하이브리드 컴퓨터

Hybrid computer
이 기사는 아날로그 디지털 하이브리드 컴퓨터에 관한 것입니다.노트북 태블릿 컴퓨터의 경우 2-in-1 PC를 참조하십시오.
폴란드 하이브리드 컴퓨터 WAT 1001

하이브리드 컴퓨터는 아날로그 컴퓨터와 디지털 컴퓨터의 특징을 보여주는 컴퓨터입니다.디지털 컴포넌트는 보통 컨트롤러로서 기능하며 논리 연산과 수치 연산을 제공하는 반면 아날로그 컴포넌트는 종종 미분 방정식 및 기타 수학적으로 복잡한 문제의 해결사 역할을 합니다.최초의 데스크탑 하이브리드 컴퓨팅 시스템은 1961년 [1]Packard Bell에 의해 출시된 Hycomp 250이었습니다.또 다른 초기 예는 1963년 [2]EAI에 의해 출시된 통합 하이브리드 컴퓨터인 HYDAC 2400입니다.1980년대에 Marconi Space and Defense Systems Limited(Peggy Hodges)는 EAI 8100 디지털 컴퓨터에 [3]연결된 3대의 EAI 8812 아날로그 컴퓨터로 구성된 "Starglow Hybrid Computer"를 개발했습니다.20세기 후반, 하이브리드는 디지털 신호 [4]프로세서를 포함한 디지털 컴퓨터의 기능이 증가함에 따라 감소하였다.

일반적으로 아날로그 컴퓨터는 매우 빠른데, 그 이유는 신호가 회로를 통과하는 속도로 수학적으로 가장 복잡한 방정식을 풀 수 있기 때문입니다. 이것은 일반적으로 빛의 속도의 현저한 비율입니다.반면 아날로그 컴퓨터의 정밀도는 좋지 않다. 정밀도는 세 자리, 많아야 네 자리까지로 제한된다.

디지털 컴퓨터는 방정식의 해법을 거의 무제한의 정밀도로 만들 수 있지만 아날로그 컴퓨터에 비하면 상당히 느리다.일반적으로 복잡한 수학 방정식은 최종값에서의 초기 "추측"이 얼마나 우수하고 얼마나 정밀도가 필요한지에 따라 엄청난 수의 반복을 필요로 하는 반복 방법을 사용하여 근사치를 구한다. (이 초기 추측은 숫자 "시드"로 알려져 있다.)20세기의 많은 실시간 작업에서 이러한 디지털 계산은 너무 느려서 큰 도움이 되지 않았습니다(예: 매우 높은 주파수 단계별 배열 레이더 또는 날씨 계산). 그러나 아날로그 컴퓨터의 정밀도는 충분하지 않습니다.

하이브리드 컴퓨터는 아날로그 컴퓨터 프런트 엔드를 사용하여 매우 우수하지만 비교적 부정확한 '시드' 값을 얻을 수 있으며, 이 값은 디지털 컴퓨터 반복 프로세스에 입력되어 최종적으로 원하는 정밀도를 달성할 수 있습니다.3자리 또는 4자리의 고정밀 수치 시드를 사용하면 필요한 반복 횟수가 훨씬 적기 때문에 원하는 정밀도에 도달하기 위한 총 디지털 계산 시간이 크게 단축됩니다.하이브리드 컴퓨터에서 극복해야 할 주요 기술적 문제 중 하나는 아날로그 컴퓨팅 요소 및 접지 시스템의 디지털 컴퓨터 노이즈를 최소화하는 것입니다.

동물의 신경계는 하이브리드 컴퓨터의 한 형태라고 생각해 보세요.신호는 하나의 신경 세포에서 다음 신경 세포로 시냅스를 통과하고, 그리고 나서 역치에 도달할 때까지 전기 화학적 전위를 구축함으로써 아날로그 방식으로 신경 세포 내에서 합산되며, 그 결과 일련의 디지털 패킷이 방출되어 다음 신경 세포로 보내집니다.장점은 최소 3배입니다.시스템 내 노이즈가 최소화되고(및 부가적이지 않은 경향이 있습니다), 공통 접지 시스템이 필요하지 않으며, 경로를 따라 셀의 액티비티에 큰 차이가 있더라도 신호의 열화가 최소화됩니다(신호 지연만 변화하는 경향이 있습니다).개별 신경 세포는 아날로그 컴퓨터와 유사합니다; 시냅스는 디지털 컴퓨터와 유사합니다.

하이브리드 컴퓨터는 하이브리드 시스템과 다릅니다.후자는 입력에 아날로그-디지털 변환기를 갖춘 디지털 컴퓨터 및/또는 출력에 디지털-아날로그 변환기를 갖춘 디지털 컴퓨터 이하일 수 있으며, 아날로그 신호를 통상적인 디지털 신호 처리를 위해 변환하고, 반대로 서보메카니즘 등의 물리 제어 시스템을 구동하기 위해 변환한다.

VLSI 하이브리드 컴퓨터 칩

2015년 컬럼비아 대학 연구진은 65nm CMOS 기술을 적용한 소형 하이브리드 컴퓨터에 대한 논문을[5] 발표했다.이 4차 VLSI 하이브리드 컴퓨터는 4개의 인테그레이터 블록, 8개의 승수/게인 설정 블록, 8개의 전류 모드 신호 분배용 팬아웃 블록, 2개의 ADC, 2개의 DAC 및 2개의 SRAM 블록을 포함합니다.외부 명령을 실행하기 위해 칩에 디지털 컨트롤러도 구현됩니다.본 문서의 로봇 실험은 오늘날 새롭게 부상하고 있는 저전력 임베디드 애플리케이션에서 하이브리드 컴퓨팅 칩의 사용을 시연합니다.

레퍼런스

  1. ^ "HYCOMP"250-THE FIRST DESK TOP HYBRlD ANALOG/Digital COMPUTING SYSTEM" (PDF).
  2. ^ "HYDAC 2400 Hybrid Digital/Analog Computer" (PDF).
  3. ^ AGARDograph No. 279 Survey of Missile Simulation and Flight Mechanics Facilities in NATO (PDF). NATO. 1983.
  4. ^ The Analog Alternative, 영국과 미국의 전자 아날로그 컴퓨터, 1930-1975 by James S Small
  5. ^ Guo, Ning; Huang, Yipeng; Mai, Tao; Patil, S.; Cao, Chi; Seok, Mingoo; Sethumadhavan, S.; Tsividis, Y. (2015-09-01). "Continuous-time hybrid computation with programmable nonlinearities". European Solid-State Circuits Conference (ESSCIRC), ESSCIRC 2015 - 41st: 279–282. doi:10.1109/ESSCIRC.2015.7313881. ISBN 978-1-4673-7470-5.

외부 링크

  • 다니엘 그레코와 켄 큐엘 위스콘신 엔지니어, 1972년 11월, 2001년 2월 전재
  • Nadel LD, Kramer MR, Shultheis DC, McCulloh TA (April 1977). "A hybrid computer system for use in cardiology". Med Prog Technol. 4 (4): 185–91. PMID 865418.
  • "HYBRID COMPUTATION: WHAT AND WHY?". Computers and Automation. XII (10): 10–17. Oct 1963.