سخت افزار یا به طور خاص سخت افزار رایانه، ماشین آلات، سیم کشی و سایر اجزای فیزیکی موجود در رایانه یا سیستم الکترونیکی است. این دستگاه ها برای پردازش و انجام کارها از سیگنال های الکتریکی و دستورالعمل های دیکته شده توسط نرم افزار استفاده می کنند.
به زبان ساده، سخت افزار رایانه دستگاه های جداگانه ای است که به کامپیوترها امکان عملکرد می دهد. سخت افزار با ایجاد مدارهایی با اجزای الکترونیکی ایجاد می شود و می تواند در داخل کامپیوتر یا به عنوان یک دستگاه خارجی که به درگاه های رایانه متصل است وجود داشته باشد.
همه این دستگاه ها باید از نظم خوبی برخوردار باشند و سیگنال ها را به درستی منتقل کنند تا کامپیوتر بدون خطا کار کند و تقریباً می توان تمام قطعات سخت افزاری را جایگزین و ارتقا داد تا کامپیوتر قدرتمندتری ایجاد کرد. به روزرسانی های سخت افزاری محبوب شامل جایگزینی RAM برای افزایش حافظه کل رایانه یا جایگزینی مانیتور با صفحه نمایش با کیفیت بالاتر است.سخت افزار رایانه را می توان به دو دسته تقسیم کرد: سخت افزار رایانه داخلی و سخت افزار رایانه خارجی:
نمونه هایی از سخت افزار رایانه داخلی
نمونه هایی از سخت افزار رایانه خارجی
نیمه هادی چیست؟
نیمه هادی ها یکی از مولفه های اصلی فناوری هستند که ما روزانه از آن استفاده می کنیم، از تلفن های هوشمند و تلویزیون گرفته تا یخچال و فریزر و لامپ های LED از نیمه هادی ها برای کار استفاده می کنند.نیمه هادی ماده جامدی است که هدایت را بین یک عایق و فلز تأمین می کند. یکی از نیمه رساناهای متداول مورد استفاده سیلیسیم است که ماده اصلی در ایجاد قطعات الکترونیکی و همچنین نام "دره سیلیکون" است که به عنوان مرکز فناوری مدرن شناخته می شود.شرکت های برتر صنعت نیمه هادی:
تعریف ابر رایانه
ابر رایانه، به طور کلی، یک کلاس از رایانه های بسیار قدرتمند است و اغلب در سیستم های بسیار مجهز یک زمان خاص استفاده می شود. ابررایانه های مدرن حاوی ده ها هزار پردازنده هستند و تریلیون ها محاسبه در ثانیه انجام می دهند که در FLOPS اندازه گیری می شوند یا عملیات نقطه شناور در ثانیه. ابررایانه های مدرن در درجه اول روی سیستم عامل های لینوکس کار می کنند و از چندین کامپیوتر ساخته می شوند که پردازش موازی را برای تکثیر قابلیت ها انجام می دهند.
ابر رایانه ها برای استفاده در برنامه های لحظه ای ایده آل هستند و برای فرآیندهای محاسبات پر حجم و داده، از پیش بینی هوا و مکانیک کوانتوم گرفته تا مدل سازی مولکولی، تحقیقات همجوشی هسته ای و موارد دیگر، حیاتی هستند.
محاسبات ابری که بسیاری از مشاغل و کاربران به آن اعتماد می کنند تنها به دلیل پیشرفت در محاسبات با کارایی بالا امکان پذیر است. این شرکت را قادر ساخته است تا از الگوی سنتی حفظ ابر رایانه داخلی به نفع سرورهای از راه دور مقیاس پذیر که قادر به تولید قدرت پردازش گسترده هستند، شانه خالی کنند.داستانهای سخت افزاری بیشتری را مشاهده کنید بیاموزید که Supercomputers چگونه انقلابی در صنعت فناوری و فراتر از آن ایجاد می کنند
سخت افزار ابر رایانه
صدها هزار جز individual جداگانه ابر رایانه ها و دستگاه های یکپارچه آنها را تشکیل می دهند. بیشتر آنها برای پشتیبانی از فرایندهای داخلی طراحی شده اند که ابر رایانه ها را قادر می سازد تا مقدار زیادی قدرت محاسباتی تولید کنند.
پردازنده ها: ابر رایانه ها ده ها هزار پردازنده برای انجام میلیاردها محاسبات فشرده در یک ثانیه دارند. این پردازنده ها دستورالعمل های برنامه را برای انجام محاسبات و شروع دسترسی به حافظه واکشی و اجرا می کنند
حافظه: ابر رایانه ها دارای حجم بالایی از حافظه هستند که به واحد اجازه می دهد تا در هر زمان به اطلاعات دسترسی پیدا کند. یک بلوک حافظه با گروهی از پردازنده ها که گره ایجاد می کنند بسته بندی شده است. ابررایانه های مدرن می توانند ده ها هزار از این گره ها را داشته باشند.
Interconnect: به جای اینکه گره ها به طور همزمان روی وظایف جداگانه کار کنند، اتصال به گره ها اجازه می دهد تا به طور جمعی روی یک راه حل برای یک کار واحد کار کنند. اتصال متقابل همچنین ارتباطی بین گره ها و دستگاه های ورودی / خروجی ایجاد می کند.
سیستم ورودی و خروجی: سیستم ورودی و خروجی شامل دستگاه های ذخیره سازی دیسک، شبکه و نوار است که همه برای پشتیبانی از سیستم فرعی محیطی در دسترس هستند.
منبع تغذیه: ابر رایانه ها اغلب به بیش از پنج مگاوات قدرت محاسباتی نیاز دارند. به همین دلیل، منبع تغذیه دائماً درحال بروزرسانی و به روزرسانی هستند تا با نیازهای توسعه مطابقت داشته باشند.
محاسبات کوانتومی یک روش محاسباتی کاملاً منحصر به فرد و پیشرفته است که توانایی مقیاس گذاری تصاعدی را دارد و امکان پیشرفت در علوم مواد، داروسازی، یادگیری ماشین و تشخیص بیماری را تقریباً بی حد و حصر می کند. برخلاف محاسبات کلاسیک، که بیت های فردی را که اطلاعات را به صورت حالت های دودویی 0 و 1 ذخیره می کنند، دستکاری می کند، کامپیوترهای کوانتومی برای تولید بیت های کوانتوم یا کیوبیت به مکانیک کوانتوم اعتماد می کنند.
کیوبیت ها ذرات زیر اتمی مانند الکترون و فوتون هستند که برای ایجاد یک حالت کوانتومی کنترل شده جدا شده اند. خصوصیات کوانتومی به هر گروه متصل از کیوبیت ها اجازه می دهد تا قدرت پردازش قابل توجهی بیش از تعداد معادل بیت های باینری را فراهم کنند. دو ویژگی که این را فعال می کنند، برهم نهی و درهم تنیدگی است.
Superposition: در حالی که وجود باینری فقط در یکی از دو حالت 1 یا 0 امکان پذیر است، Qubits خلاف خلاف کار می کند و قادر به نمایش ترکیبات احتمالی 1 و 0 در یک زمان خاص است. توانایی وجود همزمان در چندین حالت چیزی است که به عنوان superposition شناخته می شود و این به یک کامپیوتر کوانتومی اجازه می دهد تا تعداد عظیم نتایج بالقوه را همزمان تجزیه و تحلیل کند. هنگامی که نتیجه نهایی یک محاسبه اندازه گیری شد، کیوبیت به 1 یا 0 فرو می ریزد.
درهم تنیدگی: این حالت زمانی اتفاق می افتد که دو کیوبیت در یک حالت کوانتومی واحد وجود داشته باشد، و هر تغییری در یک کیوبیت، بدون توجه به فاصله فیزیکی، منجر به همان تغییر در کیوبیت دیگر خواهد شد. درهم تنیدگی است که هر زمان که یک کیوبیت اضافی اضافه می شود، باعث افزایش نمایی قدرت پردازش می شود. رایانه های کوانتومی برای سرعت بخشیدن به محاسبات از طریق استفاده از الگوریتم های منحصر به فرد کوانتومی، به کیوبیت های درهم پیچیده پیوند خورده متکی هستند.
سخت افزار کامپیوتر کوانتومی
استفاده از کیوبیت ها برای مدت طولانی نیاز به دمای بسیار سرد دارد - هر گرمای وارد شده به سیستم می تواند خطاهای مهمی را ایجاد کند، معروف به تجزیه. رایانه های کوانتومی باید بتوانند در دمای نزدیک به صفر مطلق ایجاد و کار کنند.رایانه های کوانتومی با استفاده از یخچال رقیق کننده دمای خود را حفظ می کنند. این سیستم های خنک کننده خصوصیات دو ایزوتوپ هلیوم را مخلوط می کنند تا اجازه دهند کیوبیت ها در داخل وجود داشته باشند.
تقویت کننده سیگنال qubit اولین مرحله تقویت یک کامپیوتر کوانتومی است که تا دمای 4 کلوین خنک می شود.خطوط مایکروویو ورودی هر مرحله را در یخچال ضعیف می کنند تا کیوبیت ها را از صدای حرارتی مضر در هنگام ارسال سیگنال های کنترل و بازخوانی به پردازنده محافظت کند.خطوط کواکسیال ابررسانا بین دو مرحله اول تقویت سیگنال مستقیم را تشکیل می دهند و از ابررساناها ساخته می شوند تا اتلاف انرژی را به حداقل برسانند.
مقره های برودتی سیگنال های کیوبیتس را در حالی که سر و صدا را فشار می دهند برای حفظ کیفیت کیوبیت به جلو سوق می دهند.تقویت کننده های کوانتومی در داخل محافظ مغناطیسی برای گرفتن و تقویت سیگنال های بازخوانی پردازنده وجود دارند در حالی که نویز را به حداقل می رسانند.محافظ کرایوپرم پردازنده کوانتومی را در خود جای داده و از آن در برابر تابش الکترومغناطیسی برای حفظ کیفیت محافظت می کند.
محفظه مخلوط کردن در پایین ترین قسمت محفظه قرار دارد و قدرت خنک کننده عظیم لازم برای کاهش پردازنده و سایر اجزا را تا دمای شدید 15 میلی لیتر فراهم می کند.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
