với đối tượng mới thông qua hướng dẫn bằng hình ảnh. Infographics có thể liên kết đến một báo cáo hoàn chỉnh, nhưng thông tin đồ họa ban đầu cho người đọc làm cho vấn đề dễ tiếp cận hơn. Xu hướng trực tuyến, chẳng hạn như thời gian chú ý ngày càng ngắn của người dùng vào một nội dung trên Internet, cũng đã góp phần thúc đẩy sự phổ biến và hiệu quả của infographic.
Tối ưu infographic là gì
Khi thiết kế đồ họa thông tin trực quan, cần tối ưu hóa hiệu quả của hình ảnh. Sáu thành phần của hình ảnh cần chú ý là: không gian, nhãn hiệu, kết nối, bố cục, tiêu điểm và tính trừu tượng. Mỗi thành phần trong số này có thể được sử dụng theo cách riêng để thể hiện mối quan hệ giữa các loại dữ liệu khác nhau. Tuy nhiên, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng không gian là cách hiệu quả nhất để biểu diễn dữ liệu số và truyền đạt nhanh nhất và dễ dàng nhất đến người xem. Do đó, các nhà thiết kế thường đại diện không gian cho mối quan hệ quan trọng nhất được mô tả trong một infographic.
Điều cơ bản cần biết khi thết kế Infographic
Ngoài ra còn có ba quy định cơ bản khi thiết kế đồ họa thông tin – Sự lôi cuốn, Sự lĩnh hội và Khả năng ghi nhớ. “Sự lôi cuốn” là ý tưởng mà truyền thông cần để thu hút khán giả của nó. Sự lĩnh hội ngụ ý rằng người xem sẽ có thể dễ dàng hiểu được thông tin trình bày. Và cuối cùng, “Khả năng ghin nhớ” có nghĩa là người xem có thể dễ dàng ghi nhớ các dữ liệu được trình bày bởi infographic. Thứ tự ưu tiên của ba quy định cơ bản này không cố định mà nó phụ thuộc vào mục đích sử dụng của infographic. Nếu infographic có mục đích truyền đạt thông tin theo cách khách quan, chẳng hạn như trong các lĩnh vực học thuật hoặc khoa học, sự lĩnh hội nên được xem xét trước, sau đó là khả năng ghi nhớ và cuối cùng là sự lôi cuốn. Tuy nhiên, nếu infographic được sử dụng cho mục đích thương mại, thì lôi cuốn trở nên quan trọng nhất, tiếp theo là khả năng ghi nhớ và sự lĩnh hội.
Tuy nhiên, sự lôi cuốn (hấp dẫn) và khả năng ghi nhớ trong thực tế có thể được kết hợp với nhau bằng sự trợ giúp của một thiết kế bố cục dễ hiểu. Gần đây, một nỗ lực nghiên cứu ảnh hưởng của bố cục của infographic đối với sự hiểu biết của người xem, một phương pháp ước tính nhận thức dựa trên Mạng thần kinh mới đã được áp dụng trên các loại bố cục phổ biến khác nhau cho thiết kế đồ họa thông tin. Khi các yếu tố được liệt kê ở trên được xem xét khi thiết kế đồ họa thông tin, chúng có thể tạo nên một infographic hiệu quả cao để truyền tải một lượng lớn thông tin theo cách trực quan.
Công cụ thiết kế infographic
Infographic có thể được tạo bằng tay với công cụ đơn giản hàng ngày như giấy vẽ, bút chì, bút đánh dấu và thước kẻ . Tuy nhiên, ngày nay chúng thường được tạo ra bằng phần mềm máy tính, thường nhanh hơn và dễ dàng hơn.
Sơ đồ có thể được tạo và vẽ thủ công bằng phần mềm, có thể tải xuống cho máy tính để bàn hoặc sử dụng trực tuyến. Mẫu sẵn có thể được sử dụng cho người dùng mới để tạo nên các infographic nhanh và đơn giản. Ngoài ra, phần mềm cho phép người dùng làm việc theo nhóm trong thời gian thực qua mạng Internet.
Ngoài ra còn có nhiều công cụ để tạo các loại infographic trực quan rất cụ thể, chẳng hạn như tạo đồ họa thông tin dựa trên dữ liệu nhúng trong ảnh trên điện thoại thông minh của người dùng . Người dùng có thể tạo ra một thông tin đồ họa của sơ yếu lý lịch hoặc một “bức tranh cuộc sống kỹ thuật số của họ.”
Khác nhau giữa Sleep và Hibernate trong Windows là gì ?
Windows cung cấp một số tùy chọn để tiết kiệm năng lượng khi bạn không sử dụng PC. Các tùy chọn này bao gồm Sleep, Hibernate và Hybrid Sleep đặc biệt hữu ích với máy tính laptop. Đây là sự khác biệt giữa chúng.
Chế độ Sleep (ngủ) là gì
Chế độ Sleep (ngủ) là trạng thái tiết kiệm năng lượng tương tự như tạm dừng phim DVD. Tất cả các hành động trên máy tính đều bị dừng, mọi tài liệu và ứng dụng đang mở sẽ được đưa vào bộ nhớ ram màn hình sẽ bị tắt trong khi máy tính (CPU) chuyển sang trạng thái tiêu thụ năng lượng thấp. Máy tính về mặt kỹ thuật vẫn bật (CPU, Ram vẫn hoạt động ở chế độ chờ), nhưng chỉ sử dụng một chút năng lượng. Bạn có thể nhanh chóng khôi phục hoạt động bình thường trong vòng vài giây. Chế độ ngủ về cơ bản giống như chế độ chờ.
Chế độ ngủ rất hữu ích nếu bạn muốn ngừng hoạt động trong một khoảng thời gian ngắn. Máy tính không sử dụng nhiều năng lượng ở chế độ Ngủ, nhưng nó vẫn duy trì trạng thái chờ.
Ngủ đông Hibernate là gì
Chế độ ngủ đông Hibernate rất giống với chế độ ngủ (Sleep), nhưng thay vì lưu tài liệu đang mở và các ứng dụng đang chạy vào RAM, nó sẽ lưu chúng vào đĩa cứng của bạn. Điều này cho phép máy tính của bạn tắt hoàn toàn, điều đó có nghĩa là một khi máy tính của bạn ở chế độ Hibernate, nó tiêu thụ năng lượng bằng không. Khi máy tính được bật lại, nó sẽ tiếp tục mở mọi thứ như trước khi bạn chuyển nó sang chế độ ngủ đông Hibernate. Nó chỉ mất thời gian lâu hơn một chút để tiếp tục so với chế độ ngủ Sleep (mặc dù với SSD, sự khác biệt không đáng chú ý như với các ổ cứng HDD).
Sử dụng chế độ này nếu bạn không sử dụng máy tính laptop của mình trong một thời gian dài và bạn không muốn đóng tài liệu cũng như các chương trình đang chạy của mình.
Ngủ lai Hybrid Sleep là gì
Chế độ Ngủ kết hợp là sự kết hợp giữa chế độ Ngủ Sleep và Ngủ đông Hibernate dành cho máy tính để bàn desktop. Nó lưu các tài liệu và ứng dụng đang mở vào bộ nhớ và trên ổ cứng, sau đó chuyển hệ thống sang trạng thái năng lượng thấp, cho phép bạn nhanh chóng khởi động máy tính và tiếp tục công việc. Chế độ Ngủ kết hợp được bật theo mặc định trong Windows trên máy tính để bàn và bị tắt trên máy tính xách tay. Khi được bật, nó sẽ tự động đưa máy tính của bạn vào chế độ Ngủ kết hợp Hybrid Sleep khi bạn đặt nó vào chế độ Ngủ Sleep.
Chế độ ngủ kết hợp hữu ích cho máy tính để bàn trong trường hợp mất điện. Khi cấp điện trở lại, Windows có thể khôi phục công việc của bạn từ đĩa cứng, nếu bộ nhớ không thể truy cập được.
Cách chuyển máy tính sang chế độ ngủ Sleep hoặc chế độ ngủ đông Hibernate
Trong Windows 10, các tùy chọn Ngủ đông và Ngủ được truy cập bằng nút Nguồn trên menu Start.
Trong Windows 7, các tùy chọn Ngủ Sleep và Ngủ đông Hibernate được truy cập bằng nút mũi tên bên cạnh nút Tắt trên menu Start.
Nếu bạn không thấy tùy chọn Ngủ hoặc tùy chọn Hibernate, thì đó có thể vì một trong những lý do sau:
Card đồ họa của bạn có thể không hỗ trợ chế độ Ngủ. Tham khảo tài liệu cho card đồ họa của bạn (nhưng hiện nay đa phần các card đồ họa hiện đại đều hỗ trợ các chế độ này). Bạn cũng có thể cập nhật trình điều khiển của các thiết bị lên mới nhất để khắc phục vấn đề này.
Nếu bạn không có quyền truy quản trị (admin) trên máy tính, bạn có thể phải báo quản trị viên để thay đổi tùy chọn.
Các chế độ tiết kiệm năng lượng trong Windows cũng có thể được bật và tắt trong BIOS. Để bật các chế độ này, hãy khởi động lại máy tính của bạn và sau đó vào chương trình thiết lập BIOS. Phím mặc định để truy cập BIOS khác nhau cho mỗi nhà sản xuất máy tính. Phím truy cập BIOS thường hiển thị trên màn hình khi máy tính khởi động. Để biết thêm thông tin, hãy xem tài liệu của máy tính hoặc laptop của bạn hoặc truy cập web của nhà sản xuất để xem.
Nếu bạn không thấy tùy chọn Hibernate trong Windows 7, thì có khả năng là vì Hybrid Sleep được bật thay thế. Chúng tôi sẽ giải thích cách bật và tắt chế độ Ngủ kết hợp Hybrid Sleep ở phần sau trong bài viết này.
Nếu bạn không thấy tùy chọn Hibernate trong Windows 8 hoặc 10, thì có lẽ nó bị ẩn theo mặc định. Bạn có thể bật lại nó với các hướng dẫn dưới đây .
Làm thế nào để khởi động máy tính hoặc laptop của bạn từ chế độ ngủ Sleep và Hibernate
Hầu hết các máy tính có thể được đánh thức bằng cách nhấn nút nguồn. Tuy nhiên, đôi khi có thể khác nhau. Bạn có thể cần nhấn một phím trên bàn phím, nhấp vào nút chuột hoặc mở nắp máy tính laptop. Tham khảo tài liệu trên máy tính của bạn hoặc trang web của nhà sản xuất để biết thông tin về việc đánh thức nó từ trạng thái ngủ.
Cách ẩn và hiện tùy chọn ngủ kết hợp Hybrid Sleep
Để hiện hoặc ẩn Tùy chọn Ngủ kết hợp Hybrid Sleep, hãy mở Control Panel. Để thực hiện việc này trong Windows 10, hãy nhấp vào biểu tượng Tìm kiếm trên Thanh tác vụ, nhập Control Panel và sau đó nhấp vào Control Panel trong các kết quả tìm kiếm.
Trong Windows 7, hãy chọn Control Panel trên menu Start.
Có nhiều cách khác nhau để xem và truy cập các công cụ trong Control Panel. Theo mặc định, các cài đặt trong Control Panel được nhóm theo Danh mục. Từ chế độ xem Danh mục, nhấp vào “System and Security”.
Sau đó, nhấp vào Tùy chọn “Power Options” trên màn hình “System and Security”.
Trên màn hình chọn “Change plan settings” ở bên phải của tùy chọn năng lượng đang được chọn (Balanced hoặc Power saver).
GHI CHÚ: Bạn có thể thay đổi tùy chọn ngủ kết hợp Hybrid Sleep cho một hoặc cả hai tùy chọn năng lượng. Các bước là giống nhau cho cả hai.
Đối với Windows 7, màn hình này có tên là “Select a power plan” nhưng các tùy chọn là như nhau.
Sau đó trên cửa sổ tiếp theo, hãy nhấp vào liên kết “Change advanced power settings”.
Trên cửa sổ Power Options, nhấp vào cài đặt “Change settings that are currently unavailable”.
Nhấp vào dấu cộng bên cạnh tùy chọn Ngủ Sleep để mở rộng các tùy chọn. Nhấp vào dấu cộng bên cạnh để hiện đầy đủ các tùy chọn. Chọn ON hoặc OFF từ một hoặc cả hai danh sách thả xuống bên cạnh Cho ẩn hoặc hiện chế độ ngủ.
Theo mặc định, Windows yêu cầu mật khẩu để truy cập vào máy tính khi bạn đánh thức nó từ trạng thái tiết kiệm năng lượng. Bạn có thể sử dụng Tùy chọn nguồn để tắt tùy chọn này.
Sau đó bạn có thể nhấp vào OK (trên các cửa sổ) để lưu các thay đổi của bạn.
Nếu bạn muốn ngăn máy tính tự động ngủ Sleep hoặc ngủ đông Hibernate, hãy để cửa sổ cài đặt nguồn (Power Options) mở, vì chúng tôi sẽ sử dụng lại nó trong phần tiếp theo.
Cách ngăn máy tính của bạn tự động ngủ Sleep hoặc ngủ đông Hibernate
Bạn cũng có thể thay đổi thời gian trước khi máy tính của bạn chuyển sang chế độ ngủ sleep hoặc chế độ ngủ đông Hibernate hoặc tắt hoàn toàn từng chế độ. Dưới đây là hướng dẫn cho bạn
GHI CHÚ: Nếu bạn đang sử dụng máy tính laptop, hãy cẩn thận khi thay đổi thời gian máy tính của bạn chuyển sang chế độ ngủ Sleep hoặc chế độ ngủ đông hoặc khi tắt hoàn toàn các chế độ này. Nếu pin hết khi bạn đang làm việc trên máy tính, bạn có thể mất dữ liệu.
Nếu cửa sổ Tùy chọn nguồn hiện không mở, hãy mở nó như hướng dẫn ở trên .
Nhấp đúp vào tiêu đề “Sleep”, và sau đó nhấp đúp vào tiêu đề “Sleep After”. Nếu bạn đang sử dụng máy tính xách tay, hãy nhấp vào “On Battery”, hoặc “Plugged In” để chỉnh sửa. Nhấp vào mũi tên xuống và chọn “Never”. Bạn cũng có thể nhập số 0 vào hộp chỉnh sửa, tương đương với cài đặt “Never”.
Nếu bạn đang sử dụng máy tính để bàn, hãy nhấp vào Setting và nhấp vào mũi tên xuống chọn “Never”.
Bạn có thể cài đặt tương tự cho tiêu đề “Hibernate After” của Hibernate.
Nếu bạn muốn cài đặt thời gian tắt màn hình, hãy nhấp đúp vào tiêu đề “Display” và sau đó nhấp đúp vào “Turn Off Display After” và thay đổi giá trị của “On Battery” và “Plugged In”, bạn có thể cài đặt khoảng thời gian không sử dụng, màn hình sẽ tự động tắt thay vì “Never”.
Bấm OK để lưu các thay đổi của bạn và sau đó có thể đóng nó.
Bây giờ bạn có thể lựa chọn các chế độ tiết kiệm năng lượng. Nếu bạn đang sử dụng máy tính xách tay, tùy chọn tốt nhất rất có thể là Hibernate, vì nó tiết kiệm năng lượng nhất so với Ngủ Sleep và Hybrid Sleep.
Bộ xử lý đồ họa (Graphics Processing Unit – GPU) là một mạch điện tử chuyên dụng được thiết kế để tăng tốc việc xử lý hình ảnh dành cho thiết bị hiển thị. GPU được sử dụng trong các hệ thống nhúng, điện thoại di động, máy tính cá nhân, máy trạm và máy chơi game. GPU hiện đại mang lại hiệu suất cao trong việc xử lý đồ họa máy tính và xử lý hình ảnh. Cấu trúc thiết kế của chúng hiệu quả hơn so với các đơn vị xử lý trung tâm (CPU) trong các thuật toán xử lý các khối dữ liệu lớn song song. Trong máy tính cá nhân, GPU có thể xuất hiện trên card VGA (cạc video hay cạc đồ họa) hoặc được nhúng trên bo mạch chủ. Trong một số CPU nhất định, chúng được nhúng vào lõi CPU.
Thuật ngữ “GPU” được đặt ra bởi Sony trong PlayStation console vào năm 1994. Thuật ngữ này được phổ biến bởi Nvidia trong năm 1999, công ty đưa ra thị trường các card GeForce 256 là “GPU đầu tiên trên thế giới”. Rival ATI Technologies đưa ra thuật ngữ ” visual processing unit ” hoặc VPU với việc phát hành Radeon 9700 vào năm 2002.
Các hệ thống arcade đã sử dụng chip đồ họa chuyên dụng từ những năm 1970. Trong phần cứng trò chơi video đầu tiên. Bộ chuyển đổi video MB14241 của Fujitsu đã được sử dụng để tăng tốc độ vẽ đồ họa sprite cho các trò chơi arcade.
Trong các thiết bị gia đình, Atari 2600 vào năm 1977 đã sử dụng bộ chuyển đổi video có tên là “Bộ điều hợp giao diện truyền hình”. Máy tính 8 bit Atari (1979) có ANTIC , bộ xử lý video diễn giải các hướng dẫn mô tả một “danh sách hiển thị” các chế độ bitmap hoặc ký tự cụ thể và nơi lưu trữ bộ nhớ
Những năm 1980
NEC μPD7220 là sản phẩm tiên phong thực hiện xử lý đồ họa máy tính trên chip tích hợp, tạo điều kiện cho việc thiết kế card đồ họa video hiệu suất cao với chi phí thấp. Nó trở thành GPU nổi tiếng nhất cho đến giữa những năm 1980.
Năm 1984, Hitachi đã phát hành ARTC HD63484, bộ xử lý đồ họa CMOS đầu tiên cho PC. ARTC có khả năng hiển thị độ phân giải lên tới 4K khi ở chế độ đơn sắc và nó được sử dụng trong một số card đồ họa PC và thiết bị đầu cuối vào cuối những năm 1984
Năm 1987, hệ thống đồ họa IBM 8514 được phát hành là một trong những card đầu tiên cho các máy tính của IBM PC có chức năng xử lý 2D trong phần cứng điện tử .
IBM ‘s độc quyền chuẩn hiển thị (VGA) được giới thiệu vào năm 1987, với độ phân giải tối đa 640 x 480 pixel. Vào tháng 11 năm 1988, NEC Home Electronics đã tuyên bố thành lập Hiệp hội Tiêu chuẩn Điện tử Video (VESA) để phát triển và quảng bá một tiêu chuẩn hiển thị Super VGA (SVGA) như một sự kế thừa cho tiêu chuẩn hiển thị VGA độc quyền của IBM. SVGA cho phép hiển thị đồ họa độ phân giải lên tới 800 × 600 pixel, tăng 36%.
Những năm 1990
GPU S3 những năm 1990
Vào năm 1991, S3 Graphics đã giới thiệu S3 86C911, được các nhà thiết kế đặt tên theo chiếc Porsche 911 như một dấu hiệu cho thấy sự gia tăng hiệu suất của nó. 86C911 tạo ra một làn sóng mới vào năm 1995, tất cả các nhà sản xuất chip đồ họa PC lớn đã thêm tính năng tăng tốc 2D cho chip của họ.
Trong suốt những năm 1990, khả năng tăng tốc GUI 2D tiếp tục phát triển. Khi khả năng sản xuất được cải thiện, mức độ tích hợp của chip đồ họa cũng tăng theo.
Vào giữa thập niên 90, đồ họa 3D thời gian thực ngày càng trở nên phổ biến trong các game arcade, máy tính và console, dẫn đến nhu cầu ngày càng tăng đối với phần cứng tăng tốc đồ họa 3D. Fujitsu Pinolite, bộ xử lý hình học 3D đầu tiên cho máy tính cá nhân được phát hành vào năm 1997. Cũng trong năm này Mitsubishi đã phát hành 3D pro/2MP, một GPU có đầy đủ tính năng cho các máy trạm và máy tính để bàn Windows NT; ATi sử dụng nó cho card đồ họa FireGL 4000 của họ, được phát hành vào năm 1997.
OpenGL xuất hiện vào đầu những năm 90 dưới dạng API đồ họa chuyên nghiệp, nhưng ban đầu bị các vấn đề về hiệu năng khiến nó không phổ biến bằng API Glide đang thống trị trên PC vào cuối những năm 90. Tuy nhiên, những vấn đề này đã nhanh chóng được khắc phục và API Glide đã bị đánh bại.
Việc triển khai OpenGL được phổ biến trong thời gian này, ảnh hưởng của OpenGL cuối cùng đã thúc đẩy các phần cứng hỗ trợ nó rộng rãi. Vào cuối những năm 90, Microsoft giới thiệu DirectX như một đối trọng với OpenGL. Cách tiếp cận ban đầu làm cho DirectX trở nên ít phổ biến hơn, điều này khiến DirectX thường bị chậm một thế hệ. (Xem thêm: OpenGL là gì để hiểu rõ hơn)
2000 đến 2010
Nvidia là hãng đầu tiên sản xuất một con chip có khả năng đổ bóng, trên GeForce 3 (tên mã NV20). Được sử dụng trong các máy Xbox, nó đã cạnh tranh với PlayStation 2 (sử dụng DSP vectơ tùy chỉnh được tăng tốc bằng phần cứng; thường được gọi là VU0 / VU1).
Với sự ra mắt của dòng GeForce 8, được sản xuất bởi Nvidia, GPU trở thành một thiết bị điện toán đa dụng hơn. Ngày nay, các GPU song song đã bắt đầu xâm nhập vào lĩnh vực tính toán của CPU trong các ứng dụng nghiên cứu chuyên biệt, được đặt tên là GPU Computing hoặc GPGPU (General Purpose Computing on GPU) cho mục đích tính toán trên GPU. GPGPU tại thời điểm đó được gọi là shader tính toán (ví dụ CUDA, OpenCL, DirectCompute).
Nền tảng CUDA của Nvidia, được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 2007, là mô hình lập trình được áp dụng phổ biến sớm nhất cho điện toán GPU. Gần đây OpenCL đã được hỗ trợ rộng rãi. OpenCL là một tiêu chuẩn mở được xác định bởi Tập đoàn Khronos, cho phép phát triển mã cho cả GPU và CPU, chú trọng vào tính di động. Các giải pháp OpenCL được Intel, AMD, Nvidia và ARM hỗ trợ và theo báo cáo gần đây của Evan’s Data, OpenCL là nền tảng phát triển GPGPU được sử dụng rộng rãi nhất bởi các nhà phát triển ở cả Mỹ và Châu Á Thái Bình Dương.
2010 đến nay
Năm 2010, Nvidia bắt đầu hợp tác với Audi để cung cấp sức mạnh tính toán cho ô tô. Các GPU Tegra cung cấp chức năng tăng cường cho các hệ thống điều hướng và giải trí của ô tô. Những tiến bộ trong công nghệ GPU trên ô tô đã giúp thúc đẩy công nghệ tự lái. Card Radeon HD 6000 của AMD được phát hành vào năm 2010 và năm 2011, AMD đã phát hành GPU 6000M Series của họ để sử dụng trong các thiết bị di động. Kiến trúc Kepler của Nvidia ra đời năm 2012 và được sử dụng trong các dòng card 600 và 700 của Nvidia. Một tính năng mới trong kiến trúc GPU này bao gồm công nghệ điều chỉnh tốc độ xung nhịp của lõi GPU để tăng hoặc giảm tùy theo mức yêu cầu của hệ thống. Kiến trúc Kepler được sản xuất trên quy trình 28 nm.
PS4 và Xbox One đã được phát hành vào năm 2013, cả hai đều sử dụng GPU dựa trên AMD Radeon HD 7850 và 7790. Các nhà sản xuất kính thực tế ảo VR đã khuyến nghị GTX 970 và R9 290X hoặc tốt hơn tại thời điểm phát hành. Pascal là thế hệ card đồ họa phổ thông tiếp theo do Nvidia phát hành năm 2016. Dòng GeForce 10 nằm trong thế hệ card đồ họa này. Nvidia đã phát hành một card đồ họa không dành cho người dùng phổ thông theo kiến trúc Volta mới, Titan V. Bao gồm sự gia tăng số lượng lõi CUDA, thêm lõi Tensor và HBM2. Các lõi Tensor là các lõi được thiết kế đặc biệt để học sâu, trong khi bộ nhớ có xung nhịp thấp hơn, nhưng cung cấp một bus bộ nhớ cực rộng, hữu ích cho mục đích của Titan V. Để nhấn mạnh rằng Titan V không phải là một card đồ họa chơi game, Nvidia đã loại bỏ hậu tố “GeForce GTX” để phân biệt với card đồ họa chơi game phổ thông.
Vào ngày 20 tháng 8 năm 2018, Nvidia đã ra mắt GPU sê-ri RTX 20 bổ sung các lõi mới cho GPU, cải thiện hiệu suất của chúng về hiệu ứng ánh sáng. GPU Polaris 11 và Polaris 10 của AMD được chế tạo theo quy trình 14 nanomet. Thiết kế của họ dẫn đến sự gia tăng đáng kể hiệu suất trên mỗi watt tiêu thụ của card đồ họa AMD. AMD cũng đã phát hành loạt GPU Vega cho thị trường cao cấp với tư cách là đối thủ cạnh tranh với dòng Titan V cao cấp của Nvidia, nó cũng được trang bị lõi HBM2.
Các công ty thiết kế và sản xuất GPU
Nhiều công ty đã sản xuất GPU dưới một số hương hiệu. Trong năm 2009, Intel, Nvidia và AMD/ATI là những người dẫn đầu thị phần, với 49,4%, 27,8% và 20,6% thị phần tương ứng. Tuy nhiên, những con số đó bao gồm các giải pháp đồ họa tích hợp của Intel. Nếu không tính số lượng card đồ họa tích hợp, Nvidia và AMD kiểm soát gần 100% thị trường đồ họa máy tính đến năm 2018. Thị phần tương ứng của họ là 66% và 33%. Điện thoại thông minh hiện nay cũng sử dụng chủ yếu GPU Adreno của Qualcomm, GPU PowerVR từ Imagination Technologies và GPU Mali từ ARM .
GPU trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo AI
Với sự xuất hiện của học sâu, tầm quan trọng của GPU đã tăng lên. Trong nghiên cứu được thực hiện bởi Indigo, người ta thấy rằng khi đào tạo các mạng thần kinh học sâu, GPU có thể nhanh hơn 250 lần so với CPU. Sự phát triển bùng nổ của Deep Learning trong những năm gần đây được thúc đẩy bởi sự xuất hiện của GPU computing. Đã có một số cạnh tranh trong lĩnh vực này, nổi bật nhất là Tensor Processing Unit (TPU) do Google sản xuất. Tuy nhiên, nó yêu cầu thay đổi mã hiện tại và GPU vẫn đang rất phổ biến.
Phân loại GPU theo mục đích sử dụng
Trong máy tính cá nhân, có hai dạng GPU chính:
Card đồ họa chuyên dụng – còn gọi là đồ họa rời hay card rời (cạc rời) .
Đồ họa tích hợp – còn được gọi là: giải pháp đồ họa dùng chung, bộ xử lý đồ họa tích hợp (IGP) hoặc kiến trúc bộ nhớ hợp nhất (UMA).
Thiết kế GPU cho mục đích cụ thể
Hầu hết các GPU được thiết kế để sử dụng cho một mục đích cụ thể, đồ họa 3D thời gian thực hoặc các tính toán hàng loạt khác:
Chơi game
GeForce GTX, RTX
Nvidia Titan X
AMD Radeon HD
Các dòng AMD Radeon R5, R7, R9, RX, Vega và Navi
Cloud gaming (chơi game trên nền tảng đám mây)
Nvidia Grid
AMD Radeon Sky
Máy trạm
Nvidia Quadro
Nvidia Titan X
AMD FirePro
AMD Radeon Pro
AMD Radeon VII
Máy trạm cloud
Nvidia Tesla
AMD FireStream
Artificial Intelligence Cloud (trí tuệ nhân tạo trên nền tảng đám mây)
Nvidia Tesla
AMD Radeon Instinct
Xe tự động / không người lái
Nvidia Drive PX
GPU chuyên dụng là gì
Các GPU mạnh nhất thường giao tiếp với bo mạch chủ bằng khe cắm mở rộng như PCI Express (PCIe) hoặc Cổng đồ họa tăng tốc (AGP) và thường có thể được thay thế hoặc nâng cấp một cách dễ dàng, nếu bo mạch chủ có khả năng hỗ trợ việc nâng cấp. Một vài card đồ họa vẫn sử dụng các khe cắm Kết nối ngoại vi (PCI), nhưng băng thông của chúng bị giới hạn đến mức chúng thường chỉ được sử dụng khi không có khe cắm PCIe hoặc AGP.
GPU ATI HD5470 trong Laptop
GPU chuyên dụng không nhất thiết phải có thể tháo rời và cũng không nhất thiết phải giao tiếp với bo mạch chủ bằng các khe cắm tiêu chuẩn. Thuật ngữ “chuyên dụng” dùng để chỉ các card đồ họa chuyên dụng có các lõi xử lý đồ họa và RAM dành riêng cho chúng, chứ không phải các GPU chuyên dụng đều có thể tháo rời. Hơn nữa, RAM thường được xử dụng là loại dành riêng cho các GPU (GDDR). Đôi khi, các hệ thống có GPU riêng, được gọi là hệ thống “DIS”, trái ngược với các hệ thống “UMA. GPU chuyên dụng cho máy laptop thường được giao tiếp thông qua một khe không tiêu chuẩn và thường là độc quyền do hạn chế về kích thước và trọng lượng. Các cổng như vậy vẫn có thể được coi là PCIe hoặc AGP, ngay cả khi chúng không thể thay thế về mặt vật lý.
Các công nghệ như SLI của Nvidia và CrossFire của AMD cho phép nhiều GPU xử lý đồng thời cho một màn hình, tăng sức mạnh xử lý cho đồ họa.
Bộ xử lý đồ họa tích hợp là gì
Đơn vị xử lý đồ họa tích hợp (IGPU), Đồ họa tích hợp, giải pháp đồ họa dùng chung, bộ xử lý đồ họa tích hợp (IGP) hoặc kiến trúc bộ nhớ hợp nhất (UMA) sử dụng một phần RAM của hệ thống thay vì bộ nhớ đồ họa chuyên dụng. Các IGP có thể được tích hợp vào bo mạch chủ như một phần của chipset hoặc trên một CPU (như AMD APU hoặc Intel HD Graphics ).
Trên một số bo mạch chủ nhất định, IGP của AMD có thể sử dụng bộ nhớ chuyên dụng dành riêng cho nó. Đây là một khối bộ nhớ hiệu suất cao cố định dành riêng cho GPU sử dụng. Đầu năm 2007, các máy tính có đồ họa tích hợp chiếm khoảng 90% trong tất cả các lô hàng PC. Chúng ít tốn kém hơn so với xử lý đồ họa chuyên dụng, nhưng có hiệu năng thấp hơn.
Trong lịch sử, đồ họa tích hợp được coi là không phù hợp để chơi game 3D hoặc chạy các chương trình đồ họa chuyên sâu nhưng có thể chạy các chương trình ít chuyên sâu hơn như Adobe Flash. Ví dụ các IGP được cung cấp từ SiS và VIA vào khoảng năm 2004. Tuy nhiên, các bộ xử lý đồ họa tích hợp hiện đại như AMD Accelerated Processing Unit và Đồ họa HD của Intel có khả năng xử lý đồ họa 2D hoặc đồ họa 3D nhẹ.
Do các tính toán GPU cực kỳ tốn bộ nhớ, nên đồ họa tích hợp có thể ngốn tài nguyên của hệ thống như RAM khiến chúng tương đối chậm. Các IGP (đồ họa tích hợp) có thể chiếm băng thông bộ nhớ lên tới 30 GB/giây từ RAM hệ thống, trong khi đó, một card đồ họa chuyên dụng có thể cung cấp băng thông lên tới 264 GB/giây giữa RAM GDDR chuyên dụng và lõi GPU. Băng thông bus bộ nhớ thấp có thể hạn chế hiệu suất của các GPU tích hợp, mặc dù bộ nhớ đa kênh có thể giảm thiểu sự thiếu hụt này.
Giải pháp đồ họa lai – Share GPU memory là gì
Lớp GPU mới hơn này cạnh tranh với đồ họa tích hợp trong thị trường máy tính để bàn và máy tính xách tay cấp thấp. Các giải pháp phổ biến nhất là HyperMemory của ATI và TurboCache của Nvidia .
Card đồ họa lai có phần đắt hơn đồ họa tích hợp, nhưng rẻ hơn nhiều so với card đồ họa chuyên dụng. Giải pháp này vẫn chia sẻ bộ nhớ với RAM hệ thống và trang bị một số lượng nhỏ bộ nhớ chuyên dụng GDDR để cache, có tác dụng bù đắp độ trễ cao của RAM hệ thống. Các công nghệ trong PCI Express có thể thực hiện điều này. Mặc dù các giải pháp này đôi khi được quảng cáo có tổng số lượng bộ nhớ lớn, nhưng không đề cập chính xác là có bao nhiêu phần bộ nhớ chuyên dụng (hay còn gọi là Ram on card).
Tính toán bằng GPU – GPGPU là gì
Việc sử dụng một đơn vị xử lý đồ họa cho mục đích tính toán (GPGPU) ngày càng trở nên phổ biến như là một hình thức thay thế CPU trong một số lĩnh vực, điển hình như trong công nghệ blockchain hay đào Bitcoin, phần lớn người dùng xử dụng các GPU để xử lý tính toán chuỗi khối.
Khái niệm này biến sức mạnh tính toán khổng lồ của lõi gia tốc đồ họa hiện đại thành sức mạnh tính toán cho mục đích chung, trái ngược với việc chỉ dùng để xử lý đồ họa. Trong một số ứng dụng yêu cầu hoạt động véc tơ lớn, điều này có thể mang lại hiệu suất cao hơn nhiều lần so với CPU thông thường.
Hai nhà thiết kế GPU riêng biệt, AMD và Nvidia, đang bắt đầu theo đuổi phương pháp này với một loạt các ứng dụng. Cả Nvidia và AMD đã hợp tác với Đại học Stanford để tạo ra một ứng dụng dựa trên GPU cho dự án điện toán phân tán Folding @ home, để tính toán số liệu vector. Trong một số trường hợp nhất định, GPU tính toán nhanh hơn bốn mươi lần so với CPU thường được sử dụng bởi các ứng dụng đó.
GPGPU có thể được sử dụng cho nhiều loại nhiệm vụ song song. Chúng thường phù hợp với các tính toán thông lượng cao thể hiện tính song song dữ liệu để khai thác kiến trúc SIMD của GPU.
Hơn nữa, các máy tính hiệu năng cao dựa trên GPU đang bắt đầu đóng một vai trò quan trọng trong quy mô lớn. Ba trong số 10 siêu máy tính mạnh nhất thế giới tận dụng khả năng tính toán song song của GPU.
GPU hỗ trợ các phần mở rộng API cho ngôn ngữ lập trình C như OpenCL và OpenMP. Hơn nữa, mỗi nhà cung cấp GPU đã giới thiệu API riêng chỉ hoạt động với card của họ, AMD APP SDK của AMD và CUDA của Nvidia. Những công nghệ này cho phép các chương trình C có thể tận dụng khả năng của GPU để hoạt động song song trên các bộ đệm lớn, trong khi vẫn sử dụng CPU khi cần. CUDA cũng là API đầu tiên cho phép các ứng dụng dựa trên CPU truy cập trực tiếp vào tài nguyên của GPU để tính toán cho mục đích chung mà không bị giới hạn khi sử dụng API đồ họa.
Từ năm 2005, người ta đã quan tâm đến việc sử dụng hiệu suất được cung cấp bởi GPU cho tính toán nói chung và để tăng tốc độ trong lập trình di truyền nói riêng. Thông thường, lợi thế về hiệu suất chỉ thể hiện khi chạy các chương trình hoạt động song song trên nhiều mẫu, sử dụng kiến trúc SIMD của GPU. Tuy nhiên, cũng có thể đạt được lợi thế tăng tốc đáng kể bằng cách chuyển chúng hoàn toàn sang GPU, và xử lý ở đó. Một GPU hiện đại có thể dễ dàng đồng thời xử lý hàng trăm ngàn chương trình rất nhỏ.
Một số GPU máy trạm hiện đại, chẳng hạn như Nvidia Quadro sử dụng kiến trúc Volta và Turing, có lõi xử lý cho các ứng dụng học sâu. Trong các GPU hiện đại của Nvidia, các lõi này được gọi là Tensor Cores. Những GPU này thường có hiệu suất FLOPS tăng đáng kể, sử dụng phép nhân và chia ma trận 4×4, dẫn đến hiệu suất phần cứng lên tới 128 TFLOPS trong một số ứng dụng. Những lõi Tensor Cores này cũng được cho là xuất hiện trong các card phổ thông chạy kiến trúc Turing, và trong dòng card Navi của AMD.
GPU ngoài (eGPU) là gì
GPU bên ngoài là bộ xử lý đồ họa nằm hoàn toàn bên của máy tính. Bộ xử lý đồ họa bên ngoài thường được sử dụng với máy tính laptop. Máy tính laptop có thể có một lượng RAM đáng kể và bộ xử lý trung tâm (CPU) đủ mạnh, nhưng thường thiếu bộ xử lý đồ họa mạnh mẽ, và thay vào đó có chip đồ họa tích hợp tiết kiệm năng lượng hơn. Các chip đồ họa tích hợp thường không đủ mạnh để chơi các game mới nhất hoặc cho các tác vụ đồ họa chuyên sâu, chẳng hạn như chỉnh sửa video.
Do đó, xuất hiện nhu cầu bổ sung GPU vào một số bus ngoài của máy tính xách tay. PCI Express là giao tiếp thường được sử dụng cho mục đích này. Ví dụ, có thể là cổng ExpressCard hoặc mPCIe (PCIe × 1, tối đa 5 Gbit/s) hoặc cổng Thunderbolt 1, 2 hoặc 3 (PCIe × 4, tối đa 10, 20 hoặc 40 Gbit/s tương ứng). Những cổng đó thường có sẵn trên một số hệ thống máy tính laptop.
Một cột mốc đáng chú ý là quyết định của Apple hỗ trợ GPU ngoài với mac OS High Sierra 10.13.4. Ngoài ra còn có một số nhà cung cấp phần cứng lớn (HP, Alienware, Razer) sản xuất các dock mở rộng Thunderbolt 3 eGPU. Sự hỗ trợ này đã thúc đẩy việc triển khai eGPU cho những người dùng có nhu cầu hiệu năng đồ họa.
OpenGL (tiếng Anh Open Graphics Library) là một giao diện lập trình ứng dụng đồ họa (API) cho rendering 2D và 3D đồ họa vector. API thường được sử dụng để tương tác với một đơn vị xử lý đồ họa (GPU) giúp tăng tốc phần cứng xử lý đồ họa.
Silicon Graphics Inc., (SGI) bắt đầu phát triển OpenGL vào năm 1991 và phát hành nó vào ngày 30 tháng 6 năm 1992 các ứng dụng sử dụng nó rộng rãi trong lĩnh vực thiết kế (CAD), thực tế ảo, khoa học, thông tin, mô phỏng chuyến bay và trò chơi video . Từ năm 2006, OpenGL được quản lý bởi tập đoàn công nghệ phi lợi nhuận Khronos Group .
Thiết kế của OpenGL
Đặc tả OpenGL mô tả một API để vẽ đồ họa 2D và 3D. Mặc dù API có thể được triển khai hoàn toàn bằng phần mềm, nhưng nó được thiết kế để được triển khai hầu hết hoặc hoàn toàn bằng phần cứng .
API được định nghĩa là một tập hợp các hàm có thể được gọi bởi chương trình máy khách. Mặc dù các định nghĩa hàm rất giống với ngôn ngữ lập trình C, nhưng chúng độc lập với ngôn ngữ. Ngoài ra nó còn là một nền tảng chéo và nó không cung cấp API liên quan đến đầu vào, âm thanh.
Phát triển OpenGL
OpenGL là một API đang phát triển. Các phiên bản mới của OpenGL thường được phát hành bởi Tập đoàn Khronos, mỗi phiên bản mở rộng API để hỗ trợ các tính năng mới khác nhau. Chi tiết của từng phiên bản được quyết định bởi sự đồng thuận giữa các thành viên của Tập đoàn, bao gồm các nhà sản xuất card đồ họa, nhà thiết kế hệ điều hành và các công ty công nghệ nói chung như Mozilla và Google.
Ngoài các tính năng được yêu cầu bởi API lõi, các nhà cung cấp bộ xử lý đồ họa (GPU) có thể cung cấp chức năng bổ sung dưới dạng tiện ích mở rộng . Các tiện ích mở rộng có thể giới thiệu các chức năng mới và các hằng số mới và có thể nới lỏng hoặc loại bỏ các hạn chế đối với các chức năng OpenGL hiện có. Các nhà cung cấp có thể sử dụng các tiện ích mở rộng để hiển thị API tùy chỉnh mà không cần sự hỗ trợ từ các nhà cung cấp khác hoặc Tập đoàn Khronos nói chung, điều này làm tăng đáng kể tính linh hoạt của OpenGL. Tất cả các tiện ích mở rộng được thu thập và được xác định bởi OpenGL Registry.
Mỗi phần mở rộng được liên kết với một mã định danh ngắn, dựa trên tên của công ty đã phát triển nó. Ví dụ: định danh của Nvidia là NV, là một phần của tên mở rộng GL_NV_half_float, hằng số GL_HALF_FLOAT_NV và hàm glVertex2hNV(). Nếu nhiều nhà cung cấp đồng ý triển khai cùng chức năng bằng cùng một API, tiện ích mở rộng chia sẻ có thể được phát hành, sử dụng mã định danh EXT. Trong trường hợp Hội đồng Đánh giá Kiến trúc của Tập đoàn Khronos cung cấp phần mở rộng của họ mã định danh ARB được sử dụng.
Các tính năng được giới thiệu bởi mỗi phiên bản OpenGL mới thường được phát triển từ các tính năng kết hợp của một số tiện ích mở rộng được triển khai rộng rãi, đặc biệt là các tiện ích mở rộng loại ARB hoặc EXT.
Tài liệu OpenGL là gì
Sự phổ biến của OpenGL một phần là do chất lượng của tài liệu chính thức. Hội đồng đánh giá kiến trúc OpenGL đã phát hành một loạt sách hướng dẫn cùng với thông số kỹ thuật được cập nhật để theo dõi các thay đổi trong API. Chúng thường được loại bằng màu sắc bìa của chúng:
Màu đỏ
Hướng dẫn lập trình OpenGL, phiên bản thứ 9. ISBN 978-0-134-49549-1
Hướng dẫn chính thức để học OpenGL, Phiên bản 4.5 với SPIR-V
Màu cam
Ngôn ngữ tạo bóng OpenGL, phiên bản thứ 3. ISBN 0-321-63763-1
Một cuốn sách hướng dẫn và tham khảo cho GLSL .
Sách lịch sử (tiền OpenGL 2.0):
Màu xanh
Lập trình OpenGL cho Hệ thống X Window. ISBN 978-0-201-48359-8
Một cuốn sách về X11 giao thoa và Bộ công cụ tiện ích OpenGL (GLUT).
Màu xanh
Tài liệu tham khảo OpenGL, phiên bản thứ 4. ISBN 0-321-17383-X
Các trang hướng dẫn sử dụng Unix (man) cho OpenGL.
Màu trắng
Lập trình OpenGL cho Windows 95 và Windows NT. ISBN 0-201-40709-4
Giao tiếp OpenGL với Microsoft Windows.
Thư viện liên kết
Các phiên bản đầu tiên của OpenGL được phát hành với thư viện tiện ích OpenGL (GLU). Nó cung cấp tính năng đơn giản, hữu ích nhưng khó có khả năng được hỗ trợ trong phần cứng hiện đại, chẳng hạn như tessellating , và tạo ra mipmaps. Thông số kỹ thuật GLU được cập nhật lần cuối vào năm 1998 và hiện không được chấp nhận .
Bộ công cụ ngữ cảnh và cửa sổ
Do việc tạo ngữ cảnh OpenGL là một quá trình khá phức tạp do nó khác nhau giữa các hệ điều hành , việc tạo ngữ cảnh OpenGL tự động đã trở thành một tính năng phổ biến của một số thư viện giao diện người dùng và phát triển trò chơi, bao gồm SDL, Allegro, SFML, FLTK, và Qt . Một vài thư viện đã được thiết kế chỉ để tạo ra một cửa sổ hỗ trợ OpenGL. Thư viện đầu tiên như vậy là OpenGL Utility Toolkit (GLUT), sau đó được thay thế bởi freeglut. GLFW là một thay thế mới hơn.
Các bộ công cụ này được thiết kế để tạo và quản lý các cửa sổ OpenGL và quản lý đầu vào
GLFW – Trình xử lý cửa sổ đa nền tảng và bàn phím chuột-chuột-cần điều khiển; thiên về game
freeglut – Một trình xử lý cửa sổ và bàn phím chuột đa nền tảng; API của nó là siêu bộ của API GLUT và nó ổn định và cập nhật hơn GLUT
OpenGL Utility Toolkit (GLUT) – Trình xử lý cửa sổ cũ, không còn được duy trì.
Một số “thư viện đa phương tiện” có thể tạo các cửa sổ OpenGL, ngoài việc nhập liệu, âm thanh và các tác vụ khác hữu ích cho các ứng dụng giống như trò chơi
Allegro 5 – Thư viện đa phương tiện đa nền tảng với API C tập trung vào phát triển trò chơi
Simple DirectMedia Layer (SDL) – Thư viện đa phương tiện đa nền tảng với API C
SFML – Thư viện đa phương tiện đa nền tảng với API C ++
Bộ công cụ widget
FLTK – Một thư viện widget C ++ đa nền tảng nhỏ
Qt – Bộ công cụ widget C ++ đa nền tảng. Nó cung cấp nhiều đối tượng trợ giúp OpenGL, thậm chí còn loại bỏ sự khác biệt giữa GL máy tính để bàn và OpenGL ES
wxWidgets – Bộ công cụ widget C ++ đa nền tảng
Thư viện tải mở rộng
Với khối lượng công việc lớn liên quan đến việc xác định và tải các phần mở rộng OpenGL, một vài thư viện đã được thiết kế để tự động tải tất cả các tiện ích mở rộng và chức năng. Ví dụ bao gồm GLEE , GLEW và glbinding . Các tiện ích mở rộng cũng được tải tự động chẳng hạn như JOGL và PyOpenGL .
Triển khai
Mesa 3D là một triển khai mã nguồn mở của OpenGL. Nó có thể thực hiện kết xuất phần mềm thuần túy và cũng có thể sử dụng khả năng tăng tốc phần cứng trên BSD, Linux và các nền tảng khác bằng cách tận dụng Cơ sở hạ tầng kết xuất trực tiếp. Kể từ phiên bản 13.0, nó triển khai phiên bản 4.5 của tiêu chuẩn OpenGL.
Lịch sử OpenGL
Vào những năm 1980, việc phát triển phần mềm có thể hoạt động với nhiều loại phần cứng đồ họa là một thách thức thực sự. Các nhà phát triển phần mềm đã viết các giao diện và trình điều khiển tùy chỉnh cho từng phần cứng. Điều này là tốn kém và cần nhiều nhân lực.
Đến đầu những năm 1990, Silicon Graphics (SGI) là công ty hàng đầu về đồ họa 3D cho các máy trạm. API IRIS GL của họ được coi là tiên tiến và trở thành tiêu chuẩn công nghiệp, làm lu mờ PHIGS dựa trên tiêu chuẩn mở. IRIS GL được coi là dễ sử dụng hơn và vì nó hỗ trợ chế độ kết xuất ngay lập tức . Ngược lại, PHIGS được coi là khó sử dụng và lỗi thời về chức năng.
Các đối thủ cạnh tranh của SGI (bao gồm Sun microsystems , Hewlett-Packard và IBM ) cũng có thể đưa ra thị trường phần cứng 3D được hỗ trợ bởi các phần mở rộng được thực hiện theo tiêu chuẩn PHIGS, điều này đã gây áp lực cho SGI phải mở một phiên bản IrisGL dưới dạng tiêu chuẩn công khai có tên OpenGL .
Tuy nhiên, SGI có nhiều khách hàng mà việc thay đổi từ IrisGL sang OpenGL sẽ đòi hỏi đầu tư đáng kể. Hơn nữa, IrisGL có các chức năng API không liên quan đến đồ họa 3D. Ví dụ, nó bao gồm một cửa sổ, bàn phím và chuột API, một phần vì nó đã được phát triển trước khi Hệ thống X Window. Và các thư viện IrisGL không phù hợp để mở công khai do vấn đề cấp phép và bằng sáng chế. Các yếu tố này yêu cầu SGI tiếp tục hỗ trợ API lập trình Iris Inventor và Iris Performanceer tiên tiến và độc quyền trong khi hỗ trợ thị trường cho OpenGL trưởng thành.
Một trong những hạn chế của IrisGL là nó chỉ cung cấp quyền truy cập vào các tính năng được hỗ trợ bởi phần cứng cơ bản. Nếu phần cứng đồ họa không hỗ trợ một tính năng cơ bản, thì ứng dụng không thể sử dụng nó. OpenGL đã khắc phục vấn đề này bằng cách cung cấp phần mềm triển khai các tính năng không được phần cứng hỗ trợ, cho phép các ứng dụng sử dụng đồ họa tiên tiến trên các hệ thống tương đối thấp. OpenGL đẩy trách nhiệm phát triển của các chương trình giao diện phần cứng ( trình điều khiển thiết bị) cho các nhà sản xuất phần cứng và các chức năng được ủy quyền cho hệ điều hành bên dưới. Với rất nhiều loại phần cứng đồ họa khác nhau, việc khiến tất cả giao tiếp cùng một ngôn ngữ có tác động đáng kể bằng cách cung cấp cho các nhà phát triển phần mềm một nền tảng cấp cao hơn để phát triển đồ họa 3D.
Năm 1992, SGI đã lãnh đạo việc thành lập Hội đồng Đánh giá Kiến trúc OpenGL (OpenGL ARB), nhóm các công ty sẽ duy trì và mở rộng đặc tả OpenGL trong tương lai.
Microsoft phát hành Direct3D vào năm 1995, cuối cùng trở thành đối thủ cạnh tranh chính của OpenGL. Hơn 50 nhà phát triển trò chơi đã ký một bức thư ngỏ tới Microsoft, vào ngày 12 tháng 6 năm 1997, kêu gọi công ty tích cực hỗ trợ Open GL. Vào ngày 17 tháng 12 năm 1997, Microsoft và SGI đã khởi xướng dự án Fahrenheit, đây là một nỗ lực chung với mục tiêu hợp nhất các giao diện OpenGL và Direct3D. Năm 1998, Hewlett-Packard tham gia dự án. Ban đầu, nó cho thấy một số tiềm năng thống nhất các API đồ họa máy tính 3D tương tác, nhưng vì những hạn chế tài chính tại SGI, lý do chiến lược tại Microsoft và thiếu sự hỗ trợ chung của cộng đồng, nó đã bị bỏ rơi vào năm 1999.
Vào tháng 7 năm 2006, Hội đồng Đánh giá Kiến trúc OpenGL đã bỏ phiếu để chuyển quyền kiểm soát tiêu chuẩn API OpenGL cho Tập đoàn Khronos.
Vào tháng 6 năm 2018, Apple đã từ chối API OpenGL trên tất cả các nền tảng của họ (iOS, macOS và tvOS), khuyến khích mạnh mẽ các nhà phát triển sử dụng API độc quyền của họ
Lịch sử phiên bản
Phiên bản đầu tiên của OpenGL, phiên bản 1.0, được phát hành vào ngày 30 tháng 6 năm 1992 bởi Mark Segal và Kurt Akeley. Kể từ đó, OpenGL đôi khi được mở rộng bằng cách phát hành phiên bản đặc tả mới. Các bản phát hành như vậy xác định một bộ các tính năng cơ bản mà tất cả các card đồ họa phù hợp phải hỗ trợ và dựa vào đó các tiện ích mở rộng mới có thể dễ dàng được viết hơn. Mỗi phiên bản OpenGL mới có xu hướng kết hợp một số tiện ích mở rộng có sự hỗ trợ rộng rãi giữa các nhà cung cấp card đồ họa, mặc dù chi tiết của các tiện ích mở rộng đó có thể được thay đổi.
Phiên bản
Ngày phát hành
Tính năng, đặc điểm
1.1
Ngày 4 tháng 3 năm 1997
Đối tượng kết cấu
1.2
Ngày 16 tháng 3 năm 1998
Hoạ tiết 3D, BGRA và các định dạng pixel được đóng gói , giới thiệu tập hợp hình ảnh hữu ích cho các ứng dụng xử lý ảnh
1.2.1
Ngày 14 tháng 10 năm 1998
Một khái niệm về phần mở rộng ARB
1.3
Ngày 14 tháng 8 năm 2001
Đa biến , đa mẫu, nén kết cấu
1,4
Ngày 24 tháng 7 năm 2002
Hoạ tiết sâu, GLSlang
1,5
29 tháng 7 năm 2003
Đối tượng đệm của Vertex (VBO), Truy vấn loại trừ
2.0
Ngày 7 tháng 9 năm 2004
GLSL 1.1, MRT , Non Power of Two textures, Point Sprites, Stprint hai mặt
2.1
Ngày 2 tháng 7 năm 2006
GLSL 1.2, Đối tượng bộ đệm pixel (PBO), sRGB Textures
3.0
Ngày 11 tháng 8 năm 2008
GLSL 1.3, Mảng kết cấu, Kết xuất có điều kiện, Đối tượng bộ đệm khung (FBO)
3,1
Ngày 24 tháng 3 năm 2009
GLSL 1.4, Instance, Object Buffer Object, thống nhất Buffer Object, Primitive restart
3.2
Ngày 3 tháng 8 năm 2009
GLSL 1.5, Shader Geometry, lấy mẫu nhiều mẫu
3,3
Ngày 11 tháng 3 năm 2010
GLSL 3.30, Backports càng nhiều chức năng càng tốt từ đặc tả OpenGL 4.0
4.0
Ngày 11 tháng 3 năm 2010
GLSL 4,00, Tessname trên GPU, đổ bóng với độ chính xác 64 bit
4.1
Ngày 26 tháng 7 năm 2010
GLSL 4.10, Đầu ra gỡ lỗi thân thiện với nhà phát triển, khả năng tương thích với OpenGL ES 2.0
4.2
Ngày 8 tháng 8 năm 2011
GLSL 4.20, Trình tạo bóng với bộ đếm nguyên tử, vẽ phản hồi biến đổi theo bản năng, đóng gói đổ bóng, cải thiện hiệu suất
4.3
Ngày 6 tháng 8 năm 2012
GLSL 4.30, Tính toán trình tạo bóng tận dụng song song GPU, đối tượng bộ đệm lưu trữ shader, nén kết cấu ETC2 / EAC chất lượng cao, tăng bảo mật bộ nhớ, mở rộng độ bền đa ứng dụng, tương thích với OpenGL ES 3.0
4,4
Ngày 22 tháng 7 năm 2013
GLSL 4.40, Điều khiển vị trí bộ đệm, Truy vấn không đồng bộ hiệu quả, Bố cục biến đổi Shader, Liên kết nhiều đối tượng hiệu quả, Chuyển đổi hợp lý các ứng dụng Direct3D, Mở rộng kết cấu không ràng buộc
4,5
Ngày 11 tháng 8 năm 2014
GLSL 4.50, Truy cập trạng thái trực tiếp (DSA), API OpenGL ES 3.1 và tính tương thích của trình đổ bóng, tính năng mô phỏng DX11
4.6
Ngày 31 tháng 7 năm 2017
GLSL 4.60, Xử lý hình học và thực hiện đổ bóng hiệu quả hơn, nhiều thông tin hơn, không có ngữ cảnh lỗi, SPIR-V, lọc bất đẳng hướng
Cookies là các tệp nhỏ được lưu trữ trên máy tính của người dùng. Chúng được thiết kế để chứa một lượng dữ liệu nhỏ dành riêng cho một người dùng và trang web cụ thể và có thể được truy cập bởi máy chủ web hoặc máy tính người dùng. Điều này cho phép máy chủ phân phối một trang phù hợp với một người dùng cụ thể hoặc chính trang đó có thể chứa một số tập lệnh nhận biết dữ liệu trong cookie và do đó có thể mang thông tin từ các lần truy cập trước vào trang web (hoặc trang web có liên quan) để sử dụng trong các phiên truy cập tiếp theo.
Tôi có thể xem các cookie lưu trên máy tính của mình không?
Hầu hết các trình duyệt có màn hình cấu hình cho phép người dùng xem cookie nào đã được lưu trữ trên máy tính và tùy chọn xóa chúng.
Lưu ý rằng một trang web không thể xem cookie được đặt bởi các trang web khác, vì điều này sẽ vi phạm vấn đề bảo mật và quyền riêng tư.
Bên trong Cookie là gì ?
Mỗi cookie thực sự là một bảng tra cứu nhỏ chứa các cặp giá trị (khóa, dữ liệu) – ví dụ (tên, John) (họ, Smith). Khi cookie đã được đọc bởi mã trên máy chủ hoặc máy khách, dữ liệu có thể được truy xuất và sử dụng để tùy chỉnh trang web một cách thích hợp.
Khi nào Cookies được tạo ?
Việc ghi dữ liệu vào cookie thường được thực hiện khi trang web mới được tải – ví dụ: sau khi nhập địa chỉ website và nhấn nút ‘enter’, trình duyệt web xử lý dữ liệu sẽ chịu trách nhiệm lưu trữ các giá trị trong cookie. Nếu người dùng đã chọn tắt cookie thì thao tác ghi sẽ thất bại và các trang web tiếp theo dựa vào cookie sẽ phải thực hiện hành động mặc định hoặc nhắc người dùng nhập lại thông tin sẽ được lưu trữ trong cookie .
Tại sao Cookies được sử dụng ?
Cookies là một cách thuận tiện để lưu trữ thông tin (vd thông tin đăng nhập) giữa các phiên trên các trang web liên quan mà không phải nhập lại và tạo gánh nặng cho máy chủ với số lượng lưu trữ dữ liệu khổng lồ. Việc lưu trữ dữ liệu trên máy chủ mà không sử dụng cookie cũng sẽ gặp vấn đề vì khó lấy lại thông tin của một người dùng cụ thể mà không yêu cầu đăng nhập mỗi lần truy cập vào trang web.
Nếu có một lượng lớn thông tin cần lưu trữ, thì cookie có thể được sử dụng đơn giản như một phương tiện để xác định một người dùng nhất định để có thể tra cứu thêm thông tin liên quan trên cơ sở dữ liệu phía máy chủ. Ví dụ: lần đầu tiên người dùng truy cập trang web, họ có thể chọn tên người dùng được lưu trong cookie và sau đó cung cấp dữ liệu như mật khẩu, tên, địa chỉ, kích thước phông chữ ưa thích, bố cục trang, v.v. – tất cả thông tin này sẽ được lưu trữ trên cơ sở dữ liệu sử dụng tên người dùng làm khóa. Sau đó, khi trang web được xem lại, máy chủ sẽ đọc cookie để tìm tên người dùng và sau đó lấy tất cả thông tin của người dùng từ cơ sở dữ liệu mà không cần phải nhập lại.
Thời gian lưu trữ Cookie ?
Thời gian hết hạn của cookie có thể được đặt khi cookie được tạo. Theo mặc định, cookie bị hủy khi cửa sổ trình duyệt hiện tại bị đóng, nhưng nó có thể được thực hiện để duy trì trong một khoảng thời gian tùy ý sau đó.
Ai có thể truy cập Cookies ?
Khi cookie được tạo, trình duyệt có thể kiểm soát mức độ hiển thị của nó bằng cách đặt domain tên miền gốc ‘. Sau đó, nó sẽ có thể truy cập được vào bất kỳ URL nào thuộc về root đó. Ví dụ: root có thể được đặt thành “thietbiketnoi.com” và cookie sau đó sẽ có sẵn cho các trang web trong “www.thietbiketnoi.com” hoặc “thietbiketnoi.com/category/danh-gia-san-pham” hoặc “thietbiketnoi.com”. Điều này có thể được sử dụng để cho phép các trang liên quan ‘giao tiếp’ với nhau. Không thể đặt tên miền gốc thành các tên miền ‘cấp cao nhất’ như ‘.com’ hoặc ‘.co.uk’ vì điều này sẽ cho phép truy cập không giới hạn vào cookie.
Theo mặc định, cookie có thể hiển thị cho tất cả các đường dẫn trong miền của chúng, nhưng tại thời điểm tạo, chúng có thể được giới hạn ở một đường dẫn phụ nhất định – ví dụ: “https://thietbiketnoi.com/category/cong-nghe“.
Cookies có an toàn không ?
Có rất nhiều mối quan tâm về quyền riêng tư và bảo mật trên internet. Các cookie không tự đe dọa đến quyền riêng tư, vì chúng chỉ có thể được sử dụng để lưu trữ thông tin mà người dùng đã tình nguyện hoặc máy chủ web đã có. Mặc dù thông tin này có thể được cung cấp cho các trang web bên thứ ba, nhưng điều này không tệ hơn việc lưu trữ nó trong cơ sở dữ liệu trung tâm. Nếu bạn lo ngại rằng thông tin bạn cung cấp cho máy chủ web sẽ không được coi là bí mật thì bạn nên đặt câu hỏi liệu bạn có thực sự cần cung cấp thông tin đó không.
Theo dõi Cookies là gì?
Một số trang web thương mại bao gồm tài liệu quảng cáo nhúng được phục vụ từ trang web của bên thứ ba và những quảng cáo đó có thể lưu trữ cookie cho trang web của bên thứ ba đó, chứa thông tin được cung cấp từ trang web chứa – thông tin đó có thể bao gồm Tên của trang web, các sản phẩm cụ thể đang được xem, các trang đã truy cập, v.v. Khi người dùng sau đó truy cập một trang web khác có chứa quảng cáo được nhúng tương tự từ cùng một trang web của bên thứ ba, nhà quảng cáo sẽ có thể đọc cookie và sử dụng nó để xác định một số thông tin về lịch sử duyệt web của người dùng. Điều này cho phép các nhà xuất bản phục vụ quảng cáo được nhắm mục tiêu theo sở thích của người dùng, vì vậy về mặt lý thuyết có cơ hội phù hợp hơn với người dùng. Tuy nhiên, nhiều người cảm thấy ‘cookie theo dõi’ sự riêng tư của họ
Vi điều khiển MCU tích hợp trên các hệ thống nhúng
[lwptoc]
Giới thiệu MCU
MCU là gì ? nó viết tắt của microcontroller unit – Bộ vi điều khiển MCU là một máy tính nhỏ trên một chip bán dẫn tích hợp. Trong thuật ngữ hiện đại, nó tương tự nhưng kém tinh vi hơn các hệ thống trên chip SoC. Một vi điều khiển chứa một hoặc nhiều CPU (lõi bộ xử lý) cùng với bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi đầu vào/ đầu ra được lập trình.
Bộ nhớ chương trình lưu trữ như RAM, flash NOR hoặc ROM OTP cũng thường được bao gồm trên chip. Bộ vi điều khiển MCU được thiết kế cho các ứng dụng nhúng, trái ngược với bộ vi xử lý được sử dụng trong máy tính cá nhân hoặc các ứng dụng mục đích khác.
Vi điều khiển được sử dụng trong các sản phẩm và thiết bị điều khiển tự động, như hệ thống điều khiển động cơ ô tô, thiết bị y tế cấy ghép, điều khiển từ xa, máy văn phòng, dụng cụ điện, đồ chơi và các hệ thống nhúng khác.
Bằng cách giảm kích thước và chi phí so với thiết kế sử dụng bộ vi xử lý, bộ nhớ và thiết bị đầu vào/đầu ra riêng biệt, bộ vi điều khiển giúp tiết kiệm cho nhiều thiết bị. Trong bối cảnh internet vạn vật (IoT), vi điều khiển MCU là một giải pháp kinh tế và phổ biến, tiếp nhận dữ liệu cảm biến và kích hoạt các thiết bị theo lập trình.
Một số vi điều khiển có thể sử dụng 4 bit và hoạt động ở tần số thấp như 4 kHz, cho mức tiêu thụ điện năng thấp (một con số milliwatt hoặc microwatt). Chúng thường có chức năng chờ đợi một sự kiện như nhấn nút hoặc ngắt. Nhờ tiêu thụ năng lượng trong chế độ chờ thấp (đồng hồ CPU và hầu hết các thiết bị ngoại vi tắt) khiến chúng rất phù hợp cho các ứng dụng sử dụng pin cần thời gian hoạt động dài.
Các bộ vi điều khiển khác cũng có thể phục vụ các vai trò quan trọng về hiệu năng, trong đó chúng có thể cần hoạt động giống như bộ xử lý tín hiệu số (DSP), với tốc độ xung nhịp cao hơn và tiêu thụ điện năng nhiều hơn.
Lịch sử phát triển MCU
Một cuốn sách ghi nhận các kỹ sư TI Gary Boone và Michael Cochran với việc tạo thành công bộ vi điều khiển đầu tiên vào năm 1971. Kết quả công việc của họ là TMS 1000, được bán trên thị trường vào năm 1974. Nó kết hợp bộ nhớ chỉ đọc, bộ nhớ đọc/ghi, bộ xử lý và đồng hồ trên một chip và được nhắm mục tiêu vào các hệ thống nhúng.
Trong những năm đầu đến giữa thập niên 1970, các nhà sản xuất thiết bị điện tử Nhật Bản đã bắt đầu sản xuất bộ vi điều khiển cho ô tô, bao gồm MCU 4 bit trong xe hơi, cần gạt nước tự động, khóa điện tử, bảng điều khiển và MCU 8 bit để điều khiển động cơ.
Một phần để đáp ứng với sự tồn tại của MCU TMS 1000, Intel đã phát triển một hệ thống máy tính trên chip được tối ưu hóa cho các ứng dụng điều khiển, Intel 8048, được thương mại lần đầu tiên vào năm 1977. Nó kết hợp RAM và ROM trên cùng một con chip với bộ vi xử lý. Nó được ứng dụng rộng rãi với hơn một tỷ bàn phím PC. Vào thời điểm đó, Chủ tịch của Intel, Luke J. Valenter, đã tuyên bố rằng vi điều khiển (MCU) là một trong những sản phẩm thành công nhất trong lịch sử của công ty và ông đã mở rộng ngân sách phát triển dành cho bộ vi điều khiển thêm 25%.
Vi điều khiển ATmega
Hầu hết các vi điều khiển tại thời điểm này có các biến thể. Một vài loại có bộ nhớ chương trình EPROM, với một cửa sổ thạch anh trong suốt cho phép nó có thể xóa khi tiếp xúc với tia cực tím Những con chip có thể xóa được thường được sử dụng trong nguyên mẫu.
Biến thể khác là ROM hoặc PROM biến thể chỉ được lập trình một lần. Về sau, đôi khi thuật ngữ OTP được sử dụng, viết tắt của “lập trình một lần”. Trong một vi điều khiển OTP, PROM thường có cùng loại với EPROM, nhưng chip không có cửa sổ thạch anh; nên nó không thể bị xóa. Các phiên bản có thể xóa được yêu cầu các có cửa sổ thạch anh, chúng đắt hơn đáng kể so với các phiên bản OTP.
Vào năm 1993, việc giới thiệu bộ nhớ EEPROM cho phép các bộ vi điều khiển (bắt đầu với Microchip PIC16C84 ) được xóa nhanh chóng mà không cần cửa sổ (xem thêm bài viết về ROM là gì), cho phép tạo mẫu nhanh và lập trình trong hệ thống.
Công nghệ EEPROM đã có sẵn trước thời điểm này, nhưng EEPROM đắt hơn và kém bền hơn, khiến nó không phù hợp với các bộ vi điều khiển sản xuất hàng loạt chi phí thấp. Cùng năm đó, Atmel đã giới thiệu bộ vi điều khiển đầu tiên sử dụng bộ nhớ Flash, một loại EEPROM đặc biệt. Các công ty khác nhanh chóng làm theo với cả hai loại bộ nhớ.
Ngày nay, vi điều khiển có giá rẻ và sẵn có cho những người có sở thích, với các cộng đồng trực tuyến lớn xung quanh các bộ xử lý nhất định.
Số lượng và chi phí sản xuất MCU
Năm 2002, khoảng 55% tổng số CPU được bán trên thế giới là bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý 8 bit.
Một vi điều khiển 8-bit bao gồm một CPU chạy ở 12 MHz, 128 byte của RAM , 2048 byte của EPROM , và I / O trong cùng một chip
Hơn hai tỷ bộ vi điều khiển 8 bit đã được bán vào năm 1997, và theo Semico, hơn bốn tỷ bộ vi điều khiển 8 bit đã được bán trong năm 2006. Gần đây, Semico đã tuyên bố thị trường MCU tăng 36,5% trong năm 2010 và 12% trong năm 2011.
Một ngôi nhà điển hình ở một quốc gia phát triển có thể chỉ có bốn bộ vi xử lý đa năng nhưng có khoảng ba chục bộ vi điều khiển. Một chiếc ôtô tầm trung thông thường có khoảng 30 bộ vi điều khiển. Chúng cũng có thể được tìm thấy trong nhiều thiết bị điện như máy giặt, lò vi sóng và điện thoại.
Trong lịch sử, phân khúc 8 bit đã thống trị thị trường MCU. Năm 2011 vi điều khiển 16 bit trở thành loại MCU có khối lượng lớn nhất, lần đầu tiên vượt qua các thiết bị 8 bit IC Insights tin rằng thị trường MCU sẽ trải qua những thay đổi đáng kể trong năm năm tới với các thiết bị 32 bit liên tục chiếm thị phần lớn hơn về doanh số và khối lượng đơn vị.
Vào năm 2017, MCU 32 bit chiếm 55% doanh số của vi điều khiển Và chiếm 38% trong tống số lô hàng vi điều khiển trong năm 2017, trong khi các thiết bị 16 bit sẽ đại diện 34% tổng số thiết kế và 4/8 bit được dự đoán là 28% số đơn vị được bán trong năm đó.
Thị trường MCU 32 bit dự kiến sẽ tăng nhanh do nhu cầu về độ chính xác cao hơn trong các hệ thống xử lý nhúng và sự tăng trưởng trong kết nối sử dụng Internet IoT. Trong vài năm tới, MCU 32 bit phức tạp dự kiến sẽ chiếm hơn 25% công suất xử lý trong xe hơi.
Chi phí sản xuất MCU
Có thể dưới 0,1 đô la mỗi đơn vị. Chi phí đã giảm mạnh theo thời gian, với giá rẻ nhất 8-bit vi điều khiển là có sẵn với giá dưới 0,03 USD vào năm 2018, và một số 32-bit vi điều khiển khoảng $ 1 cho số lượng tương tự.
Vào năm 2012, sau một cuộc khủng hoảng toàn cầu, một sự sụt giảm doanh số hàng năm tồi tệ nhất và giá bán trung bình giảm 17%, giảm mạnh nhất kể từ những năm 1980, giá trung bình cho một vi điều khiển là 0,88 đô la Mỹ (0,69 đô la cho 4 – 8 bit, 0,59 đô la cho 16 bit, 1,76 đô la cho 32 bit). Năm 2012, doanh số bán vi điều khiển 8 bit trên toàn thế giới là khoảng 4 tỷ USD, trong khi đó, vi điều khiển 4 bit cũng có doanh số đáng kể.
Trong năm 2015, các bộ vi điều khiển 8 bit có thể được mua với giá $ 0,11 (1.000 đơn vị), 16-bit với giá $ 0,385 (1.000 đơn vị) và 32-bit với giá $ 0,378 (1.000 đơn vị, nhưng ở mức $ 0,35 cho 5.000).
Trong năm 2018, các bộ vi điều khiển 8 bit có thể được mua với giá 0,03 đô la, 16 bit với giá 0,393 (1.000 đơn vị, nhưng ở mức 0,563 đô la cho 100 hoặc 0,349 cho một cuộn 2.000), và 32 bit với giá 0,503 (1.000 đơn vị, nhưng ở mức $ 0,466 cho 5.000). Một số bộ vi điều khiển 32 bit có giá thấp hơn, tính theo đơn vị một, có thể có giá $ 0,891.
Máy tính nhỏ nhất thế giới
Vào ngày 21 tháng 6 năm 2018, “máy tính nhỏ nhất thế giới” đã được Đại học Michigan công bố. Thiết bị này là “hệ thống cảm biến không dây và pin có kích thước 0,04mm3 công suất 16nW với bộ xử lý Cortex-M0 + tích hợp và giao tiếp quang học” Nó có kích thước nhỏ hơn một hạt gạo.
Thiết bị được tích hợp RAM, tế bào quang điện, bộ xử lý và bộ truyền phát không dây . Vì chúng quá nhỏ để trang bị ăng ten vô tuyến thông thường, chúng nhận và truyền dữ liệu bằng ánh sáng. Thiết bị này có kích thước bằng 1/10 so với máy tính có kích thước kỷ lục thế giới được IBM tuyên bố trước đó vào tháng 3 năm 2018, nó có một triệu bóng bán dẫn, giá thành sản xuất thấp hơn 0,1 đô la.
Thiết kế nhúng là gì
Một vi điều khiển có thể được coi là một hệ thống khép kín với bộ xử lý, bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi và có thể được sử dụng như một hệ thống nhúng. Phần lớn các bộ vi điều khiển đang sử dụng ngày nay được nhúng vào các máy móc khác, như ô tô, điện thoại, thiết bị và thiết bị ngoại vi cho các hệ thống máy tính.
Trong khi một số hệ thống nhúng rất tinh vi, nhiều hệ thống có yêu cầu tối thiểu về bộ nhớ, không có hệ điều hành và độ phức tạp phần mềm thấp. Các thiết bị đầu vào và đầu ra điển hình bao gồm công tắc, rơle, solenoids, đèn LED, màn hình tinh thể lỏng nhỏ hoặc tùy chỉnh, thiết bị tần số vô tuyến và cảm biến cho dữ liệu như nhiệt độ, độ ẩm, mức độ ánh sáng, vv
Các hệ thống nhúng thường không có bàn phím, màn hình, ổ cứng, máy in hoặc các thiết bị I/O dễ nhận biết khác của máy tính cá nhân.
Ngắt vi điều khiển MCU là gì
Vi điều khiển phải cung cấp phản ứng thời gian thực (có thể dự đoán được, mặc dù không nhất thiết phải nhanh) đối với các sự kiện trong hệ thống nhúng mà chúng đang điều khiển.
Khi một số sự kiện xảy ra, một hệ thống ngắt có thể báo hiệu cho bộ xử lý tạm dừng xử lý chuỗi lệnh hiện tại và bắt đầu một dịch vụ ngắt (ISR hoặc “trình xử lý ngắt”) sẽ thực hiện bất kỳ xử lý nào được yêu cầu dựa trên nguồn của ngắt, trước khi quay lại chuỗi lệnh ban đầu.
Các nguồn ngắt có thể phụ thuộc vào thiết bị và thường bao gồm các sự kiện như tràn bộ đếm thời gian bên trong, hoàn thành chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số, thay đổi mức logic trên đầu vào như nút được nhấn và dữ liệu nhận được trên liên kết truyền thông.
Trong trường hợp tiêu thụ năng lượng thấp, các ngắt cũng có thể đánh thức vi điều khiển khỏi trạng thái ngủ công suất thấp nơi bộ xử lý bị dừng cho đến khi được yêu cầu làm điều gì đó bởi một sự kiện ngoại vi.
Chương trình lập trình cho MCU
Thông thường các chương trình được lập trình cho vi điều khiển phải phù hợp với bộ nhớ trên chip có sẵn, vì sẽ tốn kém khi trang bị một hệ thống với bộ nhớ ngoài, có thể mở rộng.
Trình biên dịch được sử dụng để chuyển đổi cả mã ngôn ngữ cấp cao và mã assembly thành mã máy nhỏ gọn để lưu trữ trong bộ nhớ của bộ vi điều khiển MCU. Tùy thuộc vào thiết bị, bộ nhớ chương trình có thể là vĩnh viễn, bộ nhớ chỉ đọc chỉ có thể được lập trình tại nhà máy hoặc có thể là bộ nhớ flash có thể thay đổi hoặc bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa.
Các nhà sản xuất thường sản xuất các phiên bản đặc biệt của bộ điều khiển MCU của họ để giúp phát triển phần cứng và phần mềm của hệ thống đích. Ban đầu chúng bao gồm các phiên bản EPROM có “cửa sổ” trên đỉnh thiết bị, qua đó bộ nhớ chương trình có thể bị xóa bởi ánh sáng cực tím , sẵn sàng để lập trình lại sau một chu trình lập trình (“ghi”) và kiểm tra. Từ năm 1998, các phiên bản EPROM rất hiếm và đã được thay thế bằng EEPROM và flash, dễ sử dụng hơn (có thể xóa bằng điện tử) và rẻ hơn để sản xuất.
Các phiên bản khác của chương trình có thể có sẵn khi ROM được truy cập như một thiết bị bên ngoài thay vì bộ nhớ trong, tuy nhiên những phiên bản này đang trở nên hiếm do sự sẵn có rộng rãi của các lập trình viên vi điều khiển giá rẻ.
Việc sử dụng các thiết bị lập trình trên bộ vi điều khiển MCU có thể cho phép cập nhật chương trình firmware hoặc cho phép sửa đổi đối với các sản phẩm đã được lắp ráp nhưng chưa được xuất xưởng. Bộ nhớ lập trình được cũng giảm thời gian dẫn cần thiết để triển khai một sản phẩm mới.
Một bộ vi điều khiển MCU tùy chỉnh kết hợp một khối logic kỹ thuật số có thể được cá nhân hóa cho khả năng xử lý bổ sung, các thiết bị ngoại vi và giao diện phù hợp với yêu cầu của ứng dụng. Một ví dụ là AT91CAP từ Atmel .
Các tính năng khác của vi điều khiển MCU
MCU thường chứa từ vài đến hàng chục chân đầu vào/đầu ra cho mục đích chung (GPIO). Các chân GPIO có thể cấu hình theo trạng thái đầu vào hoặc đầu ra. Khi các chân GPIO được cấu hình ở trạng thái đầu vào, chúng thường được sử dụng để đọc các cảm biến hoặc tín hiệu bên ngoài. Được cấu hình ở trạng thái đầu ra, chân GPIO có thể điều khiển các thiết bị bên ngoài như đèn LED hoặc động cơ, nhưng thường là gián tiếp thông qua các linh kiện công suất cao bên ngoài.
Nhiều hệ thống nhúng cần đọc các cảm biến tạo ra tín hiệu tương tự. Đây là mục đích của bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC). Vì bộ xử lý được xây dựng để giải thích và xử lý dữ liệu số, tức là 1 và 0, nên chúng không thể làm bất cứ điều gì với các tín hiệu tương tự có thể được gửi đến thiết bị.
Vì vậy, bộ chuyển đổi tương tự sang số được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu đến thành một dạng mà bộ xử lý có thể nhận ra. Một tính năng ít phổ biến hơn trên một số bộ vi điều khiển là bộ chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự (DAC) cho phép bộ xử lý phát tín hiệu tương tự hoặc mức điện áp.
Ngoài các bộ chuyển đổi, nhiều bộ vi xử lý nhúng cũng bao gồm nhiều bộ định thời khác nhau. Một trong những loại bộ định thời phổ biến nhất là bộ định thời PIT. Bộ PIT có thể đếm ngược từ một số giá trị về 0 hoặc tối đa dung lượng của thanh ghi đếm về 0. Khi nó đạt đến 0, nó sẽ gửi một ngắt đến bộ xử lý chỉ ra rằng nó đã kết thúc đếm. Điều này rất hữu ích cho các thiết bị như máy điều chỉnh nhiệt, định kỳ kiểm tra nhiệt độ xung quanh chúng để xem chúng có cần bật điều hòa, bật máy sưởi, v.v.
Khối điều chế độ rộng xung chuyên dụng (PWM) giúp CPU có thể điều khiển bộ biến đổi công suất , tải điện trở , động cơ , v.v. mà không cần sử dụng nhiều tài nguyên CPU trong các vòng lặp hẹn giờ chặt chẽ.
Một khối thu/phát không đồng bộ (UART) cho phép nhận và truyền dữ liệu qua một kết nối nối tiếp với rất ít tải trên CPU. Phần cứng trên các vi điều khiển MCU chuyên dụng cũng thường bao gồm các khả năng giao tiếp với các thiết bị (chip) khác ở các định dạng kỹ thuật số như Mạch tích hợp (I²C), Giao diện ngoại vi nối tiếp (SPI), Bus nối tiếp vạn năng (USB) và Ethernet .
MCU Tích hợp cao
Bộ vi điều khiển MCU có thể không triển khai địa chỉ bên ngoài hoặc bus dữ liệu vì chúng tích hợp RAM và bộ nhớ không mất dữ liệu trên cùng một chip với CPU. Sử dụng ít chân hơn, chip có thể được đặt trong một gói nhỏ hơn, rẻ hơn nhiều.
Vi điều khiển CMOS dựa trên cơ sở PIC12C508 8 bit, tích hợp EEPROM/EPROM/ROM do Microchip Technology sản xuất bằng quy trình 1200 nanomet
Tích hợp bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi khác trên một chip duy nhất làm tăng chi phí của chip đó, nhưng thường dẫn đến giảm toàn bộ chi phí tổng của hệ thống nhúng. Ngay cả khi chi phí CPU có các thiết bị ngoại vi tích hợp cao hơn một chút so với chi phí của CPU và các thiết bị ngoại vi bên ngoài, việc có ít chip hơn thường cho phép một bảng mạch nhỏ hơn và rẻ hơn, và giảm thời gian cần thiết để lắp ráp và kiểm tra bảng mạch, có xu hướng giảm tỷ lệ lỗi lắp ráp hoàn thiện.
Bộ vi điều khiển MCU là một mạch tích hợp đơn, thường có các tính năng sau:
Đơn vị xử lý trung tâm – từ nhỏ và đơn giản 4-bit đến phức tạp 32-bit hoặc 64-bit
Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM)
ROM , EPROM , EEPROM hoặc bộ nhớ Flash để lưu trữ chương trình vận hành
Các đầu vào và đầu ra riêng biệt, cho phép kiểm soát hoặc phát hiện trạng thái logic của một chân riêng lẻ
Cổng nối tiếp đầu vào/đầu ra như cổng nối tiếp (UARTs)
Các giao tiếp truyền thông nối tiếp khác như I²C , Giao diện ngoại vi nối tiếp và Mạng để kết nối hệ thống
Các khối ngoại vi như bộ hẹn giờ, bộ đếm sự kiện, bộ tạo PWM và bộ giám sát
Bộ tạo xung nhịp – thường là bộ tạo dao động tinh thể thạch anh, bộ cộng hưởng hoặc mạch RC
Đôi khi thường bao gồm bộ chuyển đổi tương tự sang số, một số bao gồm bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự
Mạch lập trình và mạch hỗ trợ gỡ lỗi
Việc tích hợp này làm giảm đáng kể số lượng chip và số lượng không gian bảng mạch và dây điện cần thiết để sản xuất các hệ thống tương đương bằng cách sử dụng các chip riêng biệt. Hơn nữa, đặc biệt trên các thiết bị năng lượng thấp, mỗi chân (pin) có thể giao tiếp với một số thiết bị ngoại vi bên trong, với chức năng pin được lập trình bằng phần mềm. Điều này cho phép các chân MCU được sử dụng trong nhiều ứng dụng hơn so với các chân có chức năng chuyên dụng.
Bộ vi điều khiển MCU đã được chứng minh là rất phổ biến trong các hệ thống nhúng kể từ khi được giới thiệu vào những năm 1970.
Một số bộ vi điều khiển MCU sử dụng kiến trúc Harvard : các bus bộ nhớ riêng để hướng dẫn và dữ liệu, cho phép truy cập diễn ra đồng thời. Khi sử dụng kiến trúc Harvard, các chỉ dẫn cho bộ xử lý có thể có kích thước bit khác với chiều dài của bộ nhớ trong và các thanh ghi; ví dụ: hướng dẫn 12 bit được sử dụng với các thanh ghi dữ liệu 8 bit.
Các nhà sản xuất vi điều khiển MCU thường thiết kế tần số hoạt động và hệ thống linh hoạt trước các yêu cầu từ thị trường của khách hàng và phải cân bằng nhu cầu giảm thiểu kích thước chip so với chức năng bổ sung.
Kiến trúc vi điều khiển MCU rất khác nhau. Một số thiết kế bao gồm các lõi vi xử lý đa năng, với một hoặc nhiều chức năng ROM, RAM hoặc I/O được tích hợp. Một tập lệnh của bộ vi điều khiển MCU thường có nhiều hướng dẫn để làm cho các chương trình điều khiển nhỏ gọn hơn.
Ví dụ, bộ MCU đa năng có thể yêu cầu một số hướng dẫn để kiểm tra một bit trong thanh ghi nếu bit được đặt, trong đó MCU có thể có một lệnh duy nhất để cung cấp chức năng thường được yêu cầu.
Theo truyền thống, vi điều khiển không có bộ xử lý toán học, vì vậy các phép toán dấu phẩy động được thực hiện bằng phần mềm. Tuy nhiên, một số thiết kế gần đây bao gồm các tính năng được tối ưu hóa của FPU và DSP. Một ví dụ là dòng dựa trên PIC32 MIPS của Microchip.
Môi trường lập trình MCU là gì ?
Các bộ vi điều khiển ban đầu chỉ được lập trình bằng ngôn ngữ assembly, nhưng các ngôn ngữ lập trình cấp cao khác, như C , Python và JavaScript, hiện cũng được sử dụng phổ biến cho vi điều khiển và các hệ thống nhúng.
Trình biên dịch cho các ngôn ngữ cấp cao thường sẽ có một số hạn chế nhưng cũng có một số cải tiến để hỗ trợ tốt hơn các đặc tính của vi điều khiển. Một số vi điều khiển có môi trường để hỗ trợ phát triển ứng dụng. Các nhà cung cấp vi điều khiển thường cung cấp các công cụ miễn phí để dễ dàng lập trình và ứng dụng trên phần cứng của họ.
Các bộ vi điều khiển có phần cứng đặc biệt có thể yêu cầu các ngôn ngữ không chuẩn của riêng họ, chẳng hạn như SDCC cho 8051. Các trình biên dịch cũng có thể chứa các tính năng không tiêu chuẩn, chẳng hạn như MicroPython.
Phần mềm biên dịch cũng có sẵn cho một số vi điều khiển. Ví dụ, BASIC trên các bộ vi điều khiển MCU Intel 8052 ; BASIC và FORTH trên Zilog Z8 cũng như một số thiết bị hiện đại. Thông thường các trình biên dịch hỗ trợ lập trình tương tác .
Mô phỏng có sẵn cho một số vi điều khiển. Điều này cho phép nhà phát triển phân tích hành vi của vi điều khiển và chương trình của họ sẽ như thế nào trong thực tế. Một trình giả lập sẽ hiển thị trạng thái bộ xử lý bên trong và cả trạng thái đầu ra, cũng như cho phép các tín hiệu đầu vào được tạo ra.
Mặc dù hầu hết các trình giả lập sẽ bị hạn chế do không thể mô phỏng nhiều phần cứng khác nhau trong một hệ thống, chúng có thể thực hiện các điều kiện khó có thể tái tạo theo cách thực hiện trong thực tế và có thể là cách nhanh nhất để gỡ lỗi và phân tích các vấn đề.
Các bộ vi điều khiển gần đây thường được tích hợp với mạch gỡ lỗi trên chip khi được trình giả lập trong mạch (ICE) truy cập thông qua JTAG , cho phép gỡ lỗi firmware với trình gỡ lỗi. ICE thời gian thực có thể cho phép xem hoặc thao tác các trạng thái nội bộ trong khi chạy. ICE truy tìm có thể ghi lại chương trình đã thực hiện và trạng thái MCU trước/sau điểm kích hoạt.
Các loại vi điều khiển MCU phổ biến
Có hàng tá kiến trúc và nhà sản xuất vi điều khiển bao gồm:
ARM core processors (nhiều nhà sản xuất)
ARM Cortex-M cores sử dụng cho các ứng dụng cụ thể khác nhau
Microchip Technology Atmel AVR (8-bit), AVR32 (32-bit) và AT91SAM (32-bit)
Cypress Semiconductor’s M8C core sử dụng trên các PSoC (Programmable System-on-Chip)
Freescale ColdFire (32-bit) và S08 (8-bit)
Freescale 68HC11 (8-bit) và các loại khác thuộc họ Motorola 6800
Intel 8051 được sản xuất bởi NXP Semiconductors và nhiều nhà sản xuất khác
Infineon: 8-bit XC800, 16-bit XE166, 32-bit XMC4000 (ARM dựa trên Cortex M4F), 32-bit TriCore và 32-bit Aurix Tricore Bit
Maxim tích hợp MAX32600, MAX32620, MAX32625, MAX32630, MAX32650, MAX32640
Texas Instruments TI MSP430 (16-bit), MSP432 (32-bit), C2000 (32-bit)
Toshiba TLCS-870 (8-bit/16-bit)
Nhiều vi điều khiển MCU khác tồn tại được sử dụng trong phạm vi ứng dụng rất hẹp hoặc giống như bộ xử lý ứng dụng hơn là vi điều khiển. Thị trường vi điều khiển cực kỳ phân mảnh, với nhiều nhà cung cấp, công nghệ và thị trường. Lưu ý rằng nhiều nhà cung cấp có thể bán các kiến trúc vi điều khiển cho các nhà sản xuất khác.
Độ trễ ngắt của MCU là gì
Trái ngược với các máy tính đa năng, các bộ vi điều khiển được sử dụng trong các hệ thống nhúng thường tìm cách tối ưu hóa độ trễ ngắt. Bao gồm cả việc giảm độ trễ và làm cho nó dễ dự đoán hơn (để hỗ trợ kiểm soát thời gian thực).
Khi một thiết bị gây ra gián đoạn (ngắt), các kết quả trung gian (thanh ghi) phải được lưu trước khi phần mềm chịu trách nhiệm xử lý ngắt có thể chạy. Chúng cũng phải được khôi phục sau khi xử lý ngắt đó kết thúc.
Nếu có nhiều thanh ghi bộ xử lý, quá trình lưu trữ và khôi phục này có thể mất nhiều thời gian hơn, làm tăng độ trễ. (Nếu ISR không yêu cầu sử dụng một số thanh ghi, nó có thể được giữ nguyên thay vì lưu và khôi phục chúng, vì vậy trong trường hợp đó, các thanh ghi đó không liên quan đến độ trễ).
Các cách để giảm độ trễ như yêu cầu ít các tiến trình của lõi xử lý (hạn chế chiếm dụng lõi xử lý vì nó làm chậm hầu hết quá trình xử lý) hoặc ít nhất là phần cứng không lưu tất cả chúng (điều này không hiệu quả nếu phần mềm sau đó cần phải bù bằng cách lưu phần còn lại “thủ công”).
Một kỹ thuật khác liên quan đến việc sử dụng cổng silicon cho “shadow registers”: Một hoặc nhiều thanh ghi trùng lặp chỉ được sử dụng bởi phần mềm ngắt, hỗ trợ ngăn xếp chuyên dụng.
Các yếu tố khác ảnh hưởng đến độ trễ ngắt bao gồm:
Chu kỳ cần thiết để hoàn thành các hoạt động CPU hiện tại. Để giảm thiểu các chi phí đó, bộ vi điều khiển có xu hướng có các đường ống ngắn (pipelines), bộ đệm ghi nhỏ và đảm bảo rằng các lệnh dài có thể tiếp tục hoặc có thể khởi động lại. Nguyên tắc thiết kế của RISC đảm bảo rằng hầu hết các hướng dẫn đều có cùng số chu kỳ, giúp tránh sự cần thiết của quá trình tiếp tục/khởi động lại như vậy.
Độ dài của bất kỳ phần quan trọng cần phải bị gián đoạn. Hạn chế truy cập cấu trúc dữ liệu đồng thời. Một cấu trúc dữ liệu phải được truy cập bởi một trình xử lý ngắt, phần quan trọng phải chặn ngắt đó. Theo đó, khi có các ràng buộc bên ngoài cứng đối với độ trễ hệ thống, các nhà phát triển thường cần các công cụ để đo độ trễ ngắt và theo dõi phần nào quan trọng gây ra sự chậm chạp.
Một kỹ thuật phổ biến chỉ chặn tất cả các ngắt trong thời gian của phần quan trọng. Điều này dễ thực hiện, nhưng đôi khi các phần quan trọng trở nên dài một cách khó chịu.
Một kỹ thuật phức tạp hơn chỉ chặn các ngắt có thể kích hoạt quyền truy cập vào cấu trúc dữ liệu đó. Điều này thường dựa trên các ưu tiên ngắt, có xu hướng không tương thích tốt với các cấu trúc dữ liệu hệ thống có liên quan. Theo đó, kỹ thuật này được sử dụng chủ yếu trong môi trường rất hạn chế.
Bộ xử lý có thể có hỗ trợ phần cứng cho một số phần quan trọng. Các ví dụ bao gồm hỗ trợ truy cập vào bit hoặc byte hoặc các hàm truy cập LDREX / STREX được giới thiệu trong kiến trúc ARMv6 .
Một số vi điều khiển cho phép ngắt ưu tiên cao hơn để ngắt các ưu tiên thấp hơn. Điều này cho phép phần mềm quản lý độ trễ bằng cách cung cấp các ngắt thời gian quan trọng ưu tiên cao hơn (và do đó độ trễ thấp hơn và dễ dự đoán hơn).
Tỷ lệ kích hoạt. Khi ngắt xảy ra back-to-back, vi điều khiển có thể tránh chu kỳ lưu / khôi phục ngữ cảnh bổ sung bằng một hình thức tối ưu hóa.
Các bộ vi điều khiển cấp thấp có xu hướng độ trễ ngắt ít hơn.
Công nghệ bộ nhớ trên MCU
Hai loại bộ nhớ khác nhau thường được sử dụng với vi điều khiển, bộ nhớ không mất dữ liệu (bộ nhớ chỉ đọc) để lưu trữ phần firmware và bộ nhớ đọc ghi cho dữ liệu tạm thời.
Dữ liệu
Từ các bộ vi điều khiển sớm nhất cho đến ngày nay, SRAM hầu như luôn được sử dụng làm bộ nhớ làm việc đọc/ghi . FRAM hoặc MRAM có khả năng có thể thay thế vì nó sẽ giúp tiết kiệm chi phí hơn.
Ngoài SRAM, một số bộ vi điều khiển cũng có EEPROM nội bộ để lưu trữ dữ liệu; và thậm chí những cái không có (hoặc không đủ) thường được kết nối với chip EEPROM bên ngoài (như tem BASIC) hoặc chip bộ nhớ flash bên ngoài.
Phần sụn firmware của MCU là gì
Các bộ vi điều khiển sớm nhất đã sử dụng ROM để lưu trữ firmware. Các bộ vi điều khiển sau này (các phiên bản đầu của Freescale 68HC11 và các bộ vi điều khiển PIC đầu tiên) có bộ nhớ EPROM, sử dụng cửa sổ cho phép xóa qua đèn UV, trong khi các phiên bản sản xuất không có cửa sổ như vậy là OTP (có thể lập trình một lần). Các bản cập nhật firmware có thể tương đương với việc thay thế chính vi điều khiển, do đó nhiều sản phẩm không thể nâng cấp được.
Motorola MC68HC805 là bộ vi điều khiển đầu tiên sử dụng EEPROM để lưu trữ phần sụn. Bộ vi điều khiển EEPROM trở nên phổ biến hơn vào năm 1993 khi Microchip giới thiệu PIC16C84 và Atmel giới thiệu bộ vi điều khiển 8051, lần đầu tiên sử dụng bộ nhớ NOR Flash để lưu trữ firmware. Các bộ vi điều khiển ngày nay hầu như chỉ sử dụng bộ nhớ flash, với một số MCU sử dụng FRAM và một số bộ phận có chi phí cực thấp vẫn sử dụng OTP hoặc Mask-ROM.
ROM là gì ? Bộ nhớ chỉ đọc – Tài liệu kỹ thuật điện tử
ROM là gì ?
Bộ nhớ chỉ đọc ( ROM ) là một loại bộ nhớ không thay đổi được sử dụng trong máy tính và các thiết bị điện tử khác. Dữ liệu được lưu trữ trong ROM không thể được sửa đổi bằng điện tử sau khi sản xuất. Bộ nhớ chỉ đọc hữu ích cho việc lưu trữ phần mềm hiếm khi thay đổi trong suốt vòng đời của hệ thống, đôi khi được gọi là phần sụn (firmware) . Các ứng dụng phần mềm cho các thiết bị lập trình có thể được phân phối dưới dạng các hộp mực bổ trợ có chứa bộ nhớ chỉ đọc (băng trò chơi video game).
Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình xóa được (EPROM) và bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình xóa được bằng điện (EEPROM) có thể được xóa và lập trình lại, nhưng thông thường chỉ có thể được thực hiện ở tốc độ tương đối chậm, có thể cần thiết bị đặc biệt để thực hiện, và chỉ có thể một sửa đổi số lần nhất định.
Thuật ngữ “ROM” đôi khi được sử dụng để chỉ một thiết bị ROM có chứa phần mềm hoặc một tệp có phần mềm được lưu trữ trong EEPROM hoặc Flash Memory. Ví dụ: người dùng sửa đổi hệ điều hành Android gọi các tệp chứa hệ điều hành đã sửa đổi là ” ROM tùy chỉnh ”
ROM sử dụng để lưu trữ chương trình BIOS
Rom trong các máy tính
Mọi chương trình được lưu trữ có thể sử dụng một dạng lưu trữ cố định trên ROM (nghĩa là dữ liệu của nó không bị mất khi bị ngắt nguồn) để lưu trữ chương trình ban đầu khởi chạy khi máy tính được bật hoặc bắt đầu thực thi (một quá trình được gọi là bootstrapping , thường được viết tắt là ” booting ” hoặc “booting up”).
Các dạng bộ nhớ chỉ đọc được sử dụng làm bộ lưu trữ không mất dữ liệu cho các chương trình trong hầu hết các máy tính, chẳng hạn như ENIAC từ năm 1948. Bộ nhớ chỉ đọc thực hiện nó đơn giản hơn vì nó chỉ cần một cơ chế để đọc các giá trị được lưu trữ, và không thay đổi chúng, và do đó có thể được thực hiện với các thiết bị điện tử thô (xem các ví dụ lịch sử bên dưới). Với sự ra đời của các mạch tích hợp vào những năm 1960, cả ROM và RAM có thể thay đổi đã được triển khai dưới dạng các mảng bóng bán dẫn trong chip silicon; tuy nhiên, một ô nhớ ROM có thể được sản xuất bằng cách sử dụng ít bóng bán dẫn hơn một ô nhớ SRAM. Do đó, ROM có thể được sản xuất với chi phí thấp hơn so với RAM trong nhiều năm.
Bộ nhớ Rom sơ khai
Hầu hết các máy tính gia đình của những năm 1980 đã lưu trữ một trình thông dịch BASIC hoặc hệ điều hành trong ROM vì các hình thức lưu trữ không mất dữ liệu khác như ổ đĩa từ là quá tốn kém. Ví dụ, Commodore 64 bao gồm 64 KB RAM và 20 KB ROM chứa trình thông dịch BASIC và ” Kernel ” của hệ điều hành. Các máy tính gia đình hoặc văn phòng sau này như IBM PC XT thường bao gồm các ổ đĩa từ và dung lượng RAM lớn hơn, cho phép chúng tải hệ điều hành từ ổ cứng vào RAM, chỉ còn một chương trình khởi động phần cứng tối thiểu trong ROM (được gọi là BIOS trong các máy tính tương thích IBM ). Cơ chế này cho phép chạy các hệ điều hành phức tạp hơn và dễ dàng nâng cấp hơn.
Trong các PC hiện đại, “ROM” (hoặc flash) được sử dụng để lưu trữ phần sụn khởi động (firmware) cơ bản cho bộ xử lý chính, cũng như các phần firmware khác nhau cần thiết để điều khiển các thiết bị độc lập như card đồ họa, đĩa cứng, ổ đĩa DVD, màn hình, v.v.. trong hệ thống. Ngày nay, nhiều bộ nhớ “chỉ đọc” này – đặc biệt là BIOS – thường được thay thế bằng bộ nhớ Flash (xem bên dưới), để cho phép lập trình lại khi cần nâng cấp firmware. Tuy nhiên, các hệ thống phụ đơn giản (chẳng hạn như bàn phím hoặc một số bộ điều khiển giao tiếp trong các mạch tích hợp trên bo mạch chính chẳng hạn) có thể sử dụng ROM (lập trình một lần).
ROM và các công nghệ kế thừa như flash là phổ biến trong các hệ thống nhúng . Chúng có trong mọi thứ, từ robot công nghiệp đến thiết bị gia dụng, điện tử tiêu dùng và IoT internet vạn vật (máy nghe nhạc MP3, hộp giải mã set-top-box, v.v.) tất cả đều được thiết kế cho các chức năng cụ thể, nhưng dựa trên bộ vi xử lý đa năng . Với phần mềm thường được kết hợp chặt chẽ với phần cứng, các thay đổi chương trình hiếm khi cần thiết trong các thiết bị đó (thường không trang bị ổ cứng vì lý do chi phí, kích thước hoặc mức tiêu thụ điện năng). Kể từ năm 2008, hầu hết các sản phẩm đều sử dụng Flash thay vì ROM và nhiều sản phẩm cung cấp một số cổng để kết nối với PC cho phần sụn (firmware) cập nhật; ví dụ, trình phát âm thanh kỹ thuật số có thể được cập nhật để hỗ trợ định dạng tệp mới . Một số người có sở thích đã tận dụng sự linh hoạt này để lập trình lại các sản phẩm tiêu dùng cho mục đích mới; ví dụ, các dự án iPodLinux và OpenWrt đã cho phép người dùng chạy các bản phân phối Linux đầy đủ tính năng trên máy nghe nhạc MP3 và bộ định tuyến không dây của họ.
ROM cũng hữu ích cho việc lưu trữ dữ liệu mật mã, vì nó khiến chúng khó thay đổi, điều này có thể được sử dụng để tăng cường bảo mật thông tin .
Sử dụng để lưu trữ dữ liệu
Vì ROM không thể được sửa đổi (hoặc khó sửa đổi), nên nó chỉ phù hợp để lưu trữ dữ liệu mà dự kiến sẽ không cần sửa đổi nhiều trong xuốt vòng đời của thiết bị. Cuối cùng, ROM đã được sử dụng trong nhiều máy tính để lưu trữ các bảng tra cứu để đánh giá các hàm toán học và logic (ví dụ: một đơn vị dấu phẩy động có thể lập bảng hàm sin để tạo điều kiện tính toán nhanh hơn). Điều này đặc biệt hiệu quả với CPU chậm và ROM rẻ hơn so với RAM.
Đáng chú ý, bộ xử lý hình ảnh màn hình của các máy tính ban đầu lưu trữ các bảng ký tự phông chữ bitmap trong ROM. Điều này thường có nghĩa là phông chữ hiển thị văn bản không thể thay đổi tương tác. Đây là trường hợp cho cả bộ điều hợp CGA và MDA có sẵn với IBM PC XT.
Việc sử dụng ROM để lưu trữ một lượng nhỏ dữ liệu như vậy đã biến mất gần như hoàn toàn trong các máy tính đa năng hiện đại. Tuy nhiên, Flash ROM đã đảm nhận vai trò mới là phương tiện để lưu trữ hàng loạt hoặc lưu trữ thứ cấp các tệp.
Các loại ROM
ROM dựa trên chất bán dẫn
Các chip ROM được lập trình cổ điển là các mạch vật lý tích hợp mã hóa dữ liệu sẽ được lưu trữ và do đó không thể thay đổi nội dung của chúng sau khi chế tạo. Các loại bộ nhớ trạng thái rắn không mất dữ liệu khác cho phép sửa đổi một số lần nhất định.
PROM là gì
Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình (PROM) hoặc ROM lập trình một lần (OTP), có thể được ghi vào hoặc lập trình lại thông qua một thiết bị đặc biệt gọi là lập trình PROM . Thông thường, thiết bị này sử dụng điện áp cao để phá hủy vĩnh viễn hoặc tạo các liên kết bên trong ( cầu chì hoặc antifuses ) trong chip. Do đó, một PROM chỉ có thể được lập trình một lần.
EPROM là gì
EPRom với cửa sổ xóa bằng tia UV
Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình lại (EPROM) bằng cách tiếp xúc với ánh sáng cực tím mạnh(thường trong 10 phút hoặc lâu hơn), sau đó viết lại với quy trình cần điện áp cao hơn thông thường. Tiếp xúc nhiều lần với tia UV cuối cùng sẽ làm hao mòn EPROM, nhưng độ bền của hầu hết các chip EPROM đều đạt 1000 chu kỳ xóa và lập trình lại. Các chip EPROM thường có thể được phân biệt bởi “cửa sổ” cho phép ánh sáng UV đi vào. Sau khi lập trình, cửa sổ thường được phủ nhãn bảo vệ để ngăn việc xóa do vô tình. Một số chip EPROM được lập trình tại nhà máy trước khi chúng được đóng gói và không bao gồm cửa sổ.
EEPROM là gì
Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình được bằng điện tử (EEPROM) dựa trên cấu trúc bán dẫn tương tự EPROM, nhưng cho phép xóa toàn bộ nội dung của nó, sau đó viết lại bằng điện, và chúng không bị xóa khỏi máy tính khi mất điện (máy tính nhúng trong máy ảnh, máy nghe nhạc MP3, v.v.). Viết hoặc flash EEPROM chậm hơn nhiều (mili giây trên bit) so với đọc từ ROM hoặc ghi vào RAM (nano giây trong cả hai trường hợp).
EAROM là gì
Bộ nhớ chỉ đọc có thể thay đổi bằng điện (EAROM) là một loại EEPROM có thể được sửa đổi một bit mỗi lần. Viết lại là một quá trình rất chậm và cần điện áp cao hơn (thường là khoảng 12 V ) so với điện áp sử dụng để đọc dữ liệu. EAROM dành cho các ứng dụng yêu cầu thay đổi không thường xuyên và chỉ thay đổi một phần. EAROM có thể được sử dụng làm bộ lưu trữ không mất dữ liệu cho thông tin thiết lập hệ thống quan trọng; trong nhiều ứng dụng, EAROM đã được thay thế bằng RAM CMOS được cung cấp bởi nguồn điện chính và được sao lưu bằng pin lithium .
Bộ nhớ flash là gì ?
Bộ nhớ flash (hoặc đơn giản là flash ) là một loại EEPROM hiện đại được phát minh vào năm 1984. Bộ nhớ flash có thể bị xóa và ghi lại nhanh hơn EEPROM thông thường và các thiết kế mới hơn có độ bền rất cao (vượt quá 1.000.000 chu kỳ). Đèn flash NAND hiện đại giúp sử dụng hiệu quả diện tích chip silicon, dẫn đến các IC riêng lẻ có dung lượng lên tới 512 GB tính đến năm 2018; tính năng này, cùng với độ bền đọc ghi và độ bền vật lý của nó, đã cho phép flash NAND thay thế phương pháp lưu trữ từ tính (ổ cứng HDD) trong một số ứng dụng (như ổ flash USB ). Bộ nhớ flash đôi khi được gọi là flash ROM hoặc flash EEPROM khi được sử dụng thay thế cho các loại ROM cũ hơn, nhưng không phải trong các ứng dụng tận dụng khả năng của nó để được sửa đổi nhanh chóng và thường xuyên.
Bằng cách áp dụng bảo vệ ghi, một số loại ROM có thể lập trình lại có thể tạm thời trở thành bộ nhớ chỉ đọc.
Các công nghệ khác
Có các loại bộ nhớ không mất dữ liệu khác không dựa trên công nghệ IC trạng thái rắn, bao gồm:
Phương tiện lưu trữ quang , CD-ROM chỉ đọc (tương tự ROM). CD-ROM được ghi một lần đọc nhiều lần (tương tự như PROM), trong khi CD-RW hỗ trợ các chu trình xóa-ghi lại (tương tự EEPROM); cả hai đều được thiết kế để tương thích ngược với CD-ROM.
Tốc độ của ROM
Mặc dù tốc độ tương đối của RAM so với ROM đã thay đổi theo thời gian, kể từ năm 2007, các chip RAM lớn có thể đọc nhanh hơn hầu hết các ROM. Vì lý do này (và để cho phép truy cập thống nhất), đôi khi nội dung ROM được sao chép vào RAM hoặc được load vào RAM sau lần sử dụng đầu tiên và sau đó được đọc từ RAM.
Tốc độ đọc ghi
Đối với những loại ROM có thể được sửa đổi bằng điện, tốc độ ghi thường chậm hơn nhiều so với tốc độ đọc và có thể cần điện áp cao hơn thông thường, mức thay đổi điện áp kích hoạt ghi và mã lệnh khóa / mở khóa đặc biệt. Flash NAND hiện đại đạt tốc độ ghi cao nhất trong mọi công nghệ ROM có thể ghi lại, với tốc độ lên tới 10 GB/s, điều này đã được thúc đẩy bởi sự đầu tư gia tăng vào công nghệ ổ cứng trạng thái rắn của người tiêu dùng và doanh nghiệp và các sản phẩm bộ nhớ flash cho các thiết bị di động cao cấp hơn. Ở cấp độ kỹ thuật, những lợi ích đã đạt được bằng cách tăng tính song song cả trong thiết kế bộ điều khiển và lưu trữ, việc sử dụng bộ đệm đọc/ghi DRAM lớn và triển khai các ô nhớ có thể lưu trữ nhiều hơn một bit (DLC, TLC và MLC). Cách tiếp cận thứ hai dễ bị thất bại hơn nhưng điều này phần lớn được giảm thiểu bằng cách cung cấp các thuật toán đọc/ghi ngày càng tinh vi trong phần sụn (firmware)ổ đĩa.
Độ bền và lưu giữ dữ liệu ROM
Bởi vì chúng được ghi bằng cách buộc các electron đi qua một lớp cách điện trên cổng bóng bán dẫn, ROM có thể đọc ghi chỉ có thể chịu được một số lượng hạn chế các chu trình ghi và xóa trước khi lớp cách điện bị hỏng vĩnh viễn. Trong các EPROM thời kỳ đầu, điều này có thể xảy ra sau ít nhất 1.000 chu kỳ ghi, trong khi trong EEPROM Flash hiện đại, độ bền có thể vượt quá 1.000.000. Độ bền hạn chế, cũng như chi phí mỗi bit cao hơn, có nghĩa là bộ lưu trữ dựa trên Flash không có khả năng thay thế hoàn toàn các ổ đĩa từ trong tương lai gần.
Số lần mà ROM có thể đọc chính xác không bị giới hạn bởi chu kỳ ghi. Việc lưu giữ dữ liệu của EPROM, EAROM, EEPROM và Flash có thể bị hạn chế do rò rỉ điện tích từ các cổng của các bóng bán dẫn tế bào bộ nhớ. Rò rỉ có thể xảy ra nhanh hơn dưới tác động bởi nhiệt độ cao hoặc bức xạ . ROM và PROM không bị ảnh hưởng này, vì việc lưu giữ dữ liệu của chúng phụ thuộc vào tính chất vật lý thay vì tính bền vững của mạch tích hợp.
