1、1贵州大学理学院科技文献检索课程考察题目：个人便携计算机未来发展方向姓名：张明杨学号：1107010026班级：电信 111授课老师：杨发顺考核时间：2012.01.062摘要：本文简述了个人便携计算机的现状和未来的发展趋势，在 CPU 和显卡以及硬盘，传输设备等几个方面对个人计算机发展做了论述。关键字：计算机，发展，CPU，显卡，硬盘，材料技术，统一端口，全息投影中图分类号：TP368.3引言：我们现在生活中最重要的工具应该就是电脑了，而我本人对电脑（指个人电脑尤其是笔记本电脑，并不包括专业科学计算电脑）的发展也很感兴趣，就写了这一篇文章，可能题目很大本人掌握不了，有不足之处请给位指出。电脑
2、从最早的 ENIAC（ 早 期 的 原 始 计 算 机 Jacquard 织 布 机 以 及 IBM601， Z2 之类 的 不 算 ） 到 如 今 的 ULTRABOOK， 经 历 电 子 管 ， 晶 体 管 ， 小 集 成 电 路 ， 超 大 规 模 集成 电 路 ， 如 今 处 在 冯 .纽 曼 瓶 颈 被 慢 慢 解 决 的 阶 段 ， 相 信 在 有 生 之 年 第 5 代 计 算 机 将会 面 世 的 。计 算 机 未 来 发 展 的 方 向 是 三 个 方 向 ： 性 能 越 来 越 好 ， 而 大 小 却 越 来 越 小 ； 渗 透 面 越来 越 广 ， 计 算 机 将 在 我
3、 们 的 生 活 中 无 处 不 在 ； 信 息 深 度 智 能 化 ， 人 机 交 换 越 来 越 频 繁 简单 。未 来 计 算 机 成 功 进 入 第 五 代 将 是 因 为 制程技术有 了 突 破 性 的 进 展 ， 处 理 器 的 性 能得 到 了 大 大 的 提 高 ， 而 这 个 技 术 突 破 的 同 时 微 电 子 技 术 ， 光 电 子 的 技 术 与 材 料 技 术 也必 然 有 了 一 定 的 进 步 ， 而 这 些 使 得 信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统面世了。3.CPU 的发展首先谈的是计算机的处理器，CPU 是计算机系统的心脏,计算机特
4、别是微机的快速发展过程,实质上就是 CPU 从低级向高级、从简单向复杂发展的过程。其设计、制造和处理技术的不断更新换代以及处理能力的不断增强,使微型计算机系统的应用领域越来越广泛。在 PC 机系统中,CPU 时钟速度已由最初的 4.77MHz(Intel 8086)提高到现在的 450MHz (Intel P), 甚至更高。但 CPU 的时钟速度只是处理器家族中芯片性能的相对指标,并不能完全代表 PC 机系统的性能。只有结合 CPU 的内存总线速度 (Memory-Bus Speed)、地址总线宽度(Address-Bus Width)、数据总线宽度(Data-Bus Width)及 CPU
5、内部是否内置浮点协处理器(Floating-Point Coprocessor)等指标,才能全面说明 PC 机系统的整体性能。目前个人比较喜欢的 PC 是 ULTRABOOK，做到了比较轻薄，小于 1.5KG，而处理器因为用了低电压的酷睿处理器，所以性能并不是太尽人意，而且因为机械装配问题，显卡用得是 HD3000，因为是集成显卡，普遍不高，对于需要高清蓝光电影放映的用户来讲不不太尽人意，而且对于有渲染要求专业用户来讲也是个鸡肋。目前用的处理器是研发 代 号 为 “Sandy Bridge”的 第 二 代 智 能 英 特 尔 酷 睿 处 理 器 ， 低 电 压 ， 省 电 ， 处 理 频 率很
6、 低 ， 下 一 代 名 为 “Ivy Bridge”的 22 纳 米 下 一 代 英 特 尔 处 理 器 系 列 ， 将 在 几 天 之 后CES 大 展 上 与 公 众 见 面 ， 而 在 2013 年 CES 将 会 推 出 研 发 代 号 为 “Haswell”的 处 理 器 ，进 一 步 完 善 Ultrabook， 实 现 主 流 笔 记 本 功 能 的 彻 底 变 革 ， 而 微 处 理 器 功 耗 将 降 至 当 今的 一 半 。 这 些 将 完 成 计 算 机 进 一 步 发 展 上 体 积 的 限 制 的 解 除 ， 使 计 算 机 在 个 人 化 发 展上 迈 出 历 史
7、 性 的 一 步 ， 计 算 机 携 带 不 再 成 为 问 题 。正如传统的个人计算机在过去 40 年里一直受到摩尔定律和制程技术发展的影响一样，Ultrabook 的发展步伐也同样遵循摩尔定律，并由制程技术的进步所驱动。而基于 Ivy Bridge 处理器的笔记本电脑将提升电源效率，实现智能化视觉性能，并提高响应能力和安全性。Ivy Bridge 是第一款利用英特尔 22 纳米（nm ）制程技术制造的量产芯片。该芯片使用英特尔于年 5 月份宣布推出的创新 3-D 晶体管设计，即三栅极（Tri-Gate）晶体管技术。期待着今年的不会像去年的产品一样是个玩物而已。CPU World 报道称，英
8、特尔将在 2012 年的美国消费电子展（CES）上发布新款处理器。其中，第三代酷睿 i7 处理器将集成 4 个 CPU 核心、8MB 三级缓存，并支持超线程和睿频加速等英特尔技术。 在一系列的参数中，最值得关注的是 HD 4000 显示核心。HD 4000是英特尔的下一代图形处理单元（GPU） ，英特尔有可能在这一 GPU 的开发过程中投入了大量精力。Ivy Bridge 处理器的 GPU 频率为 650MHz，并视不同型号可以被加速至1.05GHz 至 1.15GHz。Ivy Bridge 处理器的其他特性还包括双通道内存控制器，支持1333MHz 和 1600MHz 的 DDR3 内存等。
9、而这些对于一般性的操作而言已经绰绰有余了。而现在计算机 CPU 频率的增加得益于多个单独 CPU 的集成以及虚拟多线程技术，而这些并不是在技术上解决处理频率的发展，在二十年内将会出现一种新的技术取代超大规模集成电路，这种技术将是历史性的，也许直到生物电脑出现之前我们的电脑将都在运用这种技术，一种新的超小型集成处理单元将代替现在已知的处理模块。而十年内处理器发展的推动力将是协处理器，协处理器的定义和任务协处理器(coprocessor),就是一颗能与 CPU 协同工作,帮助 CPU 完成特定任务的专用处理芯片。由于协处理器往往是针对某些特定应用(如浮点运算) 而设计,所以设计时不必考虑太多的通用
10、性 ,协处理器往往拥有很高的性能,完成特定任务时可以把现有 CPU 远远抛在后面，当然了协4处理将不过是一个过渡性的产品。.显卡的发展显卡的作用就是把计算机的数字信号变为显示器可以辨别的视频信号。显卡的工作原理是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，承担输出显示图形的任务，对于从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。随着我们对图形处理要求的提高（对电影清晰度要求的提高，游戏运行的流畅度的追求和图形渲染处理的大量运用） ，显卡的重要性越发凸显
11、了出来。从第一代图形芯片的代表 S3 Virge 系列和 MATROX Mystique，到如今的大行其道，显卡的发展经历了多个阶段，而在这个领域，他的发展速度是电脑界权威的摩尔定律的三倍每六个月产品更新换代一次，性能提高一倍。这是一个极其惊人的速度，打个比方，如果贵大以这种速度发展的话，明年这个时候贵大可能就是世界第一了。目前显卡主要厂商有两个 NVIDIA 和 ATI（计算机 CPU 方面也是和的两强争霸模式，真是巧合啊） ，我们现在的显卡主要就是卡和卡，而我个人最看好的是 NVIDIA，他的处理技术还是遥遥领先啊。显卡的存在模式也是两种，核心显卡和独立显卡，独立显卡效果比较好，核心显卡限
12、于技术问题图形效果并不出色，但我认为核心显卡才是未来的标准显卡，把 CPU 和 GPU 放在一起在天然上就有价格优势和体积优势，而 AMD 公司推出的 APU 概念解决了原来核心显卡占用处理频率的问题， APU 将通 用 运 算 x86 架 构 CPU 核 心 和 可 编 程 矢 量 处 理 引 擎 相 融 合 ， 把 CPU 擅 长 的 精 密 标 量运 算 与 传 统 上 只 有 GPU 才 具 备 的 大 规 模 并 行 矢 量 运 算 结 合 起 来 ， 这 个 概 念 实 现 所 需要 的 物 理 整 合 和 构 架 整 合 已 经 在 实 现 当 中 ， 但 是 CPU 和 GPU
13、 之 间 互 连 接 口 进 一 步 增强 ， 并 且 统 一 进 行 双 向 电 源 管 理 ， GPU 也 支 持 高 级 编 程 语 言 ， 这 部 分 才 是 最 关 键 的并 难 以 解 决 的 。 但 概 念 只 要 提 出 了 ， 那 么 解 决 其 中 的 难 题 的 那 一 天 也 就 不 远 了 。 ， 多 屏 输 出 ， 无 线 视 频 以 及 低 功 耗 将 是 未 来 两 年 的 发 展 ， 而 APU 的 完 成 将是 未 来 年 的 发 展 趋 势 。 而 显 卡 不 断 向 前 发 展 的 动 力 就 是 我 们 这 些 游 戏 爱 好 者 对 游 戏可 玩 性
14、 的 不 懈 追 求 ， 所 以 显 卡 的 画 质 层 次 感 流 畅 度 将 不 断 向 前 发 展 。 而 又 因 为 显 卡 的发 展 是 先 于 CPU 的 发 展 的 ， 所 以 对 于 游 戏 发 烧 友 来 说 ， 独 立 显 卡 才 是 他 们 的 生 命 。又 因 为 独 立 显 卡 的 利 润 是 核 心 显 卡 的 到 倍 ， 所 以 未 来 的 趋 势 是 核 心 显 卡 的 天 下 ， 但独 立 显 卡 将 一 直 有 着 它 存 在 的 理 由 与 价 值 。.硬盘的发展硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材
15、料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。硬盘有机械硬盘和固态硬盘之分。机械硬盘即是传统普通硬盘，主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数 据 转 换 器 ，接口，缓存等几个部分组成。机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头联在一个5磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。硬盘作为精密设备，尘埃是其大敌，必须完全密封。固 态 硬 盘 （ S
16、olid State Disk 或 Solid State Drive） ， 也 称 作 电 子 硬 盘 或 者 固 态 电 子盘 ， 是 由 控 制 单 元 和 固 态 存 储 单 元 （ DRAM 或 FLASH 芯 片 ） 组 成 的 硬 盘 。基于闪存的固态硬盘（IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk）：采用 FLASH 芯片作为存储介质，这也是我们通常所说的 SSD。这种 SSD 固 态 硬 盘 最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用户使用。目前的采用的就是，其中只有的蜂鸟另辟蹊径采用了机械
17、固态混合硬盘（为了弥补 SSD 容量小的过渡性产品） ，其他都是选用纯 SSD。固态硬盘优点很多：启动快，没有电机加速旋转的过程。不用磁头，快速随机读取，读延迟极小。相对固定的读取时间。基于 DRAM 的固态硬盘写入速度极快。低噪音且产热少。又因为内部不存在任何机械活动部件，不会发生机械故障，也不怕碰撞、冲击、振动而且工作温度范围更大。但他的缺点一样致命，价格昂贵，读写次数有限制且容量小。这些缺点将会在未来到年之间解决，固态硬盘的普及必将是大势所趋，相信固态硬盘厂商将最终取代希捷，西数，日立这些老牌硬盘厂商成为新的霸主。小型化牵动着数据储存和计算机硬盘到达了从未有过的高度。正在研究发展的热辅助
18、记录技术和图形媒介技术将会给磁记录硬盘带来更高的面密度,从而使小型化在磁储存的框架内还将有一段路可走。但由于其物理限制,磁硬盘无法永远继续小下去,人们正在寻找新的出路。因此除了对磁储存正在发展的两项新技术之外,特别是对完全另辟新路的非磁数据储存技术,如纳米机械 AFM 数据储存技术、全息光储存技术以及原子储存技术进行了论述,以显示当前该领域前沿科技的发展概貌。这些也将在未来的至年之间实现。.USB 和光驱的发展像曾经的软驱一样，光驱也走到了历史的尽头，随着网络技术的发展，我们用到光盘的时候越来越少了，而光驱又是一个十分占用空间的设备，所以光驱的淘汰事在必行。光驱的淘汰不但为便携计算机的进一步小
19、型化做出了贡献，也为用户节约了一笔开支。而 USB 将成为无所不能的 USB，现在计算机除了 USB 之外还有 VGA 接口，HDMI接口，等接口，除了电源接口特殊化之外，其他接口将全部同质化，将统一采用USB 端口接入，这也将大大节约端口空间，使计算机不再因为端口问题而不得不变更设计。而 USB 接口将提高其兼容性，提高带宽并实现更好的电源管理。.其他方面的展望因为计算机对便携性要求的不断提高，计算机机身材料将大量采用碳纤维复合材料，这种材料硬度大，美观而又轻便，而随着材料技术的发展，碳纤维复合材料的价格将大大降低，而我们这些学生将也能够使用这种材质的计算机。而全息投影触摸技术也将会成为现实
20、，这种技术实现之后，屏幕这种传统输出设备将不再是必须的了，而鼠标键盘这些输入设备也不再是必不可少的了。这种技术将全面颠覆计算机的概念，计算机将可能只有现在的十分之一大，但操作感受将大大胜出。6未来电池也将越来越轻便，容量也将越来越大，成本却会下降。结束语：计算机技术在不断的发展，计算机性能在不断提高，也在越来越轻便美观，希望我们能在计算机的发展之中贡献自己的力量，让这些展望早一天出现在我们的生活中，让我们的生活更美好。引自：CPU 性能分析及发展趋势李岩 谈学超；2010.05Intel 将协助更多 PC 厂商推超极本新品天极网； .参考文献：1.钟声再临 Ivy Bridge 处理器格局前瞻
21、电脑爱好者；2011 年 21 期2.CPU 的发展现状及其在中国的发展方向杨帆；.3.英特尔或 2013 年推 Haswell 芯片或催生超级本(ultrabook) 郑冬冬;.4.高并行性能 Intel Core i7 多核处理器及其关键技术研究王文义; 王杰; .5.差距不可忽视 处理器 L3 真的很重要现代计算机评测室；.6.浅谈热现象约束下的未来处理器的发展查那日苏; 长龙；2010-06-257.未来计算机技术发展与运用探讨 许朝晖；2011-12-198.理性看待独立显卡 笔记本重回集显时代电脑爱好者编辑部；.9.融合的时代独显、集显这么选文洁；.10.机械硬盘的振动分析与隔振设
22、计杨振龙; 何永刚; 鹿博;.11.固态硬盘的研究与应用袁飞；.12.探索 USB 3.0 兼容性测试陈乃塘；.13.基于分形、小波理论的碳纤维复合材料加工表面形貌研究何维军；.14.全息投影技术研究 王绪言；.15.一种透明全息投影显示屏的研制 周雷; 吴智华; 浦东林; 申溯; 周小红; 陈林森；.16.Intel reveals skinny Ivy Bridge Ultrabooks, Moores Law-defying Atoms Terrence OBrien；.17.Solid State Storage 101: An introduction to Solid State
23、Storage SNIA ；.18.Charting the 30 Year Rise of the Solid State Disk MarketKerekes, Zsolt ；.19.Ivy Bridge should work in H67 and P67 motherboards“LG Nilson；.20.After Intels Haswell comes Broadwell Demerjian, Charlie；.21.A SIMD interpreter for Genetic Programming on GPU Graphics CardsW Langdon and W Banzhaf；.
