Một số thông tin cơ bản về 802.11ac, chuẩn Wi-Fi thế hệ thứ năm

Trong khoảng một năm trở lại đây chúng ta được nghe nhắc nhiều đến chuẩn Wi-Fi 802.11ac, hay còn gọi là Wi-Fi thế hệ thứ năm. Nó là chuẩn mạng không dây đang ngày càng xuất hiện nhiều hơn trên các router, máy tính và tất nhiên là cả các thiết bị di động như smartphone. So với Wi-Fi 802.11n đang được dùng phổ biến hiện nay, chuẩn 802.11ac mang lại tốc độ nhanh hơn. Nhưng đó liệu có phải là tất cả? Mời các bạn xem qua bài viết này.

IEEE 802.11ac là gì?

Các chuẩn mạng Wi-Fi mà chúng ta sử dụng hiện nay đều thuộc bộ tiêu chuẩn IEEE 802.11 đi kèm một hoặc nhiều chữ cái phía sau. IEEE là chữ viết tắt cho Institute of Electrical and Electronics Engineers, tạm dịch là Hiệp hội các kĩ sư Điện và Điện Tử, cơ quan có trách nhiệm phê chuẩn cấu hình cũng như thúc đẩy sự phát triển của Wi-Fi. Từ năm 1999 đến nay, các chuẩn mạng Wi-Fi được sử dụng rộng rãi bao gồm:

• (1997) 802.11: Wi-Fi thế hệ thứ nhất, có thể mang lại tốc độ 1Mb/s và 2Mb/s, sử dụng băng tần 2,4GHz của sóng radio hoặc hồng ngoại.
• (1999) 802.11b: Wi-Fi thế hệ thứ hai, có khả năng mang lại tốc độ 11Mb/s ở băng tần 2.4 GHz trên sóng radio.
• (1999) 802.11A: Wi-Fi thế hệ thứ ba, tuy nhiên nó lại ra mắt cùng thời điểm với 802.11b. chuẩn A mang lại tốc độ truyền tải nhanh hơn, lên đến 54Mb/s vì sử dụng băng tần 5GHz nhưng lại bị hạn chế về tầm phủ sóng so với 802.11b.
• (2003) 802.11g: Wi-Fi thế hệ thứ ba, tốc độ truyền tải 54Mb/s và sử dụng băng tần 2,4GHz. Đây là chuẩn mạng vẫn còn xuất hiện ở nhiều thiết bị đến tận ngày hôm nay.
• (2009) 802.11n: Wi-Fi thế hệ thứ tư, tốc độ tối đa 600Mb/s (trên thị trường phổ biến có các thiết bị 150Mb/s, 300Mb/s và 450Mb/s). Chuẩn này có thể hoạt động trên cả hai băng tần 2,4GHz lẫn 5GHz và nếu router hỗ trợ thì hai băng tần này có thể cùng được phát sóng song song nhau.
• (201x) 802.11ac: tốc độ tối đa hiện là 1730Mb/s (sẽ còn tăng tiếp) và chỉ chạy ở băng tần 5GHz. Một số mức tốc độ thấp hơn (ứng với số luồng truyền dữ liệu thấp hơn) bao gồm 450Mb/s và 900Mb/s. Hiện chuẩn này chưa được phê duyệt chính thức nhưng điều đó sẽ sớm xảy ra mà thôi, có thể là ngay trong năm 2013 này.

Theo Cisco, hiện chúng ta đang ở giai đoạn Wave 1 của Wi-Fi 802.11ac, sau đó sẽ có thêm Wave 2 và thậm chí là Wave 3. Bạn hãy nhìn biểu đồ bên dưới, màu đỏ là tốc độ tối thiểu, màu xanh dương là tốc độ phổ biến. Đường màu đen ghi chữ Product Max là tốc độ tối đa chúng ta có thể thấy trên các sản phẩm thương mại, còn đường STD Max là tốc độ cao nhất có thể đạt được theo cấu hình lý thuyết.

Về mặt lý thuyết, Wi-Fi 802.11ac sẽ cho tốc độ cao gấp ba lần so với Wi-Fi 802.11n ở cùng số luồng (stream) truyền, ví dụ khi dùng ăng-ten 1x1 thì Wi-Fi ac cho tốc độ 450Mb/s, trong khi Wi-Fi n chỉ là 150Mb/s. Còn nếu tăng lên ăng-ten 3x3 với ba luồng, Wi-Fi ac có thể cung cấp 1300Mb/s, trong khi Wi-Fi n chỉ là 450Mb/s. Tuy nhiên, những con số nói trên chỉ là tốc độ tối đa trên lý thuyết, còn trong đời thực thì tốc độ này sẽ giảm xuống tùy theo thiết bị thu phát, môi trường, vật cản, nhiễu tín hiệu...

Xem video Buffalo trình diễn mạng 802.11ac tại CES 2012

Ngoài tốc độ ra, 802.11ac còn có điểm gì mới?

1. Băng thông kênh truyền rộng hơn: Băng thông rộng hơn giúp việc truyền dữ liệu giữa hai thiết bị được nhanh hơn. Trên băng tần 5GHz, Wi-Fi 802.11ac hỗ trợ các kênh với độ rộng băng thông 20MHz, 40MHz, 80MHz và tùy chọn 160MHz. Trong khi đó, 802.11n chỉ hỗ trợ kênh 20MHz và 40MHz mà thôi. Như đã nói ở trên, kênh 80MHz thì tất nhiên chứa được nhiều dữ liệu hơn là kênh 40MHz rồi.

2. Nhiều luồng dữ liệu hơn: Spatial stream là một luồng dữ liệu được truyền đi bằng công nghệ đa ăng-ten MIMO. Nó cho phép một thiết bị có thể phát đi cùng lúc nhiều tín hiệu bằng cách sử dụng nhiều hơn 1 ăng-ten. 802.11n có thể đảm đương tối đa 4 spatial stream, còn với Wi-Fi 802.11ac thì con số này được đẩy lên đến 8 luồng. Tương ứng với đó sẽ là 8 ăng-ten, còn gắn trong hay ngoài thì tùy nhà sản xuất nhưng thường họ sẽ chọn giải pháp gắn trong để đảm bảo tính thẩm mỹ.

3. Hỗ trợ Multi user-MIMO: Ở Wi-Fi 802.11n, một thiết bị có thể truyền nhiều spatial stream nhưng chỉ nhắm đến 1 địa chỉ duy nhất. Điều này có nghĩa là chỉ một thiết bị (hoặc một người dùng) có thể nhận dữ liệu ở một thời điểm. Người ta gọi đây là single-user MIMO (SU-MIMO). Còn với chuẩn 802.11ac, một kĩ thuật mới được bổ sung vào với tên gọi multi-user MIMO. Nó cho phép một access point sử dụng nhiều ăng-ten để truyền tín hiệu đến nhiều thiết bị (hoặc nhiều người dùng) cùng lúc và trên cùng một băng tần. Các thiết bị nhận sẽ không phải chờ đợi đến lượt mình như SU-MIMO, từ đó độ trễ sẽ được giảm xuống đáng kể.

Tuy nhiên, Multi user-MIMO là một kĩ thuật khó và ở thời điểm hiện tại, nó sẽ không có mặt trên các access point và router Wi-Fi 802.11ac. Phải đến đợt thứ hai (wave 2) thì ..-MIMO mới có mặt, nhưng sự hiện diện cũng sẽ rất hạn chế.

Thêm một số thông tin cho bạn về ăng-ten MIMO. Ăng-ten phát được kí hiệu là Tx, và ăng-ten thu là Rx. Trên một số thiết bị mạng như router, card mạng, chip Wi-Fi, bạn sẽ thấy những con số như 2x2, 2x3, 3x3 thì số đầu tiên trước dấu nhân là ăng-ten phát (Tx), còn phía sau là ăng-ten thu (Rx). Ví dụ, thiết bị 2x2 là có 2 ăng-ten thu và 2 ăng-ten phát.

4. Beamforimg: Wi-Fi là một mạng đa hướng, tức tín hiệu từ router phát ra sẽ tỏa ra khắp mọi hướng. Tuy nhiên, các thiết bị 802.11ac có thể sử dụng một công nghệ dùng để định hướng tín hiệu truyền nhận gọi là beamforming (dịch ra thì chữ này có nghĩa là "tạo ra một chùm tín hiệu"). Router sẽ có khả năng xác định vị trí của thiết bị nhận, ví dụ như laptop, smartphone, tablet, để rồi tập trung đẩy năng lượng tín hiệu lên mức mạnh hơn hướng về phía thiết bị đó. Mục đích của beamforming đó là giảm nhiễu.

Mặc dù sóng Wi-Fi vẫn tỏa ra khắp mọi hướng, tuy nhiên với công nghệ beamforming thì chùm tín hiệu có thể được định hướng tốt hơn đến một thiết bị xác định trong vùng phủ sóng

Theo giải thích của Cisco, thực chất bất kì trạm phát Wi-Fi nào có nhiều ăng-ten đều có thể beamform, tuy nhiên Wi-Fi 802.11ac dùng kĩ thuật gọi là "sounding" để giúp router xác định vị trí của thiết bị nhận một cách chính xác hơn.

5. Tầm phủ sóng rộng hơn

Biểu đồ bên dưới do Netgear cung cấp, theo đó chúng ta có thể thấy rằng với cùng 3 ăng-ten, router dùng chuẩn 802.11ac sẽ cho tầm phủ sóng rộng đến 90 mét, trong khi router xài mạng 802.11n có tầm phủ sóng chỉ khoảng 80 mét là tối đa. Tốc độ của mạng 802.11ac ở từng mức khoảng cách cũng nhanh hơn 802.11n, biểu thị bằng vùng màu xanh dương luôn nằm cao hơn vùng màu xanh lá. Với những nhà, văn phòng rộng, chúng ta có thể giảm số lượng repeater cần dùng để khuếch đại và lặp tín hiệu, tiết kiệm được kha khá chi phí.

Router Wi-Fi 802.11ac sẽ tương thích ngược với các chuẩn cũ

Hiện nay, hầu hết các router Wi-Fi trên thị trường có hỗ trợ chuẩn 802.11ac sẽ hỗ trợ thêm các chuẩn cũ, bao gồm b/g/n. Chúng cũng sẽ có hai băng tần 2,4GHz lẫn 5GHz. Đối với những router có khả năng chạy hai băng tần cùng lúc (bạn sẽ thấy quảng cáo có chữ simultaneous), băng tần 2,4GHz sẽ được sử dụng để phát Wi-Fi n, còn 5GHz sẽ dùng để phát Wi-Fi ac.

Cũng chính vì khả năng phát song song như trên mà tốc độ tối đa do nhà sản xuất quảng cáo sẽ là phép cộng của tốc độ tối đa trên dải 2,4GHz và 5GHz. Ví dụ, router RT-AC66U của Asus có "max speed" là 1,75Gbps, bao gồm 1,3Gbps cho chuẩn ac ở băng tần 5GHz và 450Mbps cho chuẩn n ở băng tần 2,4GHz.

Ứng dụng của Wi-Fi 802.11ac

Ồ, hiểu rồi, Wi-Fi 802.11ac nhanh hơn, mạnh hơn đó, vậy thì nó giúp gì được cho chúng ta? Trước hết, với tốc độ truyền tải nhanh hơn, chúng ta sẽ có tốc độ kết nối Internet nhanh hơn. Hãy thử tưởng tượng nhà bạn có được một đường kết nối mạng lên đến 1Gbps (như Google Fiber ở Mỹ chẳng hạn), nếu chỉ sử dụng router Wi-Fi 802.11n thì bạn chỉ có tốc độ tối đa là 450Mb/s (nếu hai băng tần thì lên 900Mb/s là hết mức), chưa tận dụng được hết tốc độ mà nhà cung cấp đưa cho chúng ta. Còn nếu trong nhà bạn có một chiếc router 802.11ac thì bạn có thể tận dụng tốt nhất đường truyền mạng này bởi tốc độ tối đa có thể đạt mức 1,3Gbps lận.

Tất nhiên, ở Việt Nam chúng ta thì cơ sở hạ tầng mạng chưa phát triển được đến mức như thế, một gói cước cáp quang cho hộ gia đình cũng chỉ mới đạt khoảng 10Mbps là nhanh nên Wi-Fi 802.11n cũng đủ chơi rồi. Trong môi trường doanh nghiệp với cáp quang tốc độ siêu cao thì may ra Wi-Fi 802.11ac mới tỏ ra hữu ích.

Ngoài ra, Wi-Fi 802.11ac còn có thể được áp dụng để truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong một mạng nội bộ hoặc mạng gia đình với tốc độ cao hơn hiện nay. Một ứng dụng dễ thấy nhất là để stream video Full-HD. Trong một đợt trình diễn, hãng Netgear có thể sử dụng router 802.11ac của họ để truyền 4 bộ phim Full-HD cùng lúc đến bốn chiếc HDTV khác nhau, điều không thể làm được với Wi-Fi n hiện nay. Nó cũng sẽ giúp quá trình sao chép dữ liệu giữa máy tính, smartphone, tablet với ổ cứng mạng cũng như giữa các thiết bị với nhau được nhanh chóng hơn (về lý thuyết là chỉ tốn 1/3 thời gian so với chuẩn 802.11n). Và thời thời gian chờ đợi ngắn hơn kéo theo thời lượng pin sẽ dài hơn bởi năng lượng tiêu thị ít hơn.

Một số thiết bị hiện có trên thị trường hỗ trợ cho 802.11ac

• Apple Airport Extreme và Time Capsule thế hệ năm 2013: lên đời Wi-Fi 802.11ac, thiết kế mới
• Asus AC-RT68U, router hai băng tần đầu tiên hỗ trợ chuẩn 802.11ac tốc độ tối đa 1900Mbps
• Linksys Smart router Wi-Fi EA6300 và EA6400: hỗ trợ 802.11ac, chạy hai băng tầng song song
• Adapter Trendnet Wi-Fi 802.11ac
• DLink DGL-5500, router chơi game hỗ trợ Wi-Fi 802.11ac tích hợp công nghệ Qualcomm StreamBoost
• Western Digital My Net AC1300 Wi-Fi 802.11ac
• D-Link Cloud Router 5700 với tổng băng thông 1750Mbps
• Asus RT-AC66UNetgear R6200 và USB adapter A6200 tương thích Wifi 802.11ac
• HTC One
• Pantech Sky VEGA Iron
• LG Optimus G Pro
• MacBook Air đời Mid 2013
• Asus G75VW là laptop đầu tiên tương thích với Wifi 802.11ac
• Dell ra mắt Alienware 14/17/18: CPU Haswell, NVIDIA GTX700M, Wi-Fi ac, thiết kế mới

Vậy còn các chữ khác của Wi-Fi 802.11 như thế nào?

Chúng ta đã thấy a, b, g, n, ac được dùng trong tên gọi của các chuẩn mạng không dây, tuy nhiên điều đó không có nghĩa là các chữ cái khác bị bỏ qua. Chúng ta có c, d, e, f, h, k, u, v, w, y, thậm chí là aa, ad, ae, mc, aj... Mỗi một chữ như thế sẽ ứng với mạng dùng cho các mục đích khác nhau, ví dụ như 802.11c dùng trong quá trình bắt cầu mạng, 802.11y bao gồm băng tần 3650–3700 MHz xài ở Mỹ, còn 802.11aj dùng cho mạng của quân đội Trung Quốc. Một số trong số đó là phần bổ sung (amendment) cho một chuẩn hiện có, ví dụ như 802.11e là mở rộng của 802.11.

Nguồn: TechRepublic, TechRadar, Motorola, Cisco, Netgear

Chế tạo thành công pin Li-ion có kích thước chỉ bằng hạt cát với công nghệ in 3D

Các nhà khoa học đến từ đại học Harvard và đại học Illinois tại Urbana-Champaign mới đây đã tạo ra một loại pin Li-ion có kích thước nhỏ chỉ bằng một hạt cát bằng công nghệ in 3D. Loại pin micro này có thể được dùng cho các thiết bị điện tử siêu nhỏ, chẳng hạn như thiết bị cấy ghép y học và robot mô phỏng côn trùng.

Để tạo ra loại pin nói trên, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi giáo sư Jennifer A. Lewis thuộc Havard đã phát triển một loại mực chuyên dụng với các đặc tính điện hóa cần thiết và có thể khô ngay khi được bơm ra ngoài. Sau một vài thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một loại mực làm cực dương (anode) với các hạt Lithium metal oxide và một loại mực làm cực âm (cathode) chứa một hợp chất Lithium metal oxide khác.

Bên cạnh mực in, nhóm nghiên cứu cũng chế tạo một chiếc máy in 3D đặc biệt, có thể tiết mực thông qua các vòi phun siêu hẹp. Lớp này chồng lên lớp kia, mực in đông lại thành các khối điện cực bện chặt vào nhau và mỏng hơn cả chiều rộng của một sợi tóc người. Sau khi định hình bộ khung cho pin, các nhà khoa học tiếp tục đóng gói các điện cực với một vỏ bọc bằng dung dịch điện phân.

In và đóng gói điện cực trong dung dịch điện phân.

Các phép đo trên sản phẩm cuối cùng cho thấy tỉ lệ sạc/xả, tuổi thọ và mật độ năng lượng của pin micro có thể so sánh tương đương với những loại pin thương mại.

Công nghệ trên vẫn cần thêm thời gian để có thể sử dụng trên các thiết bị điện tử thu nhỏ và theo giáo sư kỹ thuật sinh học kiêm giám đốc trường kỹ thuật và khoa học ứng dụng (SEAS) thuộc Havard - Donald Ingber, Wyss: "Thiết kế mực in sáng tạo của Jennifer đã mở rộng những ứng dụng thực tiễn của công nghệ in 3D và đồng thời mở ra những khả năng mới để thu nhỏ mọi loại thiết bị, cả trong lĩnh vực y học lẫn ngoài y học."

Kết quả nghiên cứu từ dự án của Jennifer đã được đăng tải trực tuyến trên tạp chí Advanced Materials.

Theo: PopSci

Kết quả benchmark của Lenovo K900 dùng chip Intel Clover Trail+ Atom Z2580

Khi Intel tuyên bố sẽ lấn sân qua mảng thiết kế và sản xuất chip xử lý cho thiết bị di động, cụ thể là smartphone và máy tính bảng thì người dùng chúng ta lại có thêm nhiều lựa chọn về cấu hình cho máy, ngoài nền tảng ARM rất phổ biến hiện nay. Nếu như ở mảng máy tính cá nhân, Intel và AMD nắm thị phần tuyệt đối thì với chip xử lý cho điện thoại, tablet của Intel ở mảng này vẫn còn rất sơ khai, số lượng thiết bị bán trên thị trường chỉ đếm trên đầu ngón tay. Vài ngày trước thì chúng ta đã có bài Trên tay Lenovo K900, hôm nay mời các bạn xem qua kết quả benchmark của chiếc máy này với CPU Atom Z2580.

Tháng 5 vừa qua, Intel đã trình làng nền tảng Clover Trail+ cho thiết bị di động, với thành viên điển hình là chip Atom Z2580 có 2 nhân xử lý, tốc độ 2GHz. Con chip này được sản xuất theo tiến trình 32nm, có 2 nhân xử lý và hỗ trợ siêu phân luồng nên hệ điều hành sẽ nhận biết nó có 4 luồng xử lý cùng lúc (2 nhân thực và 2 nhân ảo). Z2580 hỗ trợ RAM tối đa 2GB loại DDR2 bus 1066 Low Power.

• Các phép đánh giá tổng hợp

Có 3 phép thử quen thuộc được sử dụng gồm Geekbench 2, Antutu và Quadrant. Ở những lần thử trước, chiếc Motorola Razr i đạt 14.357 điểm Antutu, cao hơn cả Xperia Z và Nexus 4 vốn là 2 chiếc điện thoại có CPU 4 nhân. Trong khi đó, Lenovo K900 đạt 27.224 điểm Antutu v3, cao gần gấp đôi số điểm và Razr i XT890 dùng chip Atom Z2460 1 nhân ghi được.

Trước đây, Intel từng trình diễn một chiếc smartphone tham chiếu của họ là Redhookbay cũng dùng chip Atom Z2580 đạt tới hơn 30.000 điểm Antutu, trong khi K900 sử dụng cùng CPU nhưng đạt điểm thấp hơn, có lẽ là do màn hình K900 có độ phân giải cao hơn - Full HD.

• Các phép thử sức mạnh tính toán của CPU

Mình dùng 3 phần mềm là Benchmark Pi, Billion Counter (đếm từ 1 đến 1 tỉ) và Vellano, cũng là những ứng dụng quen thuộc.

• Các phép thử sức mạnh đồ họa

K900 dùng chip Atom Z2580, nó được tích hợp sẵn GPU PowerVGR544MP, iGPU này có 1 nhân xử lý, chạy ở xung nhịp 400MHz và có sức mạnh đồ họa ở mức trung bình.

• Ảnh chụp màn hình những phép thử benchmark:

Đại học Carnegie Mellon tái hiện thành công hoạt động não ứng với mỗi cảm xúc con người

Bằng việc sử dụng thiết bị ảnh hóa cộng hưởng từ tính chức năng (fMRI), lần đầu tiên các khoa học có thể tái hiện bản đồ các trạng thái cảm xúc của con người dựa trên hoạt động thần kinh. Nghiên cứu được thực hiện bởi đại học Carnegie Mellon (CMU) hứa hẹn sẽ giúp giới khoa học vén bức màng bí ẩn về những hoạt động của chất xám.

Phó giáo sư Karim Kassam, dẫn đầu nhóm nghiên cứu cho biết: "Cảm xúc là một thành phần quan trọng trong cuộc sống của chúng ta nhưng về phương diện khoa học, nó rất khó để định nghĩa." Tiêu chuẩn vàng để hiểu được cảm xúc của một người đó là hỏi trực tiếp họ. Tuy nhiên, câu trả lời không phải lúc nào cũng chính xác tùy theo thái độ và quan điểm của người được hỏi.

Vì vậy, các giáo sư tại khoa khoa học xã hội và nhân văn thuộc CMU đã thực hiện nghiên cứu với một nhóm diễn viên. Họ được yêu cầu nhìn vào các từ miêu tả trạng thái cảm xúc như giận dữ, căm ghét, đố kị, sợ hãi, hạnh phúc, thèm khát, kiêu căng, buồn và e thẹn. Đồng thời với mỗi từ, các diễn viên phải cố gắng đưa bản thân về trạng thái cảm xúc đó. Não của họ sẽ được giám sát bởi fMRI và một máy tính để mô hình hóa các kết quả.

Dựa trên các hình quét não, mô hình máy tính có thể đoán chính xác cảm xúc của các diễn viên khi họ được xem một loạt các hình ảnh gợi ý. Về cơ bản, mỗi cảm xúc có một tín hiệu thần kinh đặc trưng. Máy tính đã học được hình mẫu cảm xúc của não từ các diễn viên tham gia và để thử nghiệm mang tính khách quan hơn, nhóm nghiên cứu đã mời một chủ thể mới chưa từng tham gia trước đó. Kết quả là máy tính vẫn có thể xác định chính xác các cảm xúc của người này.

Nghiên cứu của CMU bắt đầu đặt ra một cơ sở để đo cảm xúc của một chủ thể. Kassam nói: "Chúng tôi nhận ra rằng có những hình mẫu cảm xúc đặc trưng phân biệt giữa các cảm xúc tích cực và tiêu cực." Bằng cách phát triển một mô hình cảm xúc từ hoạt động của não, nhóm nghiên cứu đã có một cài nhìn sâu hơn về sự khác nhau giữa các cảm xúc hỗn loạn trong tâm trí.

Kassam cho biết: "Là một người nghiên cứu về các cảm xúc, tôi rất thích tìm hiểu xem loại cảm xúc 'thèm khát' liệu tốt hay xấu. Nhưng rốt cuộc, câu trả lời không phải tốt cũng không phải xấu. Trong số tất cả các cảm xúc, máy tính đã phát hiện cảm xúc 'thèm khát' tốt nhất nhưng tín hiệu thần kinh của nó khác biệt hoàn toàn so với các cảm xúc còn lại."

Theo: The Verge

[Infographic] Bạn có an toàn khi online?

Năm 2007 thế giới có khoảng 1,3 tỉ người online, tức là có kết nối với mạng internet. Đến năm 2013, con số này đã tăng hơn gấp 2 lần, lên tới 2,7 tỉ người, chiếm gần 40% dân số thế giới. Như vậy cứ trung bình có 10 người thì hết 4 người xài Internet. Vậy thì họ, bạn, tôi và những người xài internet nói chung đã có những biện pháp hiệu quả nào để bảo vệ thiết bị cũng như những dữ liệu quí giá của mình trước các mối hiểm nguy đến từ thế giới online chưa? Mời các bạn xem qua Infographic này nhé.

Nguồn: công ty bảo mật Trend Micro

Động cơ điện dùng khi máy bay chạy taxi sẽ giúp tiết kiệm nhiên liệu, giảm việc trì hoãn

Chiếc máy bay thử nghiệm được gắn động cơ điện EGST

Tại triển lãm hàng không Paris Air Show mới diễn ra, hãng Honeywell và Safran đã trình diễn một hệ thống động cơ điện giúp máy bay taxi - thuật ngữ dùng để chỉ việc di chuyển từ bãi đáp ra đường băng hoặc ngược lại - mà không cần phải dùng đến động cơ chính. Với tên gọi Electric Green Taxiing System (EGTS), hệ thống này bao gồm một cặp mô-tơ 50 kVA (khoảng 67 mã lực) nặng 300 kg được gắn giữa hai bánh xe của mỗi càng đáp chính. Điện cho hệ thống được cấp từ một bộ nguồn phụ (APU) vốn đã được sử dụng trên các máy bay để phát điện khi đậu ở cổng. Trong quá trình taxi, mức độ tiêu thụ nhiên liệu của APU chỉ bằng 1/6 so với động cơ chính.

Nhà sản xuất nói rằng EGTS có khả năng giảm 150 gallon (567 lít) nhiên liệu tiêu thụ mỗi ngày đối với các máy bay dân dụng như Airbus A320 hay Boeing 737, tức mỗi năm sẽ tiết kiệm được 4% nhiên liệu so với việc sử dụng động cơ chính để taxi. EGTS được thiết kế cho các máy bay chặng ngắn cần phải cất cánh và hạ cánh nhiều lần mỗi ngày chứ nó không nhắm đến các phi cơ đường dài vốn chỉ lên xuống một hai lần trong cả hành trình.

Lợi ích của EGST không chỉ dừng lại ở việc tiết kiệm nhiên liệu, nó còn giúp giảm việc trì hoãn ở sân bay. Olivier Savin, đại diện cho hãng Safran, cho biết rằng với các phi cơ sử dụng EGTS, việc sử dụng một chiếc xe kéo (Taxibot) để trợ giúp máy bay vào đúng vị trí đỗ hoặc để rời đi là không cần thiết. Savin nói chính những xe kéo này là nguyên nhân dẫn đến việc chuyến bay bị hoãn. Còn với EGTS, phi công có thể lùi, quẹo và đẩy máy bay tiến tới phía trước mà không cần đến bất kì sự giúp đỡ nào từ bên ngoài. "Đây là một sự cải tiến lớn về tốc độ và độ linh hoạt của phi cơ khi chúng ở các cổng bay".

Hệ thống EGST được kiểm nghiệm lần đầu tiên vào tháng 4 vừa qua. Kể từ lúc đó, nó đã giúp chiếc A320 thử nghiệm chạy taxi được khoảng 160km. Bài kiểm tra kế tiếp sẽ nhằm mục đích tăng tốc độ taxi lên 37 km/h, máy bay cũng sẽ được tăng trọng tải lên mức tối đa cho phép. Hai hãng phát triển nên EGTS đang trong quá trình thảo luận với các nhà sản xuất máy bay cũng như các hãng hàng không để tích hợp EGTS vào đội bay của họ.

Cận cảnh động cơ EGST

Nguồn: Wired

[Hỏi Tinh Tế] Bạn đang dùng thiết bị gì để lên Tinh Tế?

Hiện tại chúng ta có khá nhiều lựa chọn để duyệt web, từ PC, Laptop, tablet đến smartphone, thậm chí là máy ảnh giờ đây cũng đã có thể làm được việc đó. Hôm nay xin hỏi anh em là anh em đang dùng thiết bị nào để lên Tinh tế xem tin tức và "chém gió'?

Máy tính mainframe là gì và người ta sử dụng nó như thế nào?

Máy mainframe System zEC12 do IBM sản xuất

Mainframe là một loại máy tính thường được sử dụng bởi các công ty, tập đoàn cũng như những tổ chức chính phủ nhằm phục vụ cho các công việc cần xử lí lượng lớn dữ liệu, chẳng hạn như thống kê dữ liệu, lên kế hoạch sử dụng tài nguyên, xử lí giao dịch… Thuở ban đầu, chữ mainframe được người ta dùng để chỉ những thùng máy lớn chứa bộ xử lí và bộ nhớ của những máy tính cỡ lớn. Thế nhưng sau này, khi nhắc tới mainframe, người ta nghĩ đến một cỗ máy to lớn và mạnh mẽ hơn những máy tính cá nhân. Ngoài ra, mainframe còn có tên gọi khác là "Big Iron". Vậy loại máy tính này có những đặc điểm gì, mời các bạn cùng đọc qua bài viết này.

Lịch sử mainframe

Vào những năm 1950-1970, nhiều nhà sản xuất máy tính đã bắt đầu tham gia vào việc chế tạo mainframe. Nhóm các nhà sản xuất này được biết tới với cái tên "IBM và bảy chú lùn", bao gồm IBM và các hãng như Burroughts, UNIVAC, NCR, Control Data, Honeywell, General Electric và RCA. Sau đó, General Electric và RCA rời đi nên nhóm này được gọi là "IBM và BUNCH" (chữ cái đầu tiên của các hãng còn lại). IBM bắt đầu sự thống trị trên thị trường mainframe bằng series 700/7000 và rồi đến series 360. Kiến trúc mainframe này lại tiếp tục tiến hóa để trở thành zSeries, dòng máy mainframe chủ lực của IBM tính đến thời điểm hiện tại.

Trong ảnh là mainframe IBM 7079. Chiếc 7079 đầu tiên được lắp đặt vào tháng 11 năm 1959. Vào năm 1960, một chiếc mainframe như thế nào được bán với giá 2.900.000$, còn nếu thuê thì giá là 63.500$ mỗi tháng.

Đó là những công ty ở Mỹ, còn bên ngoài đất nước này, nhiều hãng cũng tham gia sản xuất mainframe, bao gồm Siemens và Telefunken ở Đức, ICL của Anh, Olivetti của Đức, Fujitsu, Hitachi, Oki, NEC ở Nhật. Liên Xô cũng có làm ra một số máy mainframe copy từ IBM trong thời kì chiến tranh lạnh, ngoài ra họ cũng có series mainframe BESM và Strela do chính mình thiết kế.

Mainframe Hitachi HDS GX 8110

Những năm đầu của thập niên 1970, nhu cầu của thị trường đối với mainframe ngày càng thu hẹp, trong khi môi trường cạnh tranh đang rất khốc liệt. Lúc đó, RCA đã về chung với UNIVAC, General Electric thì rời đi. Đến những năm 1980, tới lượt Honeywell sát nhập vào Bull, còn UNIVAC thì trở thành một phần của Sperry. Tới năm 1986, Sperry gia nhập cùng với Burroughts để tạo ra Tập đoàn Unisys. Năm 1991, AT&T sở hữu một phần của NCR.

Cũng trong thời gian đó, các công ty nhận thấy rằng thiết kế microcomputer (PC, laptop, desktop hiện nay của chúng ta có thể xem là microcomputer, tuy nhiên cụm từ này không còn được dùng phổ biến) có thể được triển khai với chi phí thấp hơn so với mainframe, người dùng thì có quyền kiểm soát hệ thống của mình nhiều hơn trước. Họ có thể thiết lập các mạng lưới máy tính cá nhân để thực hiện công việc của mình, vậy thì dại gì mà không chia tay mainframe. Các terminal (máy tính trạm cuối) để dùng chung với mainframe dần dần bị thay thế bởi PC. Chính vì thế, việc lắp đặt các cỗ máy mainframe mới ngày càng trở nên ít hơn, chỉ còn lại chính phủ và các tổ chức dịch vụ tài chính là còn sử dụng loại máy tính này. Người ta thậm chí còn dự đoán rằng chiếc mainframe cuối cùng sẽ ngừng hoạt động vào năm 1996.

Thế nhưng đến những năm cuối thập niên 1990, nhiều công ty tìm ra một cách mới để tận dụng chiếc mainframe hiện có thể mình. Trong bối cảnh chi phí xây dựng các mạng máy tính ngày càng đắt đỏ và phức tạp hơn, xu hướng điện toán tập trung (tức tập trung vào một máy duy nhất) được củng cố. Đà tăng trưởng cực kì mạnh mẽ của thương mại điện tử cũng kéo theo sự phát triển của các hệ thống xử lí nền dựa vào phần mềm của mainframe cũng như xử lí cơ sở dữ liệu.

Ngoài ra, sự phát triển của hệ điều hành Linux cũng giúp mainframe dần lấy lại vị thế của mình. IBM sử dụng Linux cho các máy mainframe của họ từ năm 1999 và một chiếc mainframe duy nhất có thể chạy hàng trăm máy ảo Linux cùng lúc. Khả năng hỗ trợ tốt cho các phần mềm nguồn mở của Linux cũng giúp mainframe được ưa chuộng hơn. Cuối năm 2000, IBM giới thiệu kiến trúc 64-bit z/Architecture, đồng thời mua lại nhiều công ty phần mềm để rồi tích hợp những phần mềm đó vào trong mainframe của hãng.

Định nghĩa mainframe

Hiện nay, mainframe được định nghĩa là những cỗ máy tính có các thành phân bên trong độc lập nhưng có khả năng phối hợp tốt để cung cấp độ tin cậy ở mức cao. Nó có khả năng lấy vào một lượng dữ liệu khổng lồ, tính toán, xử lí và xuất ra kết quả cũng khổng lồ không kém. Mainframe đòi hỏi phải có một sự tương thích ngược chặt chẽ với các phần mềm cũ bởi những công ty, tổ chức lớn sử dụng những phần mềm có tính chuyên biệt cao nên và rất tốn kém nếu phải viết lại. Ngoài ra, mainframe được thiết kế để có thể chạy liên tục (uninterrupt) trong một thời gian rất dài. Đây cũng chính là yếu tố quan trọng nhất của mainframe bởi nó vốn được dùng cho những mục đích mà chỉ cần vài phút hệ thống bị sập là một "thảm họa" sẽ xảy ra, hoặc nếu hệ thống ngừng chạy dù chỉ trong thời gian ngắn thì chi phí để khôi phục hoạt động là cực kì đắt đỏ.

Việc cập nhật phần mềm trên máy mainframe thường đòi hỏi thiết lập lại hệ điều hành hoặc một phần của nó. Còn tính chất chạy không ngừng nghỉ của mainframe chỉ có được khi sử dụng những kiến trúc hệ điều hành ảo hóa như z/OS hay Parallel Sysplex của IBM, XPLC của Unisys. Các kiến trúc ảo hóa này cho phép một hệ thống đảm đương nhiệm vụ của hệ thống khác trong quá trình người ta cập nhật, nâng cấp hay sửa chữa.

Để có thể tận dụng hết thế mạnh về khả năng xử lí và hoạt động liên tục của mainframe cần đến những kĩ sư được đào tạo chuyên nghiệp và bài bản. Việc bảo trì, lắp đặt mainframe không đơn giản như ráp một bộ máy để bàn ở nhà. Nếu không cẩn thận và làm cho hệ thống bị hư hỏng một phần nào đó thì tất cả lợi thế của mainframe đối với cơ quan, tổ chức sẽ bị mất đi hoàn toàn.

Ngoài ra, mainframe còn có tính bảo mật cao hơn nhiều so với những loại máy tính khác hiện nay. Các tổ chức nghiên cứu của Mỹ đánh giá những mainframe như IBM zSeries, Unisys Dorado, Unisys Libra là các hệ thống an toàn nhất thế giới bởi số nguy cơ bảo mật của chúng chỉ có đếm trên đầu ngón tay, trong khi các máy Windows, Linux và Unix thì có đến hàng nghìn lỗ hổng có thể bị khai thác. Nói tóm lại, ở thế giới của mainframe không hề tồn tại virus hay malware, chính vì thế mà nhiều chính phủ vẫn tin dùng nó để xử lí và lưu trữ dữ liệu.

IBM z10, một dòng mainframe được dùng phổ biến hiện nay

Ban đầu, người ta xài các thẻ, băng giấy và băng từ để chuyển dữ liệu cũng như để lập trình cho mainframe. Khi đó, máy hoạt động như một công cụ xử lí hàng loạt nhằm hỗ trợ cho công việc văn phòng. Các terminal được dùng kèm với mainframe để chạy ứng dụng chứ không phải để phát triển phần mềm. Đến khoảng năm 1970, bàn phím, màn hình xuất hiện để cung cấp một giao diện cho phép người dùng nhập liệu cũng như theo dõi kết quả.

Một thẻ (card) dùng để lưu trữ dữ liệu của các mainframe xưa cũ

3278, một chiếc terminal phổ biến dùng để truy cập và sử dụng mainframe do IBM sản xuất

Sau đó, mainframe hoạt động như một máy tính "timesharing" để hỗ trợ hàng trăm người dùng cùng truy cập vào mainframe để chạy các thao tác xử lí hàng loạt. Đến năm 1980, nhiều máy mianframe hỗ trợ các terminal đồ họa (không phải giao diện đồ họa người dùng - GUI - như trên PC). Từ sau năm 2000 trở đi, hầu hết những mainframe hiện đại đã phần nào hoặc hoàn toàn loại bỏ các terminal cổ điển, thay vào đó người dùng cuối sẽ giao tiếp với máy thông qua giao diện nền web hoặc các console. Và để kết nối vào mainframe, người dùng không bắt buộc phải ngồi kế bên nó. Các PC và Terminal có thể truy cập vào mainframe từ xa.


Những phần cứng cấu tạo nên mainframe

Cấu tạo đơn giản của một chiếc mainframe

Một chiếc mainframe tiêu biểu sở hữu các bộ xử lí (PU), bộ nhớ RAM, các kênh dữ liệu vào ra (I/O channel), các bộ điều khiển (control unit) và thiết bị ngoại vi (peripheral devices). Trong đó, PU chính là bộ não của mainframe, nó là đơn vị có nhiệm vụ thực thi các chỉ dẫn. Một máy mainframe có thể chứa nhiều bộ xử lí, chẳng hạn như: bộ xử lí trung tâm (Central Processor, viết tắt là CP hay CPU), bộ xử lí mã hóa và giải mã (CPACF), bộ xử lí tải Linux (IFL), có cái dùng để thực thi mã Java (zAAP), cái khác nữa thì xài cho việc tăng tốc xử lí cơ sở dữ liệu (zIIP). CP và RAM sẽ được đặt trong một thùng máy lớn gọi là Central Processor Complex (CPC).

Ví dụ, nếu mua một chiếc mainframe z10 của IBM sản xuất, bạn sẽ có trong đó 12 CPU, 12 IFL, 12 bộ ICF, 6 bộ zAAP và 6 bộ zIIP. Bộ nhớ của RAM của z10 có thể đạt tối đa 384GB tùy mục đích sử dụng.

I/O channel là những đường di chuyển và điều khiển dữ liệu giữa thiết bị nhập, xuất dữ liệu với bộ nhớ. Những thiết bị ngoại vi như đầu băng từ, ổ đĩa, đầu đọc thẻ, máy in... được kết nối với mainframe thông qua các channel này. Và bởi vì các thiết bị ngoại vi này chậm hơn CPU, CPU có thể sẽ tốn thời gian chờ dữ liệu từ chúng chuyển sang. Chính vì thế mà người ta mới tạo ra các bộ điều khiển Control Unit, chính là peripheral processor mà bạn đã đọc thấy ở trên, chuyên đảm nhận các tác vụ với thiết bị ngoại vi.

Còn cổng kết nối thì sao? Như bạn đã biết, thiết bị ngoại vi kết nối với máy tính của chúng ta qua cổng USB, trên Mac có FireWire, Thunderbolt, trên server là SCSI. Tương tự như thế, các kết nối trên mainframe là OSA, ESCON và FICON. Những kênh OSA Express dùng cho mạng LAN thông thường, mạng theo dạng token (vòng tròn). Trong khi đó, ESCON và FICON thì dùng cho cáp quang với tốc độ truyền tải cực cao.

Mainframe chủ yếu sử dụng giao diện dòng lệnh để giao tiếp với người dùng, cũng như Terminal trong Linux hay Command Prompt trong Windows. Đối với hệ điều hành zOS của IBM dành cho mainframe, giao diện dòng lệnh này được gọi là console. Tất nhiên là nó cũng có giao diện đồ họa người dùng nữa và theo IBM, họ đã đổ 100 triệu USD vào nghiên cứu giao diện đồ họa để giúp việc sử dụng mainframe trở nên đơn giản hơn.

Giao diện khi kết nối vào mainframe

Giao diện để thực thi lệnh trên mainframe

Anh kĩ sư IBM này đang sử dụng laptop của mình để truy cập vào mainframe chạy zOS và khai thác giao diện đồ họa người dùng bên trong hệ thống

Tính chất của mainframe

Những chiếc mainframe hiện đại cho phép chúng ta chạy nhiều "thực thể" (instance) hệ điều hành cùng lúc. Kĩ thuật ảo hóa này gần cho phép OS hoạt động cứ như là đang chạy trên một máy tính riêng biệt và sau này nó chính là Hypervisor dùng trên các server. Hiện nay kĩ thuật ảo hóa đã phổ biến hơn và có mặt ngay cả trong chiếc PC nhỏ xíu của chúng ta, thế nhưng mức độ và sức mạnh thì không thể nào bằng mainframe được. Có hai mức độ ảo hóa thường xuất hiện trên mainframe, bao gồm logical partition (mỗi phân vùng sẽ chứa một hệ điều hành) và virtual machine (nhiều máy ảo chạy trên một hệ điều hành).

Phần cứng của mainframe có thể được dễ dàng thêm hoặc thay thế mà không làm hệ thống bị ngừng hoạt động, điều mà nhiều server hiện nay không thể có được. Như đã nói ở trên, mainframe dùng trong những ứng dụng mà mỗi khi hệ thống ngừng là một "thảm họa" xảy ra, do đó nó không được phép dừng lại ngay cả khi nâng cấp phần cứng. Thông thường, mỗi tổ chức sẽ dùng hai máy mainframe, một cái đặt ở cơ sở hoạt động chính, cái còn lại đặt ở trung tâm dữ liệu có tác dụng sao lưu. Cỗ máy thứ hai này có thể được sử dụng ở trạng thái kích hoạt hoàn toàn, kích hoạt một phần hoặc chỉ đơn giản là nằm ở chế độ chờ để lỡ chiếc mainframe chính có gặp trục trặc hay bị thiên tai ảnh hưởng thì vẫn còn một cái để duy trì hoạt động của công ty. Các hệ thống lưu trữ mạng cũng được xài kèm với mainframe và được phân tán ở nhiều địa điểm khác nhau để đảm bảo tính an toàn.

Mainframe được thiết kế để đảm được một khối lượng rất lớn dữ liệu vào ra. Với mainframe thì việc xử lí những tập tin với dung lượng hàng gigabyte hoặc terabyte là chuyện thường ngày ở huyện mà thôi. Kể từ giữa thập niên 1960, mainframe nhận được sự hỗ trợ của nhiều bộ xử lí phụ, được gọi là channel hoặc peripheral processor. Các máy phụ này sẽ quản lí thiết bị nhập và xuất dữ liệu nhằm giúp CPU chính của mainframe tập trung hoàn toàn vào việc xử lí và chứa dữ liệu lên bộ nhớ. So với một PC thông thường, mainframe có thể dung lượng lưu trữ gấp hàng trăm hoặc hàng nghìn lần và có thể truy cập chúng nhanh hơn nhiều.

Thị trường mainframe

Các máy của IBM hiện đang chiếm lĩnh đến 90% thị trường mainframe. Phần còn lại chia đều cho hệ thống ClearPath của Unisys, các máy của Hitachi, NonStop của HP (mua lại từ hãng Tandem Computers), BS2000 và ICL VME của Fujitsu. Nhiều máy do Fujitsu, Hitachi và NEC vẫn còn đang được bán ở thị trường Nhật.

Về vi xử lí trung tâm (CP, hay CPU) dùng trong mainframe, Fujitsu và Hitachi vẫn tiếp tục sử dụng bộ xử lí dựa trên chuẩn S/390 tùy biến, ngoài ra còn có thêm các CPU như POWER, SPARC, MIPS và Xeon cho những máy tầm thấp. Bull thì sử dụng một hệ thống pha trộn giữa chip Intel Xeon với chip do mình phát triển. NEC và Bull cũng có những máu dùng chip Intel Xeon kết hợp với Intel Itanium. IBM, đúng với vị trí anh cả trong thị trường này, đã chi rất nhiều tiền vào nghiên cứu và phát triển các CPU riêng của mình, chẳng hạn như con chip dùng trong mainframe z10 ra mắt hồi năm 2008 với bốn nhân xung nhịp 4,4GHz.

Một chiếc mainframe Libra 4100 của hãng Unisys

Khác biệt giữa mainframe và siêu máy tính

Như mình đã nói ở trên, mainframe là cỗ máy được tạo ra để xử lí một lượng lớn dữ liệu, trong khi siêu máy tính tập trung vào một lượng nhỏ dữ liệu nhưng các phép tính thì cực kì phức tạp. Siêu máy tính tập trung vào tốc độ xử lí một vấn đề nào đó và chính vì thế, nó thường dùng cho các mục đích nghiên cứu khoa học. Một số khác biệt chính giữa siêu máy tính và mainframe như sau:

1) Tốc độ mainframe được đo bằng MIPS, tức bao nhiêu triệu chỉ dẫn mà máy có thể được thực hiện trong một giây. Trong khi đó, siêu máy tính thì đo bằng FLOPS, tức bao nhiêu phép tính dấu chấm động có thể xử lí mội giây. Nói về khả năng tính toán, supercomputer mạnh hơn mainframe.

2) Mainframe được xây dựng để xử lí "giao dịch" một cách ổn định, và giao dịch ở đây cũng giống như khái niệm được hiểu trong thế giới donah nghiệp. Nó bao gồm những việc như cập nhật cơ sở dữ liệu về lượng hàng còn trong kho, đặt vé máy bay, chuyển khoản,… Với mỗi "giao dịch", các thao tác mà máy có thể thực hiện đó là đọc và ghi dữ liệu vào đĩa, gọi các hàm/tính năng của hệ điều hành, di chuyển dữ liệu từ hệ thống này sang hệ thống khác.

Để biết thêm về siêu máy tính, mời các bạn đọc bài viết Tìm hiểu cơ bản về siêu máy tính, những cỗ máy phức tạp và mạnh mẽ. Nhiều tin tức về siêu máy tính cũng có thể xem qua tag siêu máy tính.

Vậy còn mainframe và server thì sao?

Có thể bạn sẽ nghĩ ngay rằng mainframe nghe cũng giống server đấy chứ. Thực chất, chúng ta cũng có thể xem mainframe là một dạng máy chủ bởi nó cũng có khả năng đóng vai trò làm "hub" cho nhiều máy khác hoặc terminal truy cập vào. Nhiều server có thể cùng nhau tạo thành một mạng lưới (server farm) và sức mạnh tính toán của hệ thống này chính là sự tổng hợp từ tất cả mọi server thành phần. Thế nhưng, nhược điểm của server farm đó là độ ổn định không cao, không thể nào sánh được với mainframe, đi kèm theo đó còn là chi phí bảo dưỡng cao, nhất là với những tổ chức có quy mô lớn. Chưa hết, hiệu quả sử dụng năng lượng của nhiều server nhỏ gộp lại không bằng được một chiếc mainframe duy nhất.

Đây là một server farm, bao gồm nhiều server đặt trong một tòa nhà gọi là data center

Tham khảo: Wikipedia, Community.ca.com, Mainframe360, eHow