Персональные компьютеры

2 курс 2 семестр
Аватара пользователя
Артём Мамзиков
Admin
Сообщения: 367
Стаж: 2 года 9 месяцев
Откуда: Вологодская область
Контактная информация:

Персональные компьютеры

Сообщение Артём Мамзиков »

(12 листов) (пример история создания, первый процессор, архитектура, операции, по сегодняшний день)

10вариант
Фирма ADM

Фирма ADM.

Advanced Micro Devices, Inc. (AMD, дословный перевод «Передовые микроустройства») — компания -производитель интегральной микрочиповой электроники.
Второй крупнейший поставщик x86 совместимых процессоров и крупный поставщик флеш-памяти. Её финансовые показатели имеют стабильную тенденцию к росту. При этом AMD, не скупясь, финансирует свои научные исследования (до 20 % от объёма продаж) и расширяет свои производственные мощности. У AMD одни из наиболее современных в отрасли производственные мощности, расположенные в США, Юго-Восточной Азии, Германии. Что касается азиатских производств AMD, то они созданы в Японии в рамках совместного с Fujitsu предприятия по производству модулей флеш-памяти на основе 0,35-микронных технологий. Кроме того, AMD располагает сборочными и тестовыми площадками в Сингапуре и Таиланде. Стратегическими партнёрами компании AMD в сфере производства персональных компьютеров являются такие общеизвестные компании, как Acer, Fujitsu и Fujitsu Siemens Computers, Hewlett-Packard и IBM. Им сопутствуют 3Com, Bay Networks, Cabletron и Cisco в сфере сетевых продуктов и Alcatel, AT&T, Ericsson, NEC, Siemens AG и Sony на рынке телекоммуникационных систем. Главными конкурентами для компании являются Intel и Nvidia.
История развития фирмы ADM.
Корпоративная история.
AMD была основана 1 мая 1969 года Джерри Сандерсом

рисунок

и его 7 друзьями. Стартовый капитал составлял $100 000. Компания начала свою деятельность как производитель логических интегральных микросхем. Первым микропроцессором стал Am9080 — клон 8080, выпущенный по лицензии Intel. В 1975 году AMD выпускает первую микросхему RAM AM1902.
AMD объявила о слиянии с ATI Technologies 24 июля 2006 года. AMD заплатила $5,4 млрд. Слияние завершилось 25 октября 2006 года, и ATI стала частью AMD.
По сообщениям в декабре 2006 года AMD вместе со своим главным конкурентом в области графики Nvidia получили повестки в суд от Министерства юстиции США из-за подозрений в нарушении антимонопольного законодательства в области производства видеоплат, в частности в ценовом сговоре.
В октябре 2008 года AMD объявила о планах выделить многомиллиардные средства на совместное предприятие с Advanced Technology Investment, инвестиционной компанией, созданной правительством Абу-Даби. Новое предприятие называется GlobalFoundries. Это позволило AMD сконцентрироваться исключительно на микросхемах.
Процессоры.
Список микропроцессоров AMD.

Первый процессор.
В 1969 году AMD представляет чип-регистр Am9300 и процессор Am2501.

рисунок

В 1975 году, подписав кросс-лицензионное соглашение с Intel, AMD представляет свой процессор 8080, клон был совместим с оригиналом по набору команд. Затем AMD выпускает Am1902, свою первую плату оперативной памяти.

рисунок

Процессор собственной разработки, Am2900 оказался очень удачным для своего времени (высокая скорость работы, уменьшенное тепловыделение, программируемые инструкции для приложений).
в 1984 году AMD входит в рейтинг «Сто лучших компаний США»,
В 1991 AMD выпускает свой аналог i386 — Am386.

рисунок

Версия процессора от AMD работает на несколько большей частоте и имеет меньшее энергопотребление, и за год кампания реализует более миллиона экземпляров новинки.
В 1993 появляется процессор Am486. В 1993, в результате сотрудничества с Fujitsu, выходит на рынок флеш-память производства AMD. Компания переходит на техпроцесс менее одного микрона. После представления Intel процессора Pentium, в 1997 году AMD выпускает AMD K6. Далее появляется AMD K6-2 с технологией 3DNow!.
1995 – 1999
Эти годы можно назвать цветением компьютерной индустрии. Увеличение темпов гонки тактовых частот процессоров, всеобъемлющее распространение персональных компьютеров, развитие Интернета и компьютерных игр.
В ответ на появление Pentium от Intel, AMD в 1997 году спешно выпускает AMD-K6, который за счёт низкой стоимости находит своего покупателя. Далее, в процессе "гонки за лидером", появляется AMD-K6-2 с технологией 3DNow!, столь актуальной, учитывая тогдашний бум 3D-игр. Однако отличительной чертой всех этих процессоров AMD является неполная совместимость с программными продуктами от Microsoft.

рисунок

"Голубой мечтой" AMD становится вывести на рынок процессор, который бы сразу стал лидером за счёт производительности и полной поддержки ОС Windows. В 1999 году появляется AMD Athlon, моментально завоевавший популярность у пользователей (особенно – любителей игр) по всему миру. Сторонние кампании увеличивают выпуск материнских плат и чипсетов, созданных специально для Athlon. Можно сказать, что Athlon стал действительно первым продуктом AMD, который многие считали значительно лучше продукции Intel и иных конкурентов.
Также AMD начинает стратегическое партнерство с Motorola, вместе с которыми работают в области flash-памяти, а также в сферах сетей связи и телекоммуникаций.
В первой половине 1999 г. AMD начала поставки процессоров K6-III (К6-3D+) с разъёмом Socket 7. Главная особенность — встроенная кеш-память второго уровня 256 КБ (L1 кеш остался 64 КБ, что вдвое больше, чем Pentium III), работающая на полной частоте ядра (ранние Pentium III в SECC 2 конструктиве на половине частоты ядра), а кеш-память, установленная на материнской плате, рассматривается как кеш третьего уровня. Тактовые частоты 400—500 МГц.
Долго оставаться в Socket 7 процессоры от AMD не могли, так как предел его возможностей уже был достигнут. 23 июня 1999 г. были представлены модели AMD Athlon 500, 550, 600, изготовленные по 0,250 микронной технологии в новом корпусе Slot A (чуть более тонкий картридж по сравнению с Slot 1).
После этого AMD выпустила ещё несколько процессоров с более высокой частотой. 29 ноября 1999 г. были выпущены процессоры Athlon с частотами от 550—800 МГц, изготовленные по технологии 0,18 мкм (чтобы отличать, они именовались Model 1 — 0,250 микрон и Model 2 — 0,180 микрон). Основные характеристики: внутренняя архитектура — типа «RISC»; имеет 3 конвейера для целочисленных вычислений и 3 для операций с плавающей точкой; добавлены новые команды в блок 3DNow!, который теперь носит название Enhanced 3DNow!; L1 кеш — 128 КБ (64+64), L2 кеш — 512 КБ (в перспективе до 8 МБ) расположен в отдельных микросхемах рядом с процессором и работает на частоте равной половине частоты ядра, поддерживает ECC-механизм; многопроцессорность — теоретически до 14 процессоров на одной шине; системная шина — 100 МГц, но работает по обоим фронтам сигнала, результирующая 200 МГц.
В январе 2000 года президентом и главным управляющим стал Гектор Руиз.

рисунок

В июне AMD анонсирует семейство Mobile AMD-K6-2 + процессоров для использования в ноутбуках с технологией AMD PowerNow!, что еще больше позволяет продлить жизнь ноутбука без подзарядки.
В октябре появляется чипсет AMD-760 – первый на рынке поддерживающий технологию DDR (Dual Data Rate, оперативная память с двойной пропускной способностью).

рисунок

Переход на технологию 0,180 мкм для AMD состоялся летом 2000 г. разработкой ядра Thunderbird. Для своих новых процессоров Athlon AMD разрабатывает также новый разъём Socket A (Socket 462 в виде микросхемы). Новый процессор содержит 37 млн транзисторов. L1 кеш — 128 КБ, L2 кеш — 256 КБ (L2 находится на кристалле процессора). Единственное «узкое» место (во всех смыслах этого слова) — 64-битная шина между ядром и кешем второго уровня (ширина аналогичной шины Pentium III — 512 бит). Первые процессоры работали на шине 200 МГц (2х100), последующие модели перешли на 266 МГц (2х133). Набор команд x86, MMX, Enhanced 3DNow!
В ядре Athlon 4 появился блок аппаратной предвыборки данных. Изменения коснулись SIMD-инструкций 3DNow! Третья версия этих инструкций называется «3DNow! Professional», для управления энергопотреблением в процессоре Athlon 4 впервые реализована технология PowerNow! Также в ядре Athlon 4 появился встроенный в кристалл процессора диод для измерения температуры.
Не останавливаясь на достигнутом (и с переходом Athlon-ов на новое ядро), AMD, выпускает процессор Duron 1 и 1,1 ГГц (позже 1,2 ГГц), на новом ядре Morgan (переработанное Palomino). Кроме смены названия ядра, новый процессор имеет поддержку усовершенствованного набора инструкций 3DNow! Professional, а также инструкций SSE. Ядро Morgan имеет механизм предсказания переходов (процессор пытается предсказать, какие данные ему могут потребоваться) и буфер преобразование адреса (кеширование адресов памяти).
2001 год стал роковым для множества "доткомов" (связанного с непродуманностью и малой эффективностью бизнес-моделей, которые легли в основу индустрии сайтов с расширением .com), повлеча цепную реакцию проблем в бизнесе, затронувших практически все IT-корпорации. Большинство кампаний начали 2001 с увеличенными бюджетами, готовясь встретится лицом к лицу с различными трудностями.
AMD начинает поставки на рынок flash-памяти, основанную на фирменной архитектуре MirrorBit. Данная архитектура позволяет получить выйгрыш в скорости до двух раз, по сравнению с обычной flash. Производители сотовых телефонов и КПК с интересом относятся к разработке AMD.
Также AMD в июне представляет Athlon MP, первый мультизадачный процессор кампании, особая эффективность которого достигается вместе с памятью DDR2. Для геймеров же позиционируется другая новинка – Athlon XP, который, зачастую, превосходит решения от Intel в компьютерных играх, но стоит при этом существенно дешевле.
Именно в 2001 году, когда свежие трёхмерные игры появляются одна за одной, AMD выдвигает свою концепцию True Performance Initiative (TPI, "Истинная Производительность"). TPI основана на том, чтобы дать покупателю понять, что производительность процессора зависит не только от голых "мегагерц", а также от особенностей его внутренней архитектуры. За счет поддержки более сложных вычислений, увеличенного числа ступеней конвеера, измененных блоков предварительной выборки и многого другого, процессоры AMD, работавшие на более низких, чем Intel, частотах, зачастую обгоняли и в скорости работы. Технический процесс производства процессоров достигает 0,17 микрон и продолжает совершенствоваться.
В 2002 году AMD объявила о переходе на технологию 0,130 мкм и о внедрении новой технологии SOI («кремний на изоляторе»). В апреле 2002 года компания выпускает процессор Alchemy Au1100, который должен был конкурировать с Intel XScale. В начале лета 2002 года были объявлены более совершенные Athlon XP 2100+ и 2200+ на 0,130-микронном ядре Thoroughbred. Отличается от Palomino только технологией 0,130 микрон.

рисунок

В начале 2003 года компания AMD заключает соглашение с IBM о совместных технологических разработках.
10 февраля 2003 компания выпустила Athlon XP 3000+, 2800+ и 2500+ на ядре Barton с увеличенной вдвое кеш-памятью второго уровня (L2 — 512 КБ). Само вычислительное ядро процессора никаких существенных изменений не претерпело, то есть, по сути, мы имеем тот же самый Thoroughbred ревизии B с добавленной памятью. С новым объёмом кеша, AMD пересчитывает рейтинг своих процессоров 3000+ на Barton — реально работает на частоте 2167 МГц и 2700+ Thoroughbred-B — реально работает на той же частоте 2167 МГц. Частота шины 333—400 МГц (dual-pumped).
Весной 2003 года компания AMD выпускает первые 64-битные процессоры, полностью совместимые с процессорами x86, известные под названием Opteron и предназначавшиеся для серверов и рабочих станций. А в сентябре компания AMD выпускает аналогичные процессоры, известные как Athlon 64, и для персональных компьютеров.

рисунок

2003 г. — год выпуска AMD K7 Thorton (Athlon XP). Thorton — это скорее очередной Duron, экономичная модель Athlon XP на ядре Barton (искусственно отключена половина L2-кеша 256 Кбайт). Использование слова «Athlon» позволяет позиционировать Thorton как более производительную микросхему по сравнению с предыдущими Duron. Технология производства 0,130 мкм. Тактовая частота 1667—2133 МГц (2000+…2400+), частота шины 266 МГц (dual-pumped).
Представление процессора Sempron, которое должно было иметь место в середине августа, перенесено на 28 июля 2004 г. (выпуск 17 августа). Sempron 3100+ для Socket 754 ядро Paris, Sempron 2500+ (1750 МГц), 2600+ (1833 МГц), 2800+ (2000 МГц) для Socket A, ядро Barton.

рисунок

Модели Sempron под Socket A просуществуют до конца 2005 года, но в малобюджетных системах. Самым последним процессором Sempron под Socket A будет модель 3300+. Эти процессоры позиционируются, как конкуренты Intel Celeron D. Sempron под процессорный разъём Socket A по техническим характеристикам — практически Thoroughbred с 1,6 В напряжением, единственное отличие — частота шины, увеличенная до 333 МГц (dual-pumped). Последняя модель (Sempron 3300+) полностью аналогична Barton 3200+.
В июне 2005 года компанией AMD были выпущены двухъядерные процессоры Athlon 64 X2
24 июля 2006 года генеральный директор AMD подтвердил факт покупки компанией разработчика графических чипов — компанию ATI. Сумма сделки составила 5,4 миллиарда долларов.

рисунок

В 2007 году компания AMD начала производство своих графических чипов на базе разработок ATI.
В 2007 году появились первые четырёхъядерные процессоры AMD Phenom X4, первые конкуренты ранних Intel Core 2 Quad.
В 2009 году с переходом на новый Socket AM3 процессоры AMD обзавелись поддержкой памяти DDR3, что позволило установить на материнскую плату до 16 Гб ОЗУ.
В 2010 году 26 апреля AMD выпускает первые шестиядерные процессоры для настольных ПК Phenom II X6, совместимые с платформами Socket AM2+ и Socket AM3.
В 2011 году AMD выпускает процессоры на микроархитектуре Bulldozer.
В 2012 году AMD выпускает процессоры на новой микроархитектуре Piledriver.
Чипсеты
Основная статья: Список чипсетов AMD
Компанией были выпущены следующие чипсеты
Десктопные
• ATI Radeon™ Xpress 1100 (for Intel Desktops)
• AMD 480/570/580/690 CrossFire
• AMD 700/700S
• 7-Series
o Discrete Chipset: 770 (for HDEnthusiasts), 790X (for Gamers), 790FX (for Ultimate Gamers)
o Integrated Chipset: 790GX, 785G, 780V, 780G, 760G, 740G
• 8-Series Chipset: 890FX, 890GX, 880G, 870
• 9-Series Chipset (с поддержкой 8-ядерных процессоров, AMD OverDrive и FX): 990FX, 990X, 980G, 970
для платформы Fusion (Fusion controller hubs, FCH):
• AMD A45, A50M, A55T, A60M, A68M, A70M, A75 (Socket FM1), A55, A75, A85X (Socket FM2)
для встраиваемых систем
• AMD M690T/M690E / SB600
• AMD 780E / SB710
• AMD 785E / SB 8X0
• AMD SR5690 / SP5100
для ноутбуков
• AMD M780G
• AMD M880G
Доля на рынке
Процессоры
Доля AMD на рынке микропроцессоров на протяжении всей её истории была значительно меньше доли Intel. По итогам 2009 года доля AMD составила около 20 % от общемирового производства. Так же по итогам третьего квартала 2013 года она же составила 19,3 % (включая объемы процессоров для игровых приставок). Продукция производителя всегда отличалась привлекательным соотношением производительность/цена при достаточно демократичной розничной стоимости, в результате в период кризиса компания уверенно удерживала свою долю рынка.
Графические процессоры
По результатам 2 квартала 2010 года доля AMD на рынке дискретных видеокарт составила 51%, против 49% у ближайшего конкурента — NVidia, которая впервые уступила первенство на этом рынке. По данным Mercury Research, в указанный период Advanced Micro Devices заняла 51,1% рынка по объёму поставок, тогда как Nvidia — 48,8%.
Доля на рынке встроенной графики AMD также выросла, составив 24,5 %, против 19,8 % у Nvidia и 54,3 % у Intel.
AMD Radeon E6760 стал первым GPU для встраиваемых систем с поддержкой OpenCL и 6 дисплеев. Компания AMD известна не только в качестве одного из ведущих мировых производителей дискретных и интегрированных GPU с различной функциональностью, но и как разработчик специфических решений, предназначенных для рынка встраиваемых систем. Последним достижением AMD на этом поприще стал официальный дебют дискретного графического процессора Radeon E6760, являющегося в некоторых отношениях уникальным продуктом подобного рода. Уникальность AMD Radeon E6760 заключается в том, что он стал первым GPU в своей категории, способным предложить разработчикам встраиваемых систем сочетание поддержки технологии OpenCL и возможности работать с шестью независимыми дисплеями. Кроме того, функциональность данного графического решения включает в себя поддержку набора программных библиотек DirectX 11 и технологии Eyefinity (благодаря которой и реализуется подключение нескольких дисплеев), а также современных интерфейсов HDMI 1.4 и DisplayPort 1.2.
Программное обеспечение
AMD участвует в развитии программного обеспечения, оптимизируя его под свои платформы.
• Совместная с Sun Microsystems работа над улучшением производительности OpenSolaris и Sun xVM на процессорах AMD.
• Поддержка компилятора Open64.
• AMD Performance Library и AMD Core Math Library.
• Оптимизация процессоров семейства AMD Fusion под OpenCL совместно с Multicoreware.
• Разрабатывает графические драйверы для открытой ОС Linux.
• Разработала современный графический API Mantle и участвует в разработку нового стандарта OpenGL Next.
Судебные разбирательства с Intel
В 2000 году AMD подала антимонопольный иск против Intel, обвиняя её в злоупотреблении своим лидирующим положением. Intel была признана виновной в двух разбирательствах в Японии. В мае 2009 года Европейская комиссия вынесла обвинительный приговор и наложила на Intel рекордный штраф в $1,45 млрд. Еврокомиссией было выявлено, что Intel в период с 2002 по 2007 год заставляла производителей компьютеров отказываться от продукции AMD, делала скидки таким компаниям как Acer, Dell, HP, Lenovo, NEC. В докладе было сказано, что «Intel наносила вред европейским потребителям». AMD и GlobalFoundries поддержали данное решение. Вскоре Intel подала апелляцию, одновременно выплеснув в СМИ информацию, будто производители ПК отдавали предпочтение изделиям Intel из-за их более высокого качества. Так как дело стало публичным, Европейская комиссия раскрыла доказательства. Появился пресс-релиз, в котором были представлены фрагменты переписки руководства Intel и вышеназванных компаний. В этой переписке совершенно ясно говорилось, что долю AMD на рынке процессоров нужно сократить до 5 и даже 0%, за что Intel предоставляла этим компаниям различные бонусы.
В итоге в октябре 2009 года большинство разногласий удалось уладить. Intel обязалась выплатить AMD $1,25 млрд и впредь не злоупотреблять своим монопольным положением. AMD же обязалась отозвать все судебные иски против Intel по всему миру.
Всю историю AMD можно назвать "сорока годами гонки за лидером", ведь не зависимо от того, кто производил самые популярные процессоры на рынке – IBM или Intel, AMD всегда старалась выпустить свою альтернативу, зачастую оказывавшуюся гораздо более доступной и качественной. Будем надеяться, что и в дальнейшем AMD будет столь же ревностно относится к качеству собственных продуктов, и не раз ещё порадует как крупные кампании, так и простых пользователей мощными и доступными решениями.

В настоящий момент кампания AMD является одним из лидирующих игроков рынка "высоких технологий". Вряд ли в России найдется хоть один человек, связанный с компьютерами, который не слышал о данной компании. Но когда-то все гиганта рынка были крохотными фирмочками, и делали первые робкие шаги навстречу славе. Давайте посмотрим, как все начиналось и развивалось.
количество слов: 692
Аватара пользователя
Артём Мамзиков
Admin
Сообщения: 367
Стаж: 2 года 9 месяцев
Откуда: Вологодская область
Контактная информация:

Персональные компьютеры

Сообщение Артём Мамзиков »

3 вариант
ЖК - мониторы

История
В 70-х годах ХХ столетия компанией Rаdio Corporation of America был впервые представлен жидкокристаллический монохромный экран. Эффект жидкокристаллических дисплеев начал использоваться в электронных часах, калькуляторах, измерительных приборах. Потом стали появляться матричные дисплеи, воспроизводящие черно-белое изображение. В 1987 году компания Sharp разработала первый цветной жидкокристаллический дисплей диагональю 3 дюйма.
Гигантский скачок в развитии этой технологии произошел с появлением первых ноутбуков. Сначала матрицы были черно-белыми, потом цветными, но только «пассивного» типа. Они довольно сносно отображали статические изображения и рабочий стол ноутбука, но при малейшем движении «картинка» превращалась в сплошную мазню – на экране невозможно было что-либо разобрать. Естественно, это ограничивало сферы использования нового типа дисплеев. Дальнейшая эволюция жидкокристаллических матриц привела к созданию нового их типа – «активного». Такие дисплеи уже лучше справлялись с отображением на экране движущих объектов, и это способствовало появлению стационарных мониторов. В начале ХХI столетия появились первые ЖК телевизоры. Диагональ их была еще маленькой – около 15 дюймов.



Технические характеристики

Важнейшие характеристики ЖК-дисплеев:
Тип матрицы — технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.
Класс матрицы — по ISO 13406-2 подразделяются на четыре класса.
Разрешение — горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией. (ЭЛТ-мониторы также имеют фиксированное количество пикселей, которые также состоят из красных, зеленых и синих точек. Однако из-за особенностей технологии при выводе нестандартного разрешения в интерполяции нет необходимости).
Размер точки (размер пикселя) — расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением.
Соотношение сторон экрана (пропорциональный формат) — отношение ширины к высоте (5:4, 4:3, 3:2 (15÷10), 8:5 (16÷10), 5:3 (15÷9), 16:9 и др.)
Видимая диагональ — размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинаковой диагонали.
Контрастность — отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек при заданной яркости подсветки. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведённая для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.
Яркость — количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.
Время отклика — минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости. Составляется из двух величин:
Время буферизации (input lag). Высокое значение мешает в динамичных играх; обычно умалчивается; измеряется сравнением с кинескопом в скоростной съёмке. Сейчас (2011) в пределах 20—50 мс; в отдельных ранних моделях достигало 200 мс.
Время переключения — именно оно указывается в характеристиках монитора. Высокое значение ухудшает качество видео; методы измерения неоднозначны. Сейчас практически во всех мониторах заявленное время переключения составляет 2—6 мс.
Угол обзора — угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению. Некоторые производители указывают в тех. параметрах своих мониторов углы обзора такие к примеру как: CR 5:1 — 176/176°, CR 10:1 — 170/160°. Аббревиатура CR (contrast ratio) обозначает уровень контрастности при указанных углах обзора относительно перпендикуляра к экрану. При углах обзора 170°/160° контрастность в центре экрана снижается до значения не ниже чем 10:1, при углах обзора 176°/176° — не ниже чем до значения 5:1.

Устройство

Конструктивно дисплей состоит из ЖК-матрицы (стеклянной пластины, между слоями которой и располагаются жидкие кристаллы), источников света для подсветки, контактного жгута и обрамления (корпуса), чаще пластикового, с металлической рамкой жёсткости.
Каждый пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. Если бы жидких кристаллов не было, то свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокировался бы вторым фильтром.

рисунок

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной.
Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.
Если постоянное напряжение приложено в течение долгого времени, жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (так как изменение прозрачности происходит при включении тока, вне зависимости от его полярности).
Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.
Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения.
Таким образом, полноценный монитор с ЖК-дисплеем состоит из высокоточной электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса с элементами управления. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Преимущества и недостатки

К преимуществам жидкокристаллических дисплеев можно отнести: малые размер и масса в сравнении с ЭЛТ. У ЖК-мониторов, в отличие от ЭЛТ, нет видимого мерцания, дефектов фокусировки лучей, помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и четкостью. Энергопотребление ЖК-мониторов в зависимости от модели, настроек и выводимого изображения может как совпадать с потреблением ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров, так и быть существенно — до пяти раз — ниже. Энергопотребление ЖК-мониторов на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки (англ. backlight — задний свет) ЖК-матрицы. Во многих мониторах 2007 года для настройки пользователем яркости свечения экрана используется широтно-импульсная модуляция ламп подсветки частотой от 150 до 400 и более герц.
С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и множество недостатков, часто принципиально трудноустранимых, например:
• В отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь в одном («штатном») разрешении. Остальные достигаютсяинтерполяцией.
• По сравнению с ЭЛТ, ЖК-мониторы имеют малый контраст и глубину чёрного цвета. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения.
• Из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки) — на некоторых мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах), связанная с использованием блоков линейных ртутных ламп.
• Фактическая скорость смены изображения также остаётся заметно ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев. Технология overdrive решает проблему скорости лишь частично.
• Зависимость контраста от угла обзора до сих пор остаётся существенным минусом технологии.В ЭЛТ дисплеях эта проблема полностью отсутствует.
• Массово производимые ЖК-мониторы плохо защищены от механических повреждений. Особенно чувствительна матрица, не защищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация.
• Существует проблема дефектных пикселей. Предельно допустимое количество дефектных пикселей, в зависимости от размеров экрана, определяется в международном стандарте ISO 13406-2 (в России — ГОСТ Р 52324-2005). Стандарт определяет 4 класса качества ЖК-мониторов. Самый высокий класс — 1, вообще не допускает наличия дефектных пикселей. Самый низкий — 4, допускает наличие до 262 дефектных пикселей на 1 миллион работающих. ЭЛТ этой проблеме не подвержены.
• Пиксели ЖК-мониторов деградируют, хотя скорость деградации наименьшая из всех технологий отображения, за исключением лазерных дисплеев, вообще не подверженных ей.
Перспективной технологией, которая может заменить ЖК-мониторы, часто считают OLED-дисплеи (матрица с органическими светодиодами), однако она встретила много сложностей в массовом производстве, особенно для матриц с большой диагональю.

Технологии

Основные технологии при изготовлении ЖК дисплеев: TN+film, IPS (SFT, PLS) и MVA. Различаются эти технологии геометрией поверхностей, полимера, управляющей пластины и фронтального электрода. Большое значение имеют чистота и тип полимера со свойствами жидких кристаллов, применённого в конкретных разработках.
Время отклика ЖК мониторов, сконструированных по технологии SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display — кремниевая отражающая жидкокристаллическая матрица), уменьшено до 5 мс.
Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (англ. Plasma Addressed Liquid Crystal — плазменное управление жидкими кристаллами), которая соединила в себе преимущества ЖК (яркость и насыщенность цветов, контрастность) и плазменных панелей (большие углы обзора по горизонтали и вертикали, высокая скорость обновления). В качестве регулятора яркости в этих дисплеях используются газоразрядные плазменные ячейки, а для цветовой фильтрации применяется ЖК-матрица. Технология PALC позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, а это означает наилучшую управляемость и качество изображения
TN + film (Twisted Nematic + film) — самая простая технология. Слово film в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно — от 90 до 150°). В настоящее время приставку film часто опускают, называя такие матрицы просто TN. Способа улучшения контрастности и углов обзора для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности — нет.
Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселям не прилагается напряжение, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. И поскольку направление поляризации фильтра на второй пластине составляет как раз угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.
К достоинствам технологии можно отнести самое маленькое время отклика среди современных матриц, а также невысокую себестоимость. Недостатки: худшая цветопередача, наименьшие углы обзора.
Технология IPS (англ. In-Plane Switching), или SFT (Super Fine TFT), была разработана компаниями Hitachi и NEC.
Эти компании пользуются разными названиями этой технологии — NEC использует «SFT», а Hitachi — «IPS».
Технология предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Хотя с помощью IPS и удалось добиться увеличения угла обзора до 178°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.
По состоянию на 2008 год, матрицы, изготовленные по технологии IPS (SFT), — единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB — 24 бита, по 8 бит на канал.По состоянию на 2012 год выпущено уже много мониторов на IPS матрицах (e-IPS производства LG.Displays), имеющих 6 бит на канал. Старые TN-матрицы имеют 6-бит на канал, как и часть MVA.
Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение чёрного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора «битый» пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а чёрным.
При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.
IPS в настоящее время вытеснено технологией Н-IPS, которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика и увеличением контрастности. Цветность лучших Н-IPS панелей не уступает обычным мониторам ЭЛТ. Н-IPS и более дешевая e-IPS активно используется в панелях размером от 20". LG Display, Dell, NEC, Samsung, Chimei остаются единственными производителями панелей по данной технологии.
AS-IPS (Advanced Super IPS — расширенная супер-IPS) — также была разработана корпорацией Hitachi в 2002 году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации NEC (например, NEC LCD20WGX2) созданных по технологии S-IPS, разработанной консорциумом LG Display.
H-IPS A-TW (Horizontal IPS with Advanced True Wide Polarizer) — разработана LG Display для корпорации NEC. Представляет собой H-IPS панель с цветовым фильтром TW (True White — «настоящий белый») для придания белому цвету большей реалистичности и увеличения углов обзора без искажения изображения (исключается эффект свечения ЖК-панелей под углом — так называемый «глоу-эффект»). Этот тип панелей используется при создании профессиональных мониторов высокого качества.
AFFS (Advanced Fringe Field Switching, неофициальное название — S-IPS Pro) — дальнейшее улучшение IPS, разработана компанией BOE Hydis в 2003 году. Увеличенная напряжённость электрического поля позволила добиться ещё больших углов обзора и яркости, а также уменьшить межпиксельное расстояние. Дисплеи на основе AFFS в основном применяются в планшетных ПК, на матрицах производства Hitachi Displays.
VA/MVA/PVA Технология VA (сокр. от vertical alignment— вертикальное выравнивание) была представлена в 1996 году компанией Fujitsu. Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, то есть не пропускают свет. При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка. Как и в IPS-матрицах, пиксели при отсутствии напряжения не пропускают свет, поэтому при выходе из строя видны как чёрные точки.
Наследницей технологии VA стала технология MVA (Multi-domain Vertical Alignment), разработанная компанией Fujitsu как компромисс между TN и IPS технологиями. Горизонтальные и вертикальные углы обзора для матриц MVA составляют 160° (на современных моделях мониторов до 176—178°), при этом благодаря использованию технологий ускорения (RTC) эти матрицы не сильно отстают от TN+Film по времени отклика. Они значительно превышают характеристики последних по глубине цветов и точности их воспроизведения.
Достоинствами технологии MVA являются глубокий чёрный цвет (при перпендикулярном взгляде) и отсутствие как винтовой структуры кристаллов, так и двойного магнитного поля. Недостатки MVA в сравнении с S-IPS: пропадание деталей в тенях при перпендикулярном взгляде, зависимость цветового баланса изображения от угла зрения.
Аналогами MVA являются технологии:
• PVA (Patterned Vertical Alignment) от Samsung.
• Super PVA от Sony-Samsung (S-LCD).
• Super MVA от CMO.
• ASV (Advanced Super View), так же называется ASVA (Axially Symmetric Vertical Alignment) от Sharp
Матрицы MVA/PVA считаются компромиссом между TN и IPS, как по стоимости, так и по потребительским свойствам.
PLS
PLS-матрица (Plane-to-Line Switching) была разработана компанией Samsung как альтернатива IPS и впервые продемонстрирована в декабре 2010 года. Предполагается, что эта матрица будет на 15 % дешевле, чем IPS.
Достоинства:
• плотность пикселей выше по сравнению с IPS (и аналогична с *VA/TN);
• высокая яркость и хорошая цветопередача;
• большие углы обзора;
• полное покрытие диапазона sRGB;
• низкое энергопотребление, сравнимое с TN.
Недостатки:
• время отклика (5—10 мс) сравнимо с S-IPS, лучше чем у *VA, но хуже чем у TN;
PLS и IPS
Компания Samsung не давала описания технологии PLS. Сделанные независимыми наблюдателями сравнительные исследования матриц IPS и PLS под микроскопом не выявили отличий. То, что PLS является разновидностью IPS, косвенно признала сама корпорация Samsung своим иском против корпорации LG: в иске утверждалось, что используемая LG технология AH-IPS является модификацией технологии PLS.

Подсветка

Сами по себе жидкие кристаллы не светятся. Чтобы изображение на жидкокристаллическом дисплее были видимым, нужен источник света. Источник может быть внешним (например, Солнце), либо встроенным (подсветка). Обычно лампы встроенной подсветки располагаются позади слоя жидких кристаллов и просвечивают его насквозь (хотя встречается и боковая подсветка, например, в часах).
Внешнее освещение
Монохромные дисплеи наручных часов и мобильных телефонов большую часть времени использует внешнее освещение (от Солнца, ламп комнатного освещения и т. д.). Обычно позади слоя пикселей из жидких кристаллов находится зеркальный или матовый отражающий слой. Для использования в темноте такие дисплеи снабжаются боковой подсветкой. Существуют также трансфлективные дисплеи, в которых отражающий (зеркальный) слой является полупрозрачным, а лампы подсветки располагаются позади него.
Подсветка лампами накаливания
В прошлом в некоторых наручных часах с монохромным ЖК-дисплеем использовалась сверхминиатюрная лампа накаливания. Но из-за высокого энергопотребления лампы накаливания являются невыгодными. Кроме того, они не подходят для использования, например, в телевизорах, так как выделяют много тепла (перегрев вреден для жидких кристаллов) и часто перегорают.
Электролюминесцентная панель
Монохромные ЖК-дисплеи некоторых часов и приборных индикаторов используют для подсветки электролюминесцентную панель. Эта панель представляет собой тонкий слой кристаллофосфора (например, сульфида цинка), в котором происходит электролюминесценция — свечение под действием тока. Обычно светится зеленовато-голубым или жёлто-оранжевым светом.
Подсветка газоразрядными («плазменными») лампами
В течение первого десятилетия XXI века подавляющее большинство LCD-дисплеев имело подсветку из одной или нескольких газоразрядных ламп (чаще всего с холодным катодом —CCFL, хотя недавно стали использоваться и EEFL). В этих лампах источником света является плазма, возникающая при электрическом разряде через газ. Такие дисплеи не следует путать с плазменными дисплеями, в которых каждый пиксель сам светится и является миниатюрной газоразрядной лампой.

Светодиодная (LED) подсветка
В начале 2010-х получили распространение ЖК-дисплеи, имеющие подсветку из одного или небольшого числа светодиодов (LED). Такие ЖК-дисплеи (в торговле нередко называемые LED TV или LED-дисплеями) не следует путать с настоящими LED-дисплеями, в которых каждый пиксель сам светится и является миниатюрным светодиодом.

Литература

• С. П. Мирошниченко, П. В. Серба. Устройство ЖКИ. Лекция 1
• Мухин И. А. Как выбрать ЖК-монитор? Компьютер-бизнес-маркет № 4(292), январь 2005. С. 284—291.
• Мухин И. А. Развитие жидкокристаллических мониторов BROADCASTING Телевидение и радиовещание: 1 часть — № 2(46) март 2005. С. 55-56; 2 часть — № 4(48) июнь-июль 2005. С. 71-73.
• Мухин И. А. Современные плоскопанельные отображающие устройства BROADCASTING Телевидение и радиовещание № 1(37), январь-февраль 2004. С. 43-47.
• Мухин И. А., Украинский О. В. Способы улучшения качества телевизионного изображения, воспроизводимого жидкокристаллическими панелями . Материалы доклада на научно-технической конференции «Современное телевидение». Москва, март 2006.
количество слов: 360
WilliamMob
Гость
Сообщения: 3
Стаж: 11 месяцев
Откуда: Italy
Контактная информация:

Персональные компьютеры

Сообщение WilliamMob »

Улыбнуло Ностальжи, понимаешь.
В начале 90-х, на заре развития коммерции, работал в компьютерном читай игровых приставок клубе, по-теперешнему вроде как админом.
Компы были и дороги и недоступны. Что-то типа 286-го по цене в три штуки еще крепких зеленых было нереальностью. ZX-Spektrumы, Atari, Балтики, Сантаки - вот начало той эры. Дисковод 5,25 с его огромными 700 кБ был за чудо атари только с мага грузились.
Слава богу, что сейчас все по-другому
количество слов: 8
Ответить Пред. темаСлед. тема

Вернуться в «Персональные компьютеры»