tommylee1
17-05-2006, 15:55
CHE COSA SONO IL:CELL, BLUE-RAY, HDMI, HIGH DEFINITION
CELL:Cell è una tipologia di processori sviluppati da IBM in cooperazione con Sony e Toshiba. La famiglia di processori Cell è sviluppata per permetterne un utilizzo quasi universale. Questi nuovi processori dovrebbero essere in grado di coprire i mercati che vanno dalle applicazioni dedicate (embedded) fino al mercato dei mainframe. I processori sono progettati per utilizzare la computazione parallela e la Sony prevede di utilizzarli per la sua nuova console, la PlayStation 3.
Sebbene Cell possa avere molte configurazioni la configurazione base prevede un unità chiamata Processing Element (PE) e otto unità "Synergistic Processing Units" ("SPU"). L'unità PE è basata sull'architettura POWER, capace di elaborare 2 thread contemporaneamente ed è la stessa architettura che fornisce la base dei processori utilizzati da Apple. L'unità PE non è il processore primario, il suo compito è controllare e sincronizzare le unità SPU che dovranno eseguire la maggior parte delle computazioni.
Ogni SPU è un processore vettoriale a 128 bit VLIW, ha una dimensione di 2,5 x 5,8 mm, è in grado anch'esso di eseguire 2 istruzioni simultaneamente ed è dotato di 256 Kbyte di memoria locale ad alta velocità. Questa memoria è visibile alla PE in modo che questa possa caricarvi dati o programmi. Ogni SPU è in grado di accedere alla memoria locale di un'altra SPU rapidamente e quindi quando una SPU ha completato delle elaborazioni un'altra SPU può prelevare i dati per successive elaborazioni. Si potrebbe immaginare per esempio nel caso di un lettore di DVD avanzato che una SPU effettui una prima decodifica dei dati, la seconda SPU provveda a adattare l'immagine alla risoluzione dello schermo mentre una terza SPU preleva i dati dalla memoria della prima SPU e decodifichi l'audio digitale adattandolo all'impianto audio disponibile. Ovviamente tutta la gestione e la sincronizzazione delle SPU viene effettuata dall'unità PE. I core comunicano fra loro per mezzo di un bus FlexIO a 6,4 GHz e con la memoria attraverso un bus XDR (Extreme Data Rate) a 3,2 GHz: entrambi si basano su tecnologie di Rambus e sono gestiti da controller integrati nel chip. Grazie ad un accordo stipulato con Rambus nel 2003, le memorie XDR DRAM che equipaggeranno i dispositivi Cell-based verranno prodotte direttamente da Sony e Toshiba. Ogni SPU dovrebbe quindi essere in grado di generare 32 GFLOPS di potenza e di conseguenza, nel complesso, le 8 SPU dovrebbero generare 256 GFLOPS. La potenza di calcolo dell'unità PE VMX non è ben specifica ma dovrebbe essere di circa 32 GFLOPS.
Sotto molti punti di vista Cell assomiglia all'architettura sviluppate da Seymour Cray ma al contrario. Mentre nel CDC 6600 vi era un'unità di calcolo molto veloce e un gruppo di unità più lente dedicate alla gestione e memorizzazione dei dati nell'architettura del Cell l'approccio è opposto. Nel Cell vi è un'unità di gestione e un gruppo di unità veloci dedicate all'elaborazione dei dati. Questa architettura ritiene problematico l'elaborazione dei dati e non il loro recupero dalla memoria centrale.
Guardando l'architettura da un altro punto di vista Cell assomiglia a un moderno Computer da tavolo con un solo processore. Le moderne schede grafiche sono dotate di un unità di elaborazione e di molte unità dedicate alle gestione della grafica poligonale. Queste unità dispongono di un accesso alla memoria molto rapido e spesso sono in grado di condividere delle zone di memoria. Cell estende questa architettura, le unità SPU sono molto più flessibili e potenti delle unità dedicate all'elaborazione dei poligoni e la loro possibilità di comunicazione e sincronizzazione è notevolmente superiore a quella di qualsiasi scheda grafica.
L'architettura di Cell prevede l'incorporazione di più elementi base (1 PE più 8 SPE) in un solo chip. IBM ha presentato il brevetto di un'unità formata da quattro unità base in grado di sviluppare in teoria 1 Teraflop.
Le prime versioni di Cell per server blade sono state rilasciate ad inizio 2006 con un Clock di 2,4 Ghz sebbene inizialmente la IBM avesse ipotizzato una vendita iniziale di versioni con un clock molto maggiore, sui 4 o 5 Ghz, questo poiché nei laboratori i ricercatori sono riusciti a spingere questa architettura fino a 5.2 Ghz, anche se pare che le rese produttive di questo chip non permettano allo stato attuale una commercializzazione a queste frequenze. Secondo Sony i primi processori Cell verranno prodotti con il processo di IBM a 90 nanometri sebbene la piena operatività si avrà con futuro processo di Sony a 65 nanometri e con la possibilità di utilizzare il processo a 45 nanometri che verrà sviluppato nella fabbrica di Nagasaki per la PlayStation 3 se sarà necessario. Attualmente Sony utilizza un processo a 90 nanometri per produrre il chip GS/EE utilizzato dall'unità PlayStation2/DVR disponibile solo in Giappone.
Cell dovrebbe consumare intorno ai 30 watt, all'incirca quanto il processore grafico Emotion Engine che equipaggia la PlayStation 2, e fornire una potenza di calcolo paragonabile a quella di un piccolo cluster di server. IBM afferma che il proprio superchip sarà, in molti casi, fino a 10 volte più veloce rispetto ad un tipico processore per PC anche se, naturalmente, per controparte in certe applicazioni sarà molto più lento; inoltre potrà svolgere buona parte dei calcoli oggi demandati alla scheda grafica se usato in ambito console.
Saranno disponibili molte varianti del Cell che avranno un diverso numero di unità interne per poter soddisfare le diverse necessità del mercato. Le aziende hanno sviluppato Cell in modo da poter integrare diverse unità in un solo chip in modo economico e se necessario Cell può essere ulteriormente espanso utilizzando reti veloci che collegano più chip in modo da incrementare la potenza di calcolo disponibile.
Progetti simili basati su più core sono sviluppati da molte aziende come per esempio Sun Microsystems che con il progetto MAJC (si pronuncia "magic") sta sviluppando un'alternativa a Cell. Il primo chip MAJC era progettato originariamente per elaborazioni multimediali ma in seguito Sun decise di utilizzare MAJC come base per le sue schede grafiche di alte prestazioni per le sue workstation. Anche lo Stanford University's Imagine Stream Processor shares è un processore concettualmente simile al Cell e al MAJC.
CELL:Un'architettura di un computer o meglio di un chip con caratteristiche di elevate prestazioni, modulare e scalabile composto di “Processing Elements”
Un modello di programmazione che viene identificato come Cell Object o Software Cell e che consiste di una “apulet” (Programma + Dati), in grado di effettuare il setup dell'hardware compresa la memoria e processare i dati. Il modello è simile a quello del Java ma si basa su una virtual machine hardware che permette di far girare un'applicazione progettata per la CA su una qualunque configurazione hardware di tipo CA.
Il primo prototipo di processore basato sulla CA, è stato realizzato con processo produttivo a 90nm e presenta un die di 221mm2 per un totale di 234 milioni di transistors. Tale prototipo contiene 8 unità di elaborazione floating point a 64-bit in grado di gestire ognuno due thread per volta.
La CA promette prestazioni notevolmente elevate per le CPU del futuro senza gravare troppo sul costo finale del prodotto. Due ingredienti che, se mescolati assieme ad una buona dose di software e programmi, potrebbe facilmente portare questa architettura a divenire la vera reale concorrente degli attuali progetti per PC. Vedremo cosa deciderà il mercato: se la CA rimarrà relegata solo a sistemi particolari senza altri sbocchi se non quelli specifici, oppure se questa rappresenterà la nuova era del computing a discapito di quello che oggi conosciamo come Personal Computer basato sull'architettura x86 delle CPU Intel ed AMD.
La definizione ufficiale è di Cell Broadband Engine Architecture, data dai produttori stessi è: “La CBEA definisce una nuova struttura di processore basata su tecnologia Power Architecture a 64-bit, ma con caratteristiche uniche progettate per processi distribuiti e applicazioni multimediali avanzate. La Cell Architecture definisce un singolo chip multiprocessore che consiste di uno o più Power Processor Elements (PPEs) e più SIMD Synergistic Processor Elements (SPEs) ad elevate prestazioni. Mentre ogni SPE è un processore indipendente che fa girare i suoi programmi, una memoria condivisa e coerente ed un ricco set di comandi DMA è fornito per comunicazioni efficienti e continue fra i gli elementi di processamento della Cella.”
Le CPU Cell sono chip multiprocessore in grado di gestire codice a 64-bit ottimizzati per elaborazioni floating point molto pesanti. Queste riprendono il concetto espresso già diverso tempo fa con i processori RISC basati sull'idea di una estrema semplicità dell'hardware mutuata da una maggiore complessità del software che vi gira sopra. La semplificazione della microarchitettura hardware porta a notevoli benefici in termini di prestazioni di una CPU ma bisogna stare molto attenti alla complessità che viene spostata nella parte software. Questa potrebbe comportare un degrado delle prestazioni superiore a quanto si riesca ad ottenere in senso positivo dalla migliore architettura del processore: la causa principale di tutto questo sta nel più intenso uso della memoria di sistema e dunque delle latenze.
Viste le problematiche, IBM è partita proprio da queste: cercando di ridurre i tempi di latenza fra memorie ed unità di elaborazione con la creazione di una struttura semplice e complessa allo stesso tempo. Questa fa capo all'idea che sta dietro il termine di “cache” ma la modifica per ottenere prestazioni più elevate in modo che non vada a costituire un collo di bottiglia. I punti cardini del progetto Cell includono:
Architettura multi-thread, multicore.
Supporto per sistemi operativi multipli.
Banda da e verso le memorie molto ampia.
Interfaccia di I/O (input/output) “Flexible on-chip”.
Gestione delle risorse di sistema in real-time per applicazioni in tempo reale.
Sistemi di protezione dei contenuti digitali integrati on-chip.
Processo produttivo a 90 nanometri (nm) e tecnologia silicon-on-insulator (SOI).
Circuiteria integrata di risparmio energetico.
Anche se questi punti appaiono ben impostati, l'architettura Cell non è fissata in alcun modo, nel senso che un computer, una console o un televisore del futuro che si basino sulla CA possono “cooperare nella soluzione di un problema”.
In pratica i dispositivi possono comunicare fra loro e scambiarsi i compiti, un po' come accade nei casi di calcolo distribuito, dove i vari computer in rete svolgono la loro parte di calcolo per poi consegnarla ad un sistema centrale che li mette assieme e ne verifica il risultato.
La CA è basata essenzialmente da un chip composto da una CPU “general purpose” PowerPC (Power Processor Element o PPE), da 8 processori vettoriali “special purpose” (Synergistic Processor Element o SPE) ad elevate prestazioni ed un sistema di memoria decisamente performante unito ad un sistema di I/O anch'esso progettato per ottenere prestazioni elevate. Tutti i processori della Cell Architecture condividono lo stesso spazio degli indirizzi di memoria.
Dal punto di vista logico una CBEA definisce quattro componenti funzionali, ovvero il PPE, la Synergistic Processor Unit (SPU), il Memory Flow Controller (MFC) e l'Internal Interrupt Controller (IIC). Le unità di calcolo sono rappresentate dal PPE e dalle SPU. Un SPE è dato dall'insieme di una SPU con una certa quantità di memoria locale dedicata, un'unità MFC dedicata con la sua Memory Management Unit (MMU) ed una unità di Replacement Management Table (RMT).
I blocchi della CA possono essere facilmente configurabili in base alle richieste specifiche delle applicazioni che dovranno gestire. Quelli principali sono:
PowerPC Processor Element (PPE);
Synergistic Processor Element (SPE);
Internal Element Interconnect Bus (EIB);
Bus Interface Controller (BIC) condiviso;
Internal Interrupt Controller (IIC) condiviso;
Memory Interface Controller (MIC) condiviso;
Interfaccia I/O di tipo FlexIO.
Gli elementi PPE e SPE sono in grado di accedere alla memoria di sistema attraverso il MIC che a sua volta è connesso, tramite due canali indipendenti, a memorie Rambus XDR che forniscono una banda dati massima di 25,6 GB/s (12,8 GB/s per canale): avere una banda di memoria elevata è molto importante in sistemi come questo e Sony e Toshiba lo hanno ottenuto dalle licenze di Rambus per le tecnologie ad elevata velocità Yellowstone e Redwood.
Ogni unità SPE gestisce operandi da 128-bit suddivisi in 4 parole da 32-bit. In totale possono essere memorizzati fino a 128 operandi nel “register file”. Queste unità possono processare due istruzioni per ciclo di clock attraverso due pipeline separate. Praticamente un SPE è un system-on-chip a sé stante con l'unità di processamento (processing unit) connessa direttamente a 256KB di memoria “Load Store” (LS). Il PPE è un processore dual threaded della famiglia PowerPC ed è connesso alle unità SPE attraverso il bus EIB.
I bus connettono le varie unità attraverso la memoria locale che, dai test fatti, ha raggiunto la frequenza di funzionamento di ben 5,4GHz con tensione di 1,3V. La connessione verso le periferiche di I/O è effettuata tramite l'interfaccia FlexIO, fornita da Rambus stessa e capace di una banda di 44,8 GB/s in uscita e 32 GB/s in ingresso per un totale di ben 76,8 GB/s.
Molto interessante anche la gestione delle temperature del core: 10 termometri digitali controllano 15 aree separate che possono essere definite come punti di assorbimento critici. I dati che provengono da queste sonde sono analizzati per risolvere problemi termici.
Quanto detto permette sia di realizzare delle architetture in grado di scalare efficientemente sia di realizzare sistemi singoli e potenti già da loro stessi. Una Cella o Processing Element (PE) presenta, infatti, una capacità computazionale teorica di ben 250 Gflops. Essa è realizzata da 1 PPE, 8 SPE, 1 bus di interconnessione EIB, due canali di I/O ed un controller della memoria. Le specifiche tecniche del primo Processing Element presentato al pubblico sono davvero interessanti:
Frequenza di funzionamento superiore a 4 GHz;
Quantità massima di memoria locale limitata a 256 MB per Cella;
Banda dati pari aggregata (memorie + I/O) pari a 100GB/s;
Dual XDR controller: 25.6 GB/s
Dual configurable interfaces: 76.8 GB/s
1 processore PowerPC dotato di 32KB di cache L1 e 512KB di cache L2 (PPE)
Ogni PPE può gestire 2 threads;
Ogni PPE include un VMX;
8 motori vettoriali a 128-bit dotati di 128 registri ognuno (SPE);
2 istruzioni per ciclo per ogni SPE;
Potenza di picco pari a 256 GigaFlops;
Supporto per operandi a doppia precisione;
256KB di memoria locale per ogni SPE;
Bus di comunicazione interno realizzato con 4 anelli da 128-bit per un massimo di 96 Bytes a ciclo;
Bus di comunicazione off-chip FlexIO (Redwood) con banda di 6,4/Gbit/s;
Tecnologia di gestione dinamica dei consumi (Dynamic Power Management);
Dieci sensori di temperatura integrati;
Tensione di alimentazione di 1.3V;
Temperatura di esercizio con dissipatore pari a 85°C;
Dimensioni del die pari a 221 mm quadrati;
Processo produttivo a 90nm SOI, Low-k, 8 layers metallici e interconnessioni in rame;
234 milioni di transistor.
E' da tenere presente che la CA offre supporto per molteplici sistemi operativi inclusi Linux, Windows, MAC OS X, etc. Per quest'ultimo pare siano necessarie delle piccole modifiche che comunque sono in corso d'opera. D'altro canto l'unità vettoriale VMX è stata realizzata proprio da Apple!
http://img490.imageshack.us/img490/8058/ca11kr.jpg (http://imageshack.us)
http://img222.imageshack.us/img222/1228/7f6e2nf.jpg (http://imageshack.us)
SPE possono configurati per costituire una “catena” per processare i dati di uno stream. In una configurazione a SPE multipli in parallelo una cella può avvicinarsi alla sua massima potenza teorica di calcolo pari a ben 250 GigaFlops.
Una grossa differenza fra la CA e l'architettura di una normale CPU è la possibilità dei SPE di una cella di essere concatenati insieme a formare uno “stream processor”. Uno processore stream carica i dati e li processa in una serie di passi. Ognuno di questi passi può essere realizzato da uno o più SPE in parallelo.
Un cell processor può essere impostato per realizzare operazioni in streaming in una sequenza di passi con uno o più SPE funzionanti ad ogni passo. Al fine di realizzare uno stream processing, un SPE legge i dati in input nella sua memoria locale, effettua i passi necessari al calcolo e poi scrive i risultati in una zona della memoria RAM predefinita; il secondo SPE, dunque, prende i dati appena scritti, li processa e li scrive in una seconda zona della memoria. Questa sequenza può utilizzare molti SPE e i SPE possono leggere o scrivere diversi blocchi di RAM in base all'applicazione. Se la potenza di elaborazione non è sufficiente i SPE di altre celle possono essere utilizzati per formare una catena ancora più lunga.
Uno stream processing non richiede, generalmente, un'ampia banda di memoria ma la CA comunque ne ha da vendere. Idealmente ogni cella dovrebbe avere accesso a 64 MB di memoria direttamente attraverso un controller ad 8 banchi, ma questo quantitativo potrebbe anche essere maggiore. Queste sono solo le indicazioni che IBM ha dato con il suo prototipo.
Se il processo di stream è stato impostato per usare blocchi di RAM in banchi diversi, allora diverse SPE impegnate nelle operazioni di calcolo possono leggere e scrivere simultaneamente in blocchi diversi. E' proprio quando sono utilizzati più banchi di memoria e le SPE stanno lavorando su applicazioni streaming molto pesanti che la CA funziona al meglio. In tali applicazioni la CA si avvicina, per prestazioni, a quelle teoriche massime tanto che nessun processore desktop attualmente disponibile potrebbe nemmeno sognare numeri simili. D'altra parte, le CPU desktop sono progettate per compiti general purpose e non di certo ottimizzate per processare applicazioni vettoriali anche se, come detto, esse integrano unità vettoriali come quelle SSE. I SPE, invece, sono processori vettoriali ad elevata velocità dedicati e con la loro memoria interna essi non hanno bisogno di condividere nulla tranne la memoria centrale. Oltre a questo è bene considerare che ci sono ben 8 SPE in una sola cella.
Molti processi di stream hanno bisogno di rispettare il requisito, molto stringente, di real time e questo sicuramente è possibile solo quando il processore è in grado di offrire un'elevata potenza di calcolo. Un timer è utilizzato per assicurare che un'operazione abbia comunque termine entro uno specificato limite di tempo. Questa scelta è utile non solo per sé stessa ma anche per compatibilità con le prossime generazioni di celle visto che il timer è indipendente dal processo stesso.
Un processore fortemente real time è solitamente controllato da sistemi operativi specializzati come QNX, progettato espressamente per questi compiti. La CA è in grado di supportare in hardware anche tali sistemi operativi, ma non solo.
I processori cell non offrono le migliori prestazioni con qualunque applicazione: questa affermazione deriva dal fatto che alcune applicazioni non possono essere vettorializzate affatto, altre sono penalizzate dal sistema di lettura dei blocchi di memoria come previsto nella CA e così via. In questi casi sarà il processore PowerPC ad agire senza far uso della potenza dell'architettura complessiva.
Appare ovvio che i giochi e la grafica 3D in genere possano sfruttare al massimo la CA. D'altro canto essa è stata sviluppata proprio per offrire una potenza di calcolo mostruosa ad una console di gioco come la Playstation 3.
Gli sviluppatori della CA si sono decisamente concentrati nella potenza di calcolo pura e non specificatamente sulla grafica: molto probabilmente, dunque, alcune funzionalità hardware verranno spostate verso routine software e verrà lasciata maggiore flessibilità agli sviluppatori di videogame.
La grafica 3D, inoltre, rappresenta un problema risolvibile in maniera fortemente parallela e vettoriale. Dunque in tal caso più celle vengono utilizzate e più veloce sarà l'elaborazione grafica. Anche le applicazioni audio e video possono trarre enormi benefici dalla CA. Le operazioni di manipolazione delle immagini e del video, come la codifica e la decodifica di questi ultimi, possono essere facilmente vettorializzate. Anche le applicazioni audio come i sintetizzatori virtuali con molte voci, i mixer digitali, etc. possono essere accelerati da una CPU Cell. Inoltre, nella natura di una CA, è intrinseco il compito di DSP o Digital Signal Processing. L'algoritmo principale utilizzato da questi chip è quello della Fast Fourier Transform o FFT che permette di dividere il segnale in frequenze singole che possono poi essere elaborate e ricostruite a valle mediante un filtro per ottenere nuovamente il segnale modificato secondo le proprie esigenze. La FFT è un algoritmo altamente vettorializzabile e molte applicazioni che utilizzano il DSP possono essere viste come stream.
Nel calcolo scientifico in generale, non vettorializzabile, le prestazioni di una CPU Cell dovrebbero essere quantomeno superiori a quelle di un sistema basato su una moderna CPU x86. Per gli algoritmi vettorializzabili, invece, le performance dovrebbero praticamente decollare. Visto in questo modo, un processore basato su CA può benissimo fornire la necessaria potenza di calcolo anche ai supercomputer che attualmente sfruttano cluster composti di PC. In pratica 8 celle potrebbero rimpiazzare anche 250 PC per entrare nella classifica dei top 500 supercomputer. Quest'ambito di applicazione della CA sarà sicuramente uno dei più sfruttati in quanto qui non conta assolutamente la compatibilità all'indietro.
BLU-RAY: BD (acronimo di Blu-ray Disc®) è il supporto ottico proposto dalla Sony agli inizi del 2002 come evoluzione del DVD per la televisione ad alta definizione. Grazie all'utilizzo di un laser a luce blu, riesce a contenere fino a 57 GB di dati, quasi 12 volte di più rispetto a un DVD Single Layer - Single Side (4,7 GB). Anche se questa capacità sembra enorme un disco da 50 GB può contenere a malapena 2 ore di filmato ad alta definizione anche utilizzando il sofisticato codec MPEG-4 al posto del tradizionale MPEG-2.
Si è deciso di utilizzare il termine Blu al posto del corretto blue, in quanto questa è una parola di uso comune e non sarebbe stato possibile registrare il marchio. Il primo apparecchio che utilizzerà commercialmente questa tecnologia sarà la PlayStation 3, dopo che il 12 agosto 2004 i produttori impegnati nel progetto Blu-ray hanno dichiarato di aver approvato la versione 1.0 delle specifiche per i dischi BD-ROM. La data di presentazione ufficiale del nuovo supporto disponibile per il cinema ad alta definizione è fissata per il 23 maggio 2006 negli Stati Uniti.
La battaglia con il concorrente HD-DVD
Sia il BD che il concorrente formato HD-DVD, sono supportati da insiemi di aziende, che lottano per imporre il proprio formato. Essendo basato su una tecnologia di costruzione differente da quella utilizzata per CD-ROM e DVD, il BD sarà più costoso per l'utente finale dell'HD-DVD, che però ha una capacità di soli 15 GB per strato e nella versione originale poteva contenere fino a 30 GB per lato (doppio strato), ma il 12 maggio 2005 al Media-Tech Expo di Los Angeles ne è stata proposta un'evoluzione da 45 GB (utilizzando 3 strati) per competere più efficacemente con il BD; la principale differenza, tra i due, è che mentre questa evoluzione del HD-DVD utilizza 3 layer da 15 GB, il BD ne usa 2 da 25 GB.
La tecnologia alla base di Blu-ray è più complessa e sofisticata, ma permette di raggiungere capacità teoriche superiori ai 500 GB per singolo disco. Al contrario, HD-DVD punta meno sulla capacità massima di storage e più sulla compatibilità con l'attuale tecnologia DVD a laser rosso. Uno dei motivi principali per cui lo standard Blu-Ray consente capacità superiori rispetto al concorrente è rappresentato dallo spessore dello strato protettivo. I dischi DVD e HD-DVD dispongono di un polimero trasparente di 0,6 mm che copre i substrati, mentre lo strato del Blu-Ray è di solo 0,1 mm. Questo significa che il substrato è molto vicino alla superficie, e la diffusione del laser è minore. Meno materiale il laser deve penetrare, maggiore sarà l'apertura numerica e minore sarà la distanza tra due tracce e la lunghezza dei pit. In parole povere, questi cambiamenti permettono maggiore densità di dati su un disco Blu-Ray anziché su un DVD o un HD-DVD.
Dischi capienti e prezzi bassi
Prototipo di un disco Blu-RayBlu-Ray attualmente offre tre differenti capacità di archiviazione, 23.3 GB, 25 GB e 27 GB, solo leggermente differenti in quanto utilizzano i medesimi supporti ma variano la quantità di dati immagazzinati grazie all'utilizzo di tre differenti lunghezze dei pit. È anche possibile diminuire ancora di più la lunghezza dei pit, e incrementare la capacità di archiviazione per layer. In contrasto, HD-DVD utilizza una lunghezza del pit fissa, quindi la capacità per layer è fissa a 15 GB.
Con i dischi Blu-ray da 25 GB già sul mercato, e con quelli da 50 GB sulla linea di partenza, Sony era già al lavoro sui supporti da 200 GB: una capacità che sarebbe stata raggiunta con l'adozione di 8 layer. Tale capacità è stata poi raggiunta e presentata il 26 maggio 2005 da parte della Blu-ray Disc Association che ha dichiarato, inoltre, che ormai i costi di produzione dei dischi BD-ROM con capacità da 25 e 50 GByte sono molto simili a quelli degli odierni DVD Dual Layer. In questo periodo di lotta, e mancato accordo, per il formato unico con il consorzio HD-DVD, il fatto che i costi di produzione siano simili alla concorrenza, con risultati migliori, segna un punto a favore per il Blu-Ray.
Protezione dei dati
Sul fronte della sicurezza dei dati contro la contraffazione Blu-Ray utilizza l'Advanced Ecncryption Standard (AES) con chiavi a 128 bit che cambiano ogni 6 Kb di dati. In una conferenza del 2004, Sony ha mostrato come una singola chiave veniva utilizzata per decriptare un DVD Standard, mentre la chiave cambiava centinaia di volte durante la riproduzione.
Il 30 dicembre 2005 sono state confermate le voci secondo le quali i dischi Blu-Ray saranno dotati di Region code come gli attuali DVD. Le regioni saranno però soltanto tre:
Regione 1: Americhe e Sud Est asiatico ((India, Giappone, Corea, Tailandia, Malesia, etc.)), Cina esclusa
Regione 2: Europa e Africa
Regione 3: Cina, Russia e altri
La novità risiede nella condivisione di codifica per Nord-America e Giappone, rendendo così possibile lo scambio di materiale fra queste due zone di importanza cruciale per il mercato. Tale scelta infatti permetterà ad esempio di utilizzare giochi per la futura Playstation3 già al momento del lancio non solo in Giappone ma anche negli Stati Uniti, giusto per fare un esempio. Ignorati dunque i pareri di molti analisti del settore che indicavano nelle limitazioni a zone più un problema per chi fruisce legalmente dei contenuti che per la pirateria.
Il 10 gennaio 2006 al CES di Las Vegas TDK ha mostrato alcuni supporti da 100 GB grazie all'adozione di 4 strati. Secondo il produttore possono essere scritti ad una velocità di 6x, quindi quasi 27 MB al secondo, vale a dire circa un'ora per la masterizzaizone completa. È stato inoltre migliorato il supporto di protezione, ora denominato DuraBis 2, in grado di proteggere maggiormente il supporto dai graffi. Indiscrezioni assolutamente non confermate indicano in circa 50-70 euro il prezzo del supporto da 100 GB, mentre per le versioni da 50 GB BD-E e BD-RE (riscrivibile) i prezzi sarebbero rispettivamente di 40 e 55 euro circa, ovviamente destinati a scendere drasticamente col tempo.
Il 9 febbraio 2006 Sony ha comunicato i prezzi dei futuri film su supporto Blu-Ray. Tali prezzi oscilleranno tra i 29 $ ei 34 $, a seconda della popolarità dei film. In sostanza dovrebbero essere prezzi simili a quanto era avvenuto nel 1997 con il passaggio da VHS a DVD.
DIFFERENZE BLU-RAY:
http://img381.imageshack.us/img381/3239/untitled5it.png (http://imageshack.us)
UTILIZZO BLU-RAY:
http://img475.imageshack.us/img475/9721/1495678kr.jpg (http://imageshack.us)
GRUPPO PER BLU-RAY:http://img490.imageshack.us/img490/8584/bdamembers4jm.gif (http://imageshack.us)
FINANZIATORI BLU-RAY:Apple (dal 10 marzo 2005)
Dell
Hitachi
Hewlett-Packard
LG Electronics
Panasonic (Matsushita)
Philips
Pioneer
Samsung
Sharp
Sony
Sun Microsystems
TDK
Texas Instruments
Thomson
http://img222.imageshack.us/img222/8498/bluray7md.png (http://imageshack.us)
LETTORE BLU-RAY PANASONIC A 1800$
http://img222.imageshack.us/img222/1111/001018068zv.jpg (http://imageshack.us)
ECCO UNA LISTA PROVVISORIA DEI FILM CHE USCIRANNO IN BLU-RAY ADESSO:
20th Century Fox :
Behind Enemy Lines
Fantastic Four
Ice Age
Kiss of the Dragon
The League of Extraordinary Gentlemen
Lions Gate Films
Basic Instinct*
Crash
The Devil's Rejects
Frank Herbert's Dune (miniseries)
Lord of War
The Punisher
Rambo: First Blood
Reservoir Dogs
Saw
See No Evil
Terminator 2: Judgment Day
Total Recall
PARAMOUNT PICTURES:
Æon Flux
Four Brothers
Italian Job
Manchurian Candidate
Mission Impossible Trilogy (I, II and III)**
Sahara
Sky Captain and the World of Tomorrow
Sleepy Hollow
Lara Croft: Tomb Raider
U2: Rattle & Hum
We Were Soldiers
Sony Pictures :
The Amityville Horror*
Black Hawk Down
Bram Stoker's Dracula
The Bridge on the River Kwai
Desperado
The Fifth Element
For a Few Dollars More
The Guns of Navarone
Hitch
House of Flying Daggers
Into the Blue
A Knight's Tale
Kung Fu Hustle
The Last Waltz
Legends of the Fall
Resident Evil*
Resident Evil: Apocalypse
RoboCop
Sense and Sensibility
Species
Spider-Man*
Stargate Atlantis
Stealth
S.W.A.T.
Underworld: Evolution**
XXX
XXX: State of the Union*
WARNER BROS.:
Batman Begins
Charlie and the Chocolate Factory
Constantine
The Dukes of Hazzard
GoodFellas*
The Last Samurai
Lethal Weapon
The Matrix
The Matrix Reloaded
The Matrix Revolutions
Million Dollar Baby
Ocean's Twelve
Swordfish
Terminator 3: Rise of the Machines
Training Day
Troy
Twister
Unforgiven
HDMI:HDMI è la sigla che identifica la High-Definition Multi-media Interface (in inglese, interfaccia multimediale ad alta definizione), uno standard commerciale completamente digitale per l'interfaccia dei segnali audio e video. Può essere implementata tra varie fonti di segnale audio/video digitale (set-top box, lettori DVD, ecc.) e dispositivi di visualizzazione audio/video compatibili (ad es. TV digitale).
Lo standard HDMI supporta tre modalità di trasferimento del segnale video (standard, enhanced, alta definizione) e del segnale audio digitale multicanale, su un unico cavo. Non dipende dai vari standard di televisione digitale quali ATSC e DVB in quanto questi ultimi sono delle forme di incapsulamento di flussi dati MPEG, che vengono inviati a un decoder e quindi visualizzati sotto forma di segnale video non compresso (eventualmente ad alta definizione). Tali dati video vengono successivamente codificati in tecnologia TDMS e trasmessi in modalità digitale su un canale HDMI. Lo standard prevede inoltre il supporto per segnali audio digitali non compressi a 8 canali. A partire dalla versione 1.2 sono supportati fino a 8 canali audio a 1 bit, la tecnologia usata dai Super Audio CD.
Il connettore standard HDMI "Tipo A" è a 19 pin; lo standard definisce anche un "Tipo B" per risoluzioni più elevate, che però non risulta ancora molto diffuso. Quest'ultimo tipo è a 29 pin e consente il trasporto di un segnale video espanso per display ad alta risoluzione (superiore a 1080 pixel).
L'HDMI tipo A è compatibile all'indietro con l'interfaccia DVI single-link attualmente usata sui monitor e schede grafiche per computer. In tal modo una sorgente di segnale DVI è in grado di gestire un monitor HDMI (o vice versa) attraverso un opportuno cavo o adattatore, anche se è necessario rinunciare all'audio e alle funzioni di controllo remoto previste dallo standard HDMI. Inoltre, in assenza del supporto per la tecnologia di protezione HDCP il dispositivo di visualizzazione potrebbe degradare la qualità e la risoluzione dell'immagine. Analogamente, l'HDMI tipo B è compatibile all'indietro con la tecnologia DVI dual-link.
Tra i fondatori dello standard vi sono alcune tra le principali aziende elettroniche mondiali, quali Hitachi, Matsushita Electric Industrial (Panasonic), Philips, Sony, Thomson (RCA), Toshiba e Silicon Image. La tecnologia di protezione dei contenuti digitali a larga banda HDCP è fornita da una società controllata di Intel, la Digital Content Protection, LLC. Lo standard gode dell'appoggio dei principali produttori cinematografici quali Fox, Universal, Warner Bros. e Disney e degli operatori televisivi DirecTV ed EchoStar (Dish Network), di CableLabs e Samsung.
Specifiche tecniche:
Canale TMDS (Transition Minimized Differential Signaling)
Trasporto di audio, video e dati di supporto.
Tecnica di segnalazione: Conforme alla specifica DVI 1.0 Single-link (HDMI Tipo A) o dual-link (HDMI Tipo B).
Pixel rate video: da 25 a 165 MHz (Tipo A) o 330 MHz (Tipo B).
I formati video con pixel rate inferiore a 25 MHz (ad es. 13,5 MHz nel caso del formato 480i/NTSC) sono trasmessi con un meccanismo di ripetizione dei pixel.
Codifica dei pixel: RGB 4:4:4, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:4:4.
Velocità di campionamento audio: 32 kHz, 44,1 kHz, 48 kHz, 88,2 kHz, 96kHz, 176,4 kHz, 192 kHz.
Canali audio: fino a 8.
Canale DDC (Display Data Channel)
Consente all'origine del segnale di conoscere prestazioni e capacità della destinazione.
Tecnica di segnalazione I²C con frequenza di clock a 100 kHz.
Struttura dati E-EDID conforme alle specifiche EIA/CEA-861B e VESA Enhanced EDID.
[modifica]
Canale CEC (Consumer Electronics Control) - opzionale
Basato sul protocollo standard AV Link.
Utilizzato per le funzioni di controllo a distanza.
Bus seriale unidirezionale a un conduttore.
Definito nella specifica HDMI 1.0.
Meccanismi di protezione dei contenuti
Conformi alla specifica HDCP (High-Definition Content Protection) 1.10.
http://img490.imageshack.us/img490/6468/320pxhighdefinitionmultimediai.jpg (http://imageshack.us)
HDTV:Con il termine HDTV (High Definition Television) ci si riferisce a trasmissioni televisive a risoluzioni molto più alte di quella usata tradizionalmente (SDTV - Standard Definition Television). Se la realizzazione tecnica (produzione del contenuto, encoding digitale, trasmissione, ricevitore, display) non lo impedisce, HDTV ha il potenziale di permettere un livello qualitativo più elevato di quello attualmente in uso.
Un fotogramma video tradizionale nel sistema PAL è composto da 625 linee, di cui quelle dedicate all'informazione video vera e propria sono circa 525, se il rapporto d'aspetto è 1,3 (chiamato impropriamente, ma comunemente, 4:3). La risoluzione orizzontale del fotogramma non è applicabile in termini di pixel al video analogico, dove ci si riferisce al numero di linee bianche e nere successive distinguibili in termini di Mhz. Un segnale di qualità adatta alla trasmissione ha una banda di 5 Mhz, sufficienti per risolvere circa 400 linee. Questo è il massimo teorico che può essere trasmesso con la codifica PAL, anche se qualità ottenibile realmente è inferiore. Se la sorgente è digitale, lo standard di campionamento prevede invece 720 pixel sull'asse orizzontale. Questa è la qualità massima ottenibile da una trasmissione DVB o da un DVD.
Scansione progressiva e interlacciata
La HDTV utilizza due formati differenti, chiamati 720p e 1080i. La p significa "progressivo" mentre la i significa "interlacciato". La risoluzione "interlacciata" visualizza 25 fotogrammi solo per le linee dispari e poi successivamente altri 25 fotogrammi per quelle pari, in modo analogo alla televisione tradizionale, con una cadenza quindi di 50 Hz. Nei paesi che usano il sistema NTSC, questa frequenza è di 60 Hz, quindi 30 fotogrammi al secondo, ad una risoluzione inferiore. Come riferimento, nelle riprese cinematografiche si gira invece a 24 fotogrammi al secondo, che vengono poi proiettati con un otturatore a due pale in modo da ottenere 48 fotogrammi al secondo.
La risoluzione 720p raggiunge i 1280x720 pixel, che consiste in 921.600 pixel e viene comunemente definito "HDV", mentre la 1080i raggiunge i 1920x1080, per un totale di 2.073.000 pixel ed è comunemente definito "HD". Non è facile stabilire quale sia la risoluzione migliore: molte persone infatti preferiscono l’immagine più stabile donata dalla 720p, mentre altre preferiscono la risoluzione più elevata fornita dalla 1080i. Il metodo migliore per scegliere è di vedere di persona le reali differenze. Inoltre dipende del contenuto, se è meglio il 720p o il 1080i (meglio il 720p per contenuto con molto movimento, mentre il 1080i da piú dettagli per scene ferme). Di fatto il progressivo elimina i difetti di fermo immagine soprattutto durante la fase di montaggio.
Nel caso di immagini con scansione progressiva, la cadenza di ripresa si dimezza a 25 fotogrammi e a 30 per l'NTSC. Come spesso avviene, i termini PAL e NTSC sono usati impropriamente. Si tratta infatti esclusivamente di tecniche di codifica di video composito, mentre non hanno una diretta relazione con risoluzione e frequenza di scansione. Questi termini, comunque, sono di uso molto comune per riferirsi anche alle norme relative.
I programmi HDTV sono circa 6 volte più definiti del DVD e, anche con la buona compressione offerta dall'MPEG-4, lo spazio richiesto per l'archiviazione è sempre molto. È sufficiente pensare che l'apparente enorme capacita dei futuri supporti Blu Ray di ben 50 GB sarà appena sufficiente per 2 ore di filmato ad alta definizione, ma con l'utilizzo di codec avanzati come H.264 (MPEG-4 Part 10) si potrà portare la qualità piena con data rate abbastanza bassi, fino a scendere a 8 Mbit, che è la banda passante disponibile sui ricevitori DTT. E' opportuno osservare che, ad iniziare da questi primi mesi del 2006, si sono affacciati sul mercato i primi televisori totalmente Full Hd ovvero con risoluzione 1080p e quindi con 1080 linee native senza interlacciamento. Si tratta dello stato dell'arte dell'alta definizione e si presuppone troverà la sua miglior applicazione negli schermi del futuro con oltre 50 pollici di diagonale.
Altri fattori importanti per la qualità
Esistono sul mercato diverse tipologie di telecamere che si differenziano per la risoluzione che utilizzano per la registrazione (720p e 1080i tra le più comuni) ma un altro fattore importante per determinare la qualità di una registrazione digitale è il Bitrate, ovvero la quantità di bit utilizzati per memorizzare ogni fotogramma del filmato; per gli apparecchi di classe domestica si aggira intorno ai 12/15 Mb/s utilizzando lo standard di registrazione/compressione MPEG-2.
Il sistema di connessione con cui è possibile connettere una videocamera o un lettore al monitor o al videoproiettore si differenzia tra SDI e Component HD. Nei sistemi di montaggio non-lineare e' possibile utilizzare lo standard Firewire.
I notevoli miglioramenti dell'alta definizione sono apprezzabili solo se si possiede un intero set HDTV, vale a dire sia televisore che decoder per ricevere le trasmissioni ad alta definizione trasmesse dalle emittenti televisive, o un lettore ottico di dischi ad alta definizione come dal 2006 saranno il Blu Ray (il quale sarà integrato nella Playstation 3) e HD-DVD. In caso contrario, se si tentasse cioè di visualizzare un contenuto HDTV con un televisore tradizionale, non si noterebbero miglioramenti nella definizione, in quanto il vantaggio fondamentale dell'alta definizione risiede proprio nella maggiore risoluzione del segnale video, circa 4 volte quello di un normale DVD.
C'è molta poca chiarezza nella maggior parte degli acquirenti, circa le effettive caratteristiche tecniche di un televisore che abbia supporto all'alta definizione. Non è detto che un display di elevata diagonale, con tecnologia TFT o plasma, sia una soluzione HD. Per dare un minimo di sicurezza al consumatore, esiste il sigillo "HD Ready", stabilito della EICTA (European Information, Communications and Consumer Electronics Industry Technology Association), che in teoria dovrebbe dare la garanzia che un televisore sia in grado di visualizzare contenuti HD (in teoria, perchè nei negozi si sono giá visti televisori con questo sigillo, le cui caratteristiche tecniche non lo permettevano). Il sigillo HD Ready dovrebbe garantire che il televisore:
ha una risoluzione verticale fisica di almeno 720 righe
dispone di (almeno) una presa analoga YUV (Component)
dispone di (almeno) una presa digitale (DVI o HDMI) protetta dal sistema HDCP
è in grado di visualizzare contenuti con i formati 720p e 1080i.
Il Natale 2005 è stata stagione di grosse vendite in tutto il mondo di televisori LCD e plasma, ma in molti casi quelli che sembravano "grandi affari", nella forma di TV "a schermo piatto" di elevata diagonale, altro non erano che dispositivi standard definition e non HD.
Dove esiste già e quando arriverà da noi?
L'idea dell'alta definizione esiste giá da alcuni decenni e furono elaborati anche diversi standard per la trasmissione televisiva in HDTV. In Europa alla fine degli anni ottanta esisteva il progetto per un sistema analogo HDTV con nome "HD-MAC" che però non fu mai realizzato. In Giappone invece intorno allo stesso periodo fu introdotto un sistema simile con nome "MUSE" che venne realizzato e usato sopratutto via satellite. Ma solo negli ultimi anni l'HDTV ha ricevuto una maggiore importanza, soprattutto per due motivi:
Le televisioni LCD e Plasma con schermi di grandi dimensioni stanno diminuendo di prezzo.
La trasmissione digitale è molto più efficace di quella analogica.
Negli stati uniti il HDTV trasmesso in modo digitale (via sistema ATSC) esiste da alcuni anni come anche in Giappone (sistema ISDB).
In Europa i tempi per l'introduzione si sono allungati, perché si è deciso di usare tecnologie più avanzate per le trasmissioni HDTV (MPEG-4 H.264 invece di MPEG-2 per il video e DVB-S2 invece di DVB-S per la trasmissione via satellite). Solo da gennaio 2006 sono disponibili ricevitori HDTV per satellite che supportano queste tecnologie. Le prime trasmissioni europee HDTV MPEG-4 via DVB-S2 sono cominciate nel novembre del 2005 dai canali tedeschi "Premiere" (criptata) e Sat1/ProSieben (FTA). Nel frattempo sono iniziate anche altre trasmissioni HDTV, la maggior parte ancora di tipo dimostrativo o di prova, spesso ancora con video MPEG-2 invece di MPEG-4. I grandi network televisivi europei stanno per lanciare le loro offerte HDTV in questi mesi (Sky, BBC, Canal+, ...).
Alcuni canali hanno annunciato di trasmettere i campionati mondiali di calcio nel 2006 di quest'anno in HDTV, come SKY in Italia
46 POLLICI DELLA SONY HD READY:
http://img490.imageshack.us/img490/8794/kdl40v2000headonhdim8pm.jpg (http://imageshack.us)
CELL:Cell è una tipologia di processori sviluppati da IBM in cooperazione con Sony e Toshiba. La famiglia di processori Cell è sviluppata per permetterne un utilizzo quasi universale. Questi nuovi processori dovrebbero essere in grado di coprire i mercati che vanno dalle applicazioni dedicate (embedded) fino al mercato dei mainframe. I processori sono progettati per utilizzare la computazione parallela e la Sony prevede di utilizzarli per la sua nuova console, la PlayStation 3.
Sebbene Cell possa avere molte configurazioni la configurazione base prevede un unità chiamata Processing Element (PE) e otto unità "Synergistic Processing Units" ("SPU"). L'unità PE è basata sull'architettura POWER, capace di elaborare 2 thread contemporaneamente ed è la stessa architettura che fornisce la base dei processori utilizzati da Apple. L'unità PE non è il processore primario, il suo compito è controllare e sincronizzare le unità SPU che dovranno eseguire la maggior parte delle computazioni.
Ogni SPU è un processore vettoriale a 128 bit VLIW, ha una dimensione di 2,5 x 5,8 mm, è in grado anch'esso di eseguire 2 istruzioni simultaneamente ed è dotato di 256 Kbyte di memoria locale ad alta velocità. Questa memoria è visibile alla PE in modo che questa possa caricarvi dati o programmi. Ogni SPU è in grado di accedere alla memoria locale di un'altra SPU rapidamente e quindi quando una SPU ha completato delle elaborazioni un'altra SPU può prelevare i dati per successive elaborazioni. Si potrebbe immaginare per esempio nel caso di un lettore di DVD avanzato che una SPU effettui una prima decodifica dei dati, la seconda SPU provveda a adattare l'immagine alla risoluzione dello schermo mentre una terza SPU preleva i dati dalla memoria della prima SPU e decodifichi l'audio digitale adattandolo all'impianto audio disponibile. Ovviamente tutta la gestione e la sincronizzazione delle SPU viene effettuata dall'unità PE. I core comunicano fra loro per mezzo di un bus FlexIO a 6,4 GHz e con la memoria attraverso un bus XDR (Extreme Data Rate) a 3,2 GHz: entrambi si basano su tecnologie di Rambus e sono gestiti da controller integrati nel chip. Grazie ad un accordo stipulato con Rambus nel 2003, le memorie XDR DRAM che equipaggeranno i dispositivi Cell-based verranno prodotte direttamente da Sony e Toshiba. Ogni SPU dovrebbe quindi essere in grado di generare 32 GFLOPS di potenza e di conseguenza, nel complesso, le 8 SPU dovrebbero generare 256 GFLOPS. La potenza di calcolo dell'unità PE VMX non è ben specifica ma dovrebbe essere di circa 32 GFLOPS.
Sotto molti punti di vista Cell assomiglia all'architettura sviluppate da Seymour Cray ma al contrario. Mentre nel CDC 6600 vi era un'unità di calcolo molto veloce e un gruppo di unità più lente dedicate alla gestione e memorizzazione dei dati nell'architettura del Cell l'approccio è opposto. Nel Cell vi è un'unità di gestione e un gruppo di unità veloci dedicate all'elaborazione dei dati. Questa architettura ritiene problematico l'elaborazione dei dati e non il loro recupero dalla memoria centrale.
Guardando l'architettura da un altro punto di vista Cell assomiglia a un moderno Computer da tavolo con un solo processore. Le moderne schede grafiche sono dotate di un unità di elaborazione e di molte unità dedicate alle gestione della grafica poligonale. Queste unità dispongono di un accesso alla memoria molto rapido e spesso sono in grado di condividere delle zone di memoria. Cell estende questa architettura, le unità SPU sono molto più flessibili e potenti delle unità dedicate all'elaborazione dei poligoni e la loro possibilità di comunicazione e sincronizzazione è notevolmente superiore a quella di qualsiasi scheda grafica.
L'architettura di Cell prevede l'incorporazione di più elementi base (1 PE più 8 SPE) in un solo chip. IBM ha presentato il brevetto di un'unità formata da quattro unità base in grado di sviluppare in teoria 1 Teraflop.
Le prime versioni di Cell per server blade sono state rilasciate ad inizio 2006 con un Clock di 2,4 Ghz sebbene inizialmente la IBM avesse ipotizzato una vendita iniziale di versioni con un clock molto maggiore, sui 4 o 5 Ghz, questo poiché nei laboratori i ricercatori sono riusciti a spingere questa architettura fino a 5.2 Ghz, anche se pare che le rese produttive di questo chip non permettano allo stato attuale una commercializzazione a queste frequenze. Secondo Sony i primi processori Cell verranno prodotti con il processo di IBM a 90 nanometri sebbene la piena operatività si avrà con futuro processo di Sony a 65 nanometri e con la possibilità di utilizzare il processo a 45 nanometri che verrà sviluppato nella fabbrica di Nagasaki per la PlayStation 3 se sarà necessario. Attualmente Sony utilizza un processo a 90 nanometri per produrre il chip GS/EE utilizzato dall'unità PlayStation2/DVR disponibile solo in Giappone.
Cell dovrebbe consumare intorno ai 30 watt, all'incirca quanto il processore grafico Emotion Engine che equipaggia la PlayStation 2, e fornire una potenza di calcolo paragonabile a quella di un piccolo cluster di server. IBM afferma che il proprio superchip sarà, in molti casi, fino a 10 volte più veloce rispetto ad un tipico processore per PC anche se, naturalmente, per controparte in certe applicazioni sarà molto più lento; inoltre potrà svolgere buona parte dei calcoli oggi demandati alla scheda grafica se usato in ambito console.
Saranno disponibili molte varianti del Cell che avranno un diverso numero di unità interne per poter soddisfare le diverse necessità del mercato. Le aziende hanno sviluppato Cell in modo da poter integrare diverse unità in un solo chip in modo economico e se necessario Cell può essere ulteriormente espanso utilizzando reti veloci che collegano più chip in modo da incrementare la potenza di calcolo disponibile.
Progetti simili basati su più core sono sviluppati da molte aziende come per esempio Sun Microsystems che con il progetto MAJC (si pronuncia "magic") sta sviluppando un'alternativa a Cell. Il primo chip MAJC era progettato originariamente per elaborazioni multimediali ma in seguito Sun decise di utilizzare MAJC come base per le sue schede grafiche di alte prestazioni per le sue workstation. Anche lo Stanford University's Imagine Stream Processor shares è un processore concettualmente simile al Cell e al MAJC.
CELL:Un'architettura di un computer o meglio di un chip con caratteristiche di elevate prestazioni, modulare e scalabile composto di “Processing Elements”
Un modello di programmazione che viene identificato come Cell Object o Software Cell e che consiste di una “apulet” (Programma + Dati), in grado di effettuare il setup dell'hardware compresa la memoria e processare i dati. Il modello è simile a quello del Java ma si basa su una virtual machine hardware che permette di far girare un'applicazione progettata per la CA su una qualunque configurazione hardware di tipo CA.
Il primo prototipo di processore basato sulla CA, è stato realizzato con processo produttivo a 90nm e presenta un die di 221mm2 per un totale di 234 milioni di transistors. Tale prototipo contiene 8 unità di elaborazione floating point a 64-bit in grado di gestire ognuno due thread per volta.
La CA promette prestazioni notevolmente elevate per le CPU del futuro senza gravare troppo sul costo finale del prodotto. Due ingredienti che, se mescolati assieme ad una buona dose di software e programmi, potrebbe facilmente portare questa architettura a divenire la vera reale concorrente degli attuali progetti per PC. Vedremo cosa deciderà il mercato: se la CA rimarrà relegata solo a sistemi particolari senza altri sbocchi se non quelli specifici, oppure se questa rappresenterà la nuova era del computing a discapito di quello che oggi conosciamo come Personal Computer basato sull'architettura x86 delle CPU Intel ed AMD.
La definizione ufficiale è di Cell Broadband Engine Architecture, data dai produttori stessi è: “La CBEA definisce una nuova struttura di processore basata su tecnologia Power Architecture a 64-bit, ma con caratteristiche uniche progettate per processi distribuiti e applicazioni multimediali avanzate. La Cell Architecture definisce un singolo chip multiprocessore che consiste di uno o più Power Processor Elements (PPEs) e più SIMD Synergistic Processor Elements (SPEs) ad elevate prestazioni. Mentre ogni SPE è un processore indipendente che fa girare i suoi programmi, una memoria condivisa e coerente ed un ricco set di comandi DMA è fornito per comunicazioni efficienti e continue fra i gli elementi di processamento della Cella.”
Le CPU Cell sono chip multiprocessore in grado di gestire codice a 64-bit ottimizzati per elaborazioni floating point molto pesanti. Queste riprendono il concetto espresso già diverso tempo fa con i processori RISC basati sull'idea di una estrema semplicità dell'hardware mutuata da una maggiore complessità del software che vi gira sopra. La semplificazione della microarchitettura hardware porta a notevoli benefici in termini di prestazioni di una CPU ma bisogna stare molto attenti alla complessità che viene spostata nella parte software. Questa potrebbe comportare un degrado delle prestazioni superiore a quanto si riesca ad ottenere in senso positivo dalla migliore architettura del processore: la causa principale di tutto questo sta nel più intenso uso della memoria di sistema e dunque delle latenze.
Viste le problematiche, IBM è partita proprio da queste: cercando di ridurre i tempi di latenza fra memorie ed unità di elaborazione con la creazione di una struttura semplice e complessa allo stesso tempo. Questa fa capo all'idea che sta dietro il termine di “cache” ma la modifica per ottenere prestazioni più elevate in modo che non vada a costituire un collo di bottiglia. I punti cardini del progetto Cell includono:
Architettura multi-thread, multicore.
Supporto per sistemi operativi multipli.
Banda da e verso le memorie molto ampia.
Interfaccia di I/O (input/output) “Flexible on-chip”.
Gestione delle risorse di sistema in real-time per applicazioni in tempo reale.
Sistemi di protezione dei contenuti digitali integrati on-chip.
Processo produttivo a 90 nanometri (nm) e tecnologia silicon-on-insulator (SOI).
Circuiteria integrata di risparmio energetico.
Anche se questi punti appaiono ben impostati, l'architettura Cell non è fissata in alcun modo, nel senso che un computer, una console o un televisore del futuro che si basino sulla CA possono “cooperare nella soluzione di un problema”.
In pratica i dispositivi possono comunicare fra loro e scambiarsi i compiti, un po' come accade nei casi di calcolo distribuito, dove i vari computer in rete svolgono la loro parte di calcolo per poi consegnarla ad un sistema centrale che li mette assieme e ne verifica il risultato.
La CA è basata essenzialmente da un chip composto da una CPU “general purpose” PowerPC (Power Processor Element o PPE), da 8 processori vettoriali “special purpose” (Synergistic Processor Element o SPE) ad elevate prestazioni ed un sistema di memoria decisamente performante unito ad un sistema di I/O anch'esso progettato per ottenere prestazioni elevate. Tutti i processori della Cell Architecture condividono lo stesso spazio degli indirizzi di memoria.
Dal punto di vista logico una CBEA definisce quattro componenti funzionali, ovvero il PPE, la Synergistic Processor Unit (SPU), il Memory Flow Controller (MFC) e l'Internal Interrupt Controller (IIC). Le unità di calcolo sono rappresentate dal PPE e dalle SPU. Un SPE è dato dall'insieme di una SPU con una certa quantità di memoria locale dedicata, un'unità MFC dedicata con la sua Memory Management Unit (MMU) ed una unità di Replacement Management Table (RMT).
I blocchi della CA possono essere facilmente configurabili in base alle richieste specifiche delle applicazioni che dovranno gestire. Quelli principali sono:
PowerPC Processor Element (PPE);
Synergistic Processor Element (SPE);
Internal Element Interconnect Bus (EIB);
Bus Interface Controller (BIC) condiviso;
Internal Interrupt Controller (IIC) condiviso;
Memory Interface Controller (MIC) condiviso;
Interfaccia I/O di tipo FlexIO.
Gli elementi PPE e SPE sono in grado di accedere alla memoria di sistema attraverso il MIC che a sua volta è connesso, tramite due canali indipendenti, a memorie Rambus XDR che forniscono una banda dati massima di 25,6 GB/s (12,8 GB/s per canale): avere una banda di memoria elevata è molto importante in sistemi come questo e Sony e Toshiba lo hanno ottenuto dalle licenze di Rambus per le tecnologie ad elevata velocità Yellowstone e Redwood.
Ogni unità SPE gestisce operandi da 128-bit suddivisi in 4 parole da 32-bit. In totale possono essere memorizzati fino a 128 operandi nel “register file”. Queste unità possono processare due istruzioni per ciclo di clock attraverso due pipeline separate. Praticamente un SPE è un system-on-chip a sé stante con l'unità di processamento (processing unit) connessa direttamente a 256KB di memoria “Load Store” (LS). Il PPE è un processore dual threaded della famiglia PowerPC ed è connesso alle unità SPE attraverso il bus EIB.
I bus connettono le varie unità attraverso la memoria locale che, dai test fatti, ha raggiunto la frequenza di funzionamento di ben 5,4GHz con tensione di 1,3V. La connessione verso le periferiche di I/O è effettuata tramite l'interfaccia FlexIO, fornita da Rambus stessa e capace di una banda di 44,8 GB/s in uscita e 32 GB/s in ingresso per un totale di ben 76,8 GB/s.
Molto interessante anche la gestione delle temperature del core: 10 termometri digitali controllano 15 aree separate che possono essere definite come punti di assorbimento critici. I dati che provengono da queste sonde sono analizzati per risolvere problemi termici.
Quanto detto permette sia di realizzare delle architetture in grado di scalare efficientemente sia di realizzare sistemi singoli e potenti già da loro stessi. Una Cella o Processing Element (PE) presenta, infatti, una capacità computazionale teorica di ben 250 Gflops. Essa è realizzata da 1 PPE, 8 SPE, 1 bus di interconnessione EIB, due canali di I/O ed un controller della memoria. Le specifiche tecniche del primo Processing Element presentato al pubblico sono davvero interessanti:
Frequenza di funzionamento superiore a 4 GHz;
Quantità massima di memoria locale limitata a 256 MB per Cella;
Banda dati pari aggregata (memorie + I/O) pari a 100GB/s;
Dual XDR controller: 25.6 GB/s
Dual configurable interfaces: 76.8 GB/s
1 processore PowerPC dotato di 32KB di cache L1 e 512KB di cache L2 (PPE)
Ogni PPE può gestire 2 threads;
Ogni PPE include un VMX;
8 motori vettoriali a 128-bit dotati di 128 registri ognuno (SPE);
2 istruzioni per ciclo per ogni SPE;
Potenza di picco pari a 256 GigaFlops;
Supporto per operandi a doppia precisione;
256KB di memoria locale per ogni SPE;
Bus di comunicazione interno realizzato con 4 anelli da 128-bit per un massimo di 96 Bytes a ciclo;
Bus di comunicazione off-chip FlexIO (Redwood) con banda di 6,4/Gbit/s;
Tecnologia di gestione dinamica dei consumi (Dynamic Power Management);
Dieci sensori di temperatura integrati;
Tensione di alimentazione di 1.3V;
Temperatura di esercizio con dissipatore pari a 85°C;
Dimensioni del die pari a 221 mm quadrati;
Processo produttivo a 90nm SOI, Low-k, 8 layers metallici e interconnessioni in rame;
234 milioni di transistor.
E' da tenere presente che la CA offre supporto per molteplici sistemi operativi inclusi Linux, Windows, MAC OS X, etc. Per quest'ultimo pare siano necessarie delle piccole modifiche che comunque sono in corso d'opera. D'altro canto l'unità vettoriale VMX è stata realizzata proprio da Apple!
http://img490.imageshack.us/img490/8058/ca11kr.jpg (http://imageshack.us)
http://img222.imageshack.us/img222/1228/7f6e2nf.jpg (http://imageshack.us)
SPE possono configurati per costituire una “catena” per processare i dati di uno stream. In una configurazione a SPE multipli in parallelo una cella può avvicinarsi alla sua massima potenza teorica di calcolo pari a ben 250 GigaFlops.
Una grossa differenza fra la CA e l'architettura di una normale CPU è la possibilità dei SPE di una cella di essere concatenati insieme a formare uno “stream processor”. Uno processore stream carica i dati e li processa in una serie di passi. Ognuno di questi passi può essere realizzato da uno o più SPE in parallelo.
Un cell processor può essere impostato per realizzare operazioni in streaming in una sequenza di passi con uno o più SPE funzionanti ad ogni passo. Al fine di realizzare uno stream processing, un SPE legge i dati in input nella sua memoria locale, effettua i passi necessari al calcolo e poi scrive i risultati in una zona della memoria RAM predefinita; il secondo SPE, dunque, prende i dati appena scritti, li processa e li scrive in una seconda zona della memoria. Questa sequenza può utilizzare molti SPE e i SPE possono leggere o scrivere diversi blocchi di RAM in base all'applicazione. Se la potenza di elaborazione non è sufficiente i SPE di altre celle possono essere utilizzati per formare una catena ancora più lunga.
Uno stream processing non richiede, generalmente, un'ampia banda di memoria ma la CA comunque ne ha da vendere. Idealmente ogni cella dovrebbe avere accesso a 64 MB di memoria direttamente attraverso un controller ad 8 banchi, ma questo quantitativo potrebbe anche essere maggiore. Queste sono solo le indicazioni che IBM ha dato con il suo prototipo.
Se il processo di stream è stato impostato per usare blocchi di RAM in banchi diversi, allora diverse SPE impegnate nelle operazioni di calcolo possono leggere e scrivere simultaneamente in blocchi diversi. E' proprio quando sono utilizzati più banchi di memoria e le SPE stanno lavorando su applicazioni streaming molto pesanti che la CA funziona al meglio. In tali applicazioni la CA si avvicina, per prestazioni, a quelle teoriche massime tanto che nessun processore desktop attualmente disponibile potrebbe nemmeno sognare numeri simili. D'altra parte, le CPU desktop sono progettate per compiti general purpose e non di certo ottimizzate per processare applicazioni vettoriali anche se, come detto, esse integrano unità vettoriali come quelle SSE. I SPE, invece, sono processori vettoriali ad elevata velocità dedicati e con la loro memoria interna essi non hanno bisogno di condividere nulla tranne la memoria centrale. Oltre a questo è bene considerare che ci sono ben 8 SPE in una sola cella.
Molti processi di stream hanno bisogno di rispettare il requisito, molto stringente, di real time e questo sicuramente è possibile solo quando il processore è in grado di offrire un'elevata potenza di calcolo. Un timer è utilizzato per assicurare che un'operazione abbia comunque termine entro uno specificato limite di tempo. Questa scelta è utile non solo per sé stessa ma anche per compatibilità con le prossime generazioni di celle visto che il timer è indipendente dal processo stesso.
Un processore fortemente real time è solitamente controllato da sistemi operativi specializzati come QNX, progettato espressamente per questi compiti. La CA è in grado di supportare in hardware anche tali sistemi operativi, ma non solo.
I processori cell non offrono le migliori prestazioni con qualunque applicazione: questa affermazione deriva dal fatto che alcune applicazioni non possono essere vettorializzate affatto, altre sono penalizzate dal sistema di lettura dei blocchi di memoria come previsto nella CA e così via. In questi casi sarà il processore PowerPC ad agire senza far uso della potenza dell'architettura complessiva.
Appare ovvio che i giochi e la grafica 3D in genere possano sfruttare al massimo la CA. D'altro canto essa è stata sviluppata proprio per offrire una potenza di calcolo mostruosa ad una console di gioco come la Playstation 3.
Gli sviluppatori della CA si sono decisamente concentrati nella potenza di calcolo pura e non specificatamente sulla grafica: molto probabilmente, dunque, alcune funzionalità hardware verranno spostate verso routine software e verrà lasciata maggiore flessibilità agli sviluppatori di videogame.
La grafica 3D, inoltre, rappresenta un problema risolvibile in maniera fortemente parallela e vettoriale. Dunque in tal caso più celle vengono utilizzate e più veloce sarà l'elaborazione grafica. Anche le applicazioni audio e video possono trarre enormi benefici dalla CA. Le operazioni di manipolazione delle immagini e del video, come la codifica e la decodifica di questi ultimi, possono essere facilmente vettorializzate. Anche le applicazioni audio come i sintetizzatori virtuali con molte voci, i mixer digitali, etc. possono essere accelerati da una CPU Cell. Inoltre, nella natura di una CA, è intrinseco il compito di DSP o Digital Signal Processing. L'algoritmo principale utilizzato da questi chip è quello della Fast Fourier Transform o FFT che permette di dividere il segnale in frequenze singole che possono poi essere elaborate e ricostruite a valle mediante un filtro per ottenere nuovamente il segnale modificato secondo le proprie esigenze. La FFT è un algoritmo altamente vettorializzabile e molte applicazioni che utilizzano il DSP possono essere viste come stream.
Nel calcolo scientifico in generale, non vettorializzabile, le prestazioni di una CPU Cell dovrebbero essere quantomeno superiori a quelle di un sistema basato su una moderna CPU x86. Per gli algoritmi vettorializzabili, invece, le performance dovrebbero praticamente decollare. Visto in questo modo, un processore basato su CA può benissimo fornire la necessaria potenza di calcolo anche ai supercomputer che attualmente sfruttano cluster composti di PC. In pratica 8 celle potrebbero rimpiazzare anche 250 PC per entrare nella classifica dei top 500 supercomputer. Quest'ambito di applicazione della CA sarà sicuramente uno dei più sfruttati in quanto qui non conta assolutamente la compatibilità all'indietro.
BLU-RAY: BD (acronimo di Blu-ray Disc®) è il supporto ottico proposto dalla Sony agli inizi del 2002 come evoluzione del DVD per la televisione ad alta definizione. Grazie all'utilizzo di un laser a luce blu, riesce a contenere fino a 57 GB di dati, quasi 12 volte di più rispetto a un DVD Single Layer - Single Side (4,7 GB). Anche se questa capacità sembra enorme un disco da 50 GB può contenere a malapena 2 ore di filmato ad alta definizione anche utilizzando il sofisticato codec MPEG-4 al posto del tradizionale MPEG-2.
Si è deciso di utilizzare il termine Blu al posto del corretto blue, in quanto questa è una parola di uso comune e non sarebbe stato possibile registrare il marchio. Il primo apparecchio che utilizzerà commercialmente questa tecnologia sarà la PlayStation 3, dopo che il 12 agosto 2004 i produttori impegnati nel progetto Blu-ray hanno dichiarato di aver approvato la versione 1.0 delle specifiche per i dischi BD-ROM. La data di presentazione ufficiale del nuovo supporto disponibile per il cinema ad alta definizione è fissata per il 23 maggio 2006 negli Stati Uniti.
La battaglia con il concorrente HD-DVD
Sia il BD che il concorrente formato HD-DVD, sono supportati da insiemi di aziende, che lottano per imporre il proprio formato. Essendo basato su una tecnologia di costruzione differente da quella utilizzata per CD-ROM e DVD, il BD sarà più costoso per l'utente finale dell'HD-DVD, che però ha una capacità di soli 15 GB per strato e nella versione originale poteva contenere fino a 30 GB per lato (doppio strato), ma il 12 maggio 2005 al Media-Tech Expo di Los Angeles ne è stata proposta un'evoluzione da 45 GB (utilizzando 3 strati) per competere più efficacemente con il BD; la principale differenza, tra i due, è che mentre questa evoluzione del HD-DVD utilizza 3 layer da 15 GB, il BD ne usa 2 da 25 GB.
La tecnologia alla base di Blu-ray è più complessa e sofisticata, ma permette di raggiungere capacità teoriche superiori ai 500 GB per singolo disco. Al contrario, HD-DVD punta meno sulla capacità massima di storage e più sulla compatibilità con l'attuale tecnologia DVD a laser rosso. Uno dei motivi principali per cui lo standard Blu-Ray consente capacità superiori rispetto al concorrente è rappresentato dallo spessore dello strato protettivo. I dischi DVD e HD-DVD dispongono di un polimero trasparente di 0,6 mm che copre i substrati, mentre lo strato del Blu-Ray è di solo 0,1 mm. Questo significa che il substrato è molto vicino alla superficie, e la diffusione del laser è minore. Meno materiale il laser deve penetrare, maggiore sarà l'apertura numerica e minore sarà la distanza tra due tracce e la lunghezza dei pit. In parole povere, questi cambiamenti permettono maggiore densità di dati su un disco Blu-Ray anziché su un DVD o un HD-DVD.
Dischi capienti e prezzi bassi
Prototipo di un disco Blu-RayBlu-Ray attualmente offre tre differenti capacità di archiviazione, 23.3 GB, 25 GB e 27 GB, solo leggermente differenti in quanto utilizzano i medesimi supporti ma variano la quantità di dati immagazzinati grazie all'utilizzo di tre differenti lunghezze dei pit. È anche possibile diminuire ancora di più la lunghezza dei pit, e incrementare la capacità di archiviazione per layer. In contrasto, HD-DVD utilizza una lunghezza del pit fissa, quindi la capacità per layer è fissa a 15 GB.
Con i dischi Blu-ray da 25 GB già sul mercato, e con quelli da 50 GB sulla linea di partenza, Sony era già al lavoro sui supporti da 200 GB: una capacità che sarebbe stata raggiunta con l'adozione di 8 layer. Tale capacità è stata poi raggiunta e presentata il 26 maggio 2005 da parte della Blu-ray Disc Association che ha dichiarato, inoltre, che ormai i costi di produzione dei dischi BD-ROM con capacità da 25 e 50 GByte sono molto simili a quelli degli odierni DVD Dual Layer. In questo periodo di lotta, e mancato accordo, per il formato unico con il consorzio HD-DVD, il fatto che i costi di produzione siano simili alla concorrenza, con risultati migliori, segna un punto a favore per il Blu-Ray.
Protezione dei dati
Sul fronte della sicurezza dei dati contro la contraffazione Blu-Ray utilizza l'Advanced Ecncryption Standard (AES) con chiavi a 128 bit che cambiano ogni 6 Kb di dati. In una conferenza del 2004, Sony ha mostrato come una singola chiave veniva utilizzata per decriptare un DVD Standard, mentre la chiave cambiava centinaia di volte durante la riproduzione.
Il 30 dicembre 2005 sono state confermate le voci secondo le quali i dischi Blu-Ray saranno dotati di Region code come gli attuali DVD. Le regioni saranno però soltanto tre:
Regione 1: Americhe e Sud Est asiatico ((India, Giappone, Corea, Tailandia, Malesia, etc.)), Cina esclusa
Regione 2: Europa e Africa
Regione 3: Cina, Russia e altri
La novità risiede nella condivisione di codifica per Nord-America e Giappone, rendendo così possibile lo scambio di materiale fra queste due zone di importanza cruciale per il mercato. Tale scelta infatti permetterà ad esempio di utilizzare giochi per la futura Playstation3 già al momento del lancio non solo in Giappone ma anche negli Stati Uniti, giusto per fare un esempio. Ignorati dunque i pareri di molti analisti del settore che indicavano nelle limitazioni a zone più un problema per chi fruisce legalmente dei contenuti che per la pirateria.
Il 10 gennaio 2006 al CES di Las Vegas TDK ha mostrato alcuni supporti da 100 GB grazie all'adozione di 4 strati. Secondo il produttore possono essere scritti ad una velocità di 6x, quindi quasi 27 MB al secondo, vale a dire circa un'ora per la masterizzaizone completa. È stato inoltre migliorato il supporto di protezione, ora denominato DuraBis 2, in grado di proteggere maggiormente il supporto dai graffi. Indiscrezioni assolutamente non confermate indicano in circa 50-70 euro il prezzo del supporto da 100 GB, mentre per le versioni da 50 GB BD-E e BD-RE (riscrivibile) i prezzi sarebbero rispettivamente di 40 e 55 euro circa, ovviamente destinati a scendere drasticamente col tempo.
Il 9 febbraio 2006 Sony ha comunicato i prezzi dei futuri film su supporto Blu-Ray. Tali prezzi oscilleranno tra i 29 $ ei 34 $, a seconda della popolarità dei film. In sostanza dovrebbero essere prezzi simili a quanto era avvenuto nel 1997 con il passaggio da VHS a DVD.
DIFFERENZE BLU-RAY:
http://img381.imageshack.us/img381/3239/untitled5it.png (http://imageshack.us)
UTILIZZO BLU-RAY:
http://img475.imageshack.us/img475/9721/1495678kr.jpg (http://imageshack.us)
GRUPPO PER BLU-RAY:http://img490.imageshack.us/img490/8584/bdamembers4jm.gif (http://imageshack.us)
FINANZIATORI BLU-RAY:Apple (dal 10 marzo 2005)
Dell
Hitachi
Hewlett-Packard
LG Electronics
Panasonic (Matsushita)
Philips
Pioneer
Samsung
Sharp
Sony
Sun Microsystems
TDK
Texas Instruments
Thomson
http://img222.imageshack.us/img222/8498/bluray7md.png (http://imageshack.us)
LETTORE BLU-RAY PANASONIC A 1800$
http://img222.imageshack.us/img222/1111/001018068zv.jpg (http://imageshack.us)
ECCO UNA LISTA PROVVISORIA DEI FILM CHE USCIRANNO IN BLU-RAY ADESSO:
20th Century Fox :
Behind Enemy Lines
Fantastic Four
Ice Age
Kiss of the Dragon
The League of Extraordinary Gentlemen
Lions Gate Films
Basic Instinct*
Crash
The Devil's Rejects
Frank Herbert's Dune (miniseries)
Lord of War
The Punisher
Rambo: First Blood
Reservoir Dogs
Saw
See No Evil
Terminator 2: Judgment Day
Total Recall
PARAMOUNT PICTURES:
Æon Flux
Four Brothers
Italian Job
Manchurian Candidate
Mission Impossible Trilogy (I, II and III)**
Sahara
Sky Captain and the World of Tomorrow
Sleepy Hollow
Lara Croft: Tomb Raider
U2: Rattle & Hum
We Were Soldiers
Sony Pictures :
The Amityville Horror*
Black Hawk Down
Bram Stoker's Dracula
The Bridge on the River Kwai
Desperado
The Fifth Element
For a Few Dollars More
The Guns of Navarone
Hitch
House of Flying Daggers
Into the Blue
A Knight's Tale
Kung Fu Hustle
The Last Waltz
Legends of the Fall
Resident Evil*
Resident Evil: Apocalypse
RoboCop
Sense and Sensibility
Species
Spider-Man*
Stargate Atlantis
Stealth
S.W.A.T.
Underworld: Evolution**
XXX
XXX: State of the Union*
WARNER BROS.:
Batman Begins
Charlie and the Chocolate Factory
Constantine
The Dukes of Hazzard
GoodFellas*
The Last Samurai
Lethal Weapon
The Matrix
The Matrix Reloaded
The Matrix Revolutions
Million Dollar Baby
Ocean's Twelve
Swordfish
Terminator 3: Rise of the Machines
Training Day
Troy
Twister
Unforgiven
HDMI:HDMI è la sigla che identifica la High-Definition Multi-media Interface (in inglese, interfaccia multimediale ad alta definizione), uno standard commerciale completamente digitale per l'interfaccia dei segnali audio e video. Può essere implementata tra varie fonti di segnale audio/video digitale (set-top box, lettori DVD, ecc.) e dispositivi di visualizzazione audio/video compatibili (ad es. TV digitale).
Lo standard HDMI supporta tre modalità di trasferimento del segnale video (standard, enhanced, alta definizione) e del segnale audio digitale multicanale, su un unico cavo. Non dipende dai vari standard di televisione digitale quali ATSC e DVB in quanto questi ultimi sono delle forme di incapsulamento di flussi dati MPEG, che vengono inviati a un decoder e quindi visualizzati sotto forma di segnale video non compresso (eventualmente ad alta definizione). Tali dati video vengono successivamente codificati in tecnologia TDMS e trasmessi in modalità digitale su un canale HDMI. Lo standard prevede inoltre il supporto per segnali audio digitali non compressi a 8 canali. A partire dalla versione 1.2 sono supportati fino a 8 canali audio a 1 bit, la tecnologia usata dai Super Audio CD.
Il connettore standard HDMI "Tipo A" è a 19 pin; lo standard definisce anche un "Tipo B" per risoluzioni più elevate, che però non risulta ancora molto diffuso. Quest'ultimo tipo è a 29 pin e consente il trasporto di un segnale video espanso per display ad alta risoluzione (superiore a 1080 pixel).
L'HDMI tipo A è compatibile all'indietro con l'interfaccia DVI single-link attualmente usata sui monitor e schede grafiche per computer. In tal modo una sorgente di segnale DVI è in grado di gestire un monitor HDMI (o vice versa) attraverso un opportuno cavo o adattatore, anche se è necessario rinunciare all'audio e alle funzioni di controllo remoto previste dallo standard HDMI. Inoltre, in assenza del supporto per la tecnologia di protezione HDCP il dispositivo di visualizzazione potrebbe degradare la qualità e la risoluzione dell'immagine. Analogamente, l'HDMI tipo B è compatibile all'indietro con la tecnologia DVI dual-link.
Tra i fondatori dello standard vi sono alcune tra le principali aziende elettroniche mondiali, quali Hitachi, Matsushita Electric Industrial (Panasonic), Philips, Sony, Thomson (RCA), Toshiba e Silicon Image. La tecnologia di protezione dei contenuti digitali a larga banda HDCP è fornita da una società controllata di Intel, la Digital Content Protection, LLC. Lo standard gode dell'appoggio dei principali produttori cinematografici quali Fox, Universal, Warner Bros. e Disney e degli operatori televisivi DirecTV ed EchoStar (Dish Network), di CableLabs e Samsung.
Specifiche tecniche:
Canale TMDS (Transition Minimized Differential Signaling)
Trasporto di audio, video e dati di supporto.
Tecnica di segnalazione: Conforme alla specifica DVI 1.0 Single-link (HDMI Tipo A) o dual-link (HDMI Tipo B).
Pixel rate video: da 25 a 165 MHz (Tipo A) o 330 MHz (Tipo B).
I formati video con pixel rate inferiore a 25 MHz (ad es. 13,5 MHz nel caso del formato 480i/NTSC) sono trasmessi con un meccanismo di ripetizione dei pixel.
Codifica dei pixel: RGB 4:4:4, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:4:4.
Velocità di campionamento audio: 32 kHz, 44,1 kHz, 48 kHz, 88,2 kHz, 96kHz, 176,4 kHz, 192 kHz.
Canali audio: fino a 8.
Canale DDC (Display Data Channel)
Consente all'origine del segnale di conoscere prestazioni e capacità della destinazione.
Tecnica di segnalazione I²C con frequenza di clock a 100 kHz.
Struttura dati E-EDID conforme alle specifiche EIA/CEA-861B e VESA Enhanced EDID.
[modifica]
Canale CEC (Consumer Electronics Control) - opzionale
Basato sul protocollo standard AV Link.
Utilizzato per le funzioni di controllo a distanza.
Bus seriale unidirezionale a un conduttore.
Definito nella specifica HDMI 1.0.
Meccanismi di protezione dei contenuti
Conformi alla specifica HDCP (High-Definition Content Protection) 1.10.
http://img490.imageshack.us/img490/6468/320pxhighdefinitionmultimediai.jpg (http://imageshack.us)
HDTV:Con il termine HDTV (High Definition Television) ci si riferisce a trasmissioni televisive a risoluzioni molto più alte di quella usata tradizionalmente (SDTV - Standard Definition Television). Se la realizzazione tecnica (produzione del contenuto, encoding digitale, trasmissione, ricevitore, display) non lo impedisce, HDTV ha il potenziale di permettere un livello qualitativo più elevato di quello attualmente in uso.
Un fotogramma video tradizionale nel sistema PAL è composto da 625 linee, di cui quelle dedicate all'informazione video vera e propria sono circa 525, se il rapporto d'aspetto è 1,3 (chiamato impropriamente, ma comunemente, 4:3). La risoluzione orizzontale del fotogramma non è applicabile in termini di pixel al video analogico, dove ci si riferisce al numero di linee bianche e nere successive distinguibili in termini di Mhz. Un segnale di qualità adatta alla trasmissione ha una banda di 5 Mhz, sufficienti per risolvere circa 400 linee. Questo è il massimo teorico che può essere trasmesso con la codifica PAL, anche se qualità ottenibile realmente è inferiore. Se la sorgente è digitale, lo standard di campionamento prevede invece 720 pixel sull'asse orizzontale. Questa è la qualità massima ottenibile da una trasmissione DVB o da un DVD.
Scansione progressiva e interlacciata
La HDTV utilizza due formati differenti, chiamati 720p e 1080i. La p significa "progressivo" mentre la i significa "interlacciato". La risoluzione "interlacciata" visualizza 25 fotogrammi solo per le linee dispari e poi successivamente altri 25 fotogrammi per quelle pari, in modo analogo alla televisione tradizionale, con una cadenza quindi di 50 Hz. Nei paesi che usano il sistema NTSC, questa frequenza è di 60 Hz, quindi 30 fotogrammi al secondo, ad una risoluzione inferiore. Come riferimento, nelle riprese cinematografiche si gira invece a 24 fotogrammi al secondo, che vengono poi proiettati con un otturatore a due pale in modo da ottenere 48 fotogrammi al secondo.
La risoluzione 720p raggiunge i 1280x720 pixel, che consiste in 921.600 pixel e viene comunemente definito "HDV", mentre la 1080i raggiunge i 1920x1080, per un totale di 2.073.000 pixel ed è comunemente definito "HD". Non è facile stabilire quale sia la risoluzione migliore: molte persone infatti preferiscono l’immagine più stabile donata dalla 720p, mentre altre preferiscono la risoluzione più elevata fornita dalla 1080i. Il metodo migliore per scegliere è di vedere di persona le reali differenze. Inoltre dipende del contenuto, se è meglio il 720p o il 1080i (meglio il 720p per contenuto con molto movimento, mentre il 1080i da piú dettagli per scene ferme). Di fatto il progressivo elimina i difetti di fermo immagine soprattutto durante la fase di montaggio.
Nel caso di immagini con scansione progressiva, la cadenza di ripresa si dimezza a 25 fotogrammi e a 30 per l'NTSC. Come spesso avviene, i termini PAL e NTSC sono usati impropriamente. Si tratta infatti esclusivamente di tecniche di codifica di video composito, mentre non hanno una diretta relazione con risoluzione e frequenza di scansione. Questi termini, comunque, sono di uso molto comune per riferirsi anche alle norme relative.
I programmi HDTV sono circa 6 volte più definiti del DVD e, anche con la buona compressione offerta dall'MPEG-4, lo spazio richiesto per l'archiviazione è sempre molto. È sufficiente pensare che l'apparente enorme capacita dei futuri supporti Blu Ray di ben 50 GB sarà appena sufficiente per 2 ore di filmato ad alta definizione, ma con l'utilizzo di codec avanzati come H.264 (MPEG-4 Part 10) si potrà portare la qualità piena con data rate abbastanza bassi, fino a scendere a 8 Mbit, che è la banda passante disponibile sui ricevitori DTT. E' opportuno osservare che, ad iniziare da questi primi mesi del 2006, si sono affacciati sul mercato i primi televisori totalmente Full Hd ovvero con risoluzione 1080p e quindi con 1080 linee native senza interlacciamento. Si tratta dello stato dell'arte dell'alta definizione e si presuppone troverà la sua miglior applicazione negli schermi del futuro con oltre 50 pollici di diagonale.
Altri fattori importanti per la qualità
Esistono sul mercato diverse tipologie di telecamere che si differenziano per la risoluzione che utilizzano per la registrazione (720p e 1080i tra le più comuni) ma un altro fattore importante per determinare la qualità di una registrazione digitale è il Bitrate, ovvero la quantità di bit utilizzati per memorizzare ogni fotogramma del filmato; per gli apparecchi di classe domestica si aggira intorno ai 12/15 Mb/s utilizzando lo standard di registrazione/compressione MPEG-2.
Il sistema di connessione con cui è possibile connettere una videocamera o un lettore al monitor o al videoproiettore si differenzia tra SDI e Component HD. Nei sistemi di montaggio non-lineare e' possibile utilizzare lo standard Firewire.
I notevoli miglioramenti dell'alta definizione sono apprezzabili solo se si possiede un intero set HDTV, vale a dire sia televisore che decoder per ricevere le trasmissioni ad alta definizione trasmesse dalle emittenti televisive, o un lettore ottico di dischi ad alta definizione come dal 2006 saranno il Blu Ray (il quale sarà integrato nella Playstation 3) e HD-DVD. In caso contrario, se si tentasse cioè di visualizzare un contenuto HDTV con un televisore tradizionale, non si noterebbero miglioramenti nella definizione, in quanto il vantaggio fondamentale dell'alta definizione risiede proprio nella maggiore risoluzione del segnale video, circa 4 volte quello di un normale DVD.
C'è molta poca chiarezza nella maggior parte degli acquirenti, circa le effettive caratteristiche tecniche di un televisore che abbia supporto all'alta definizione. Non è detto che un display di elevata diagonale, con tecnologia TFT o plasma, sia una soluzione HD. Per dare un minimo di sicurezza al consumatore, esiste il sigillo "HD Ready", stabilito della EICTA (European Information, Communications and Consumer Electronics Industry Technology Association), che in teoria dovrebbe dare la garanzia che un televisore sia in grado di visualizzare contenuti HD (in teoria, perchè nei negozi si sono giá visti televisori con questo sigillo, le cui caratteristiche tecniche non lo permettevano). Il sigillo HD Ready dovrebbe garantire che il televisore:
ha una risoluzione verticale fisica di almeno 720 righe
dispone di (almeno) una presa analoga YUV (Component)
dispone di (almeno) una presa digitale (DVI o HDMI) protetta dal sistema HDCP
è in grado di visualizzare contenuti con i formati 720p e 1080i.
Il Natale 2005 è stata stagione di grosse vendite in tutto il mondo di televisori LCD e plasma, ma in molti casi quelli che sembravano "grandi affari", nella forma di TV "a schermo piatto" di elevata diagonale, altro non erano che dispositivi standard definition e non HD.
Dove esiste già e quando arriverà da noi?
L'idea dell'alta definizione esiste giá da alcuni decenni e furono elaborati anche diversi standard per la trasmissione televisiva in HDTV. In Europa alla fine degli anni ottanta esisteva il progetto per un sistema analogo HDTV con nome "HD-MAC" che però non fu mai realizzato. In Giappone invece intorno allo stesso periodo fu introdotto un sistema simile con nome "MUSE" che venne realizzato e usato sopratutto via satellite. Ma solo negli ultimi anni l'HDTV ha ricevuto una maggiore importanza, soprattutto per due motivi:
Le televisioni LCD e Plasma con schermi di grandi dimensioni stanno diminuendo di prezzo.
La trasmissione digitale è molto più efficace di quella analogica.
Negli stati uniti il HDTV trasmesso in modo digitale (via sistema ATSC) esiste da alcuni anni come anche in Giappone (sistema ISDB).
In Europa i tempi per l'introduzione si sono allungati, perché si è deciso di usare tecnologie più avanzate per le trasmissioni HDTV (MPEG-4 H.264 invece di MPEG-2 per il video e DVB-S2 invece di DVB-S per la trasmissione via satellite). Solo da gennaio 2006 sono disponibili ricevitori HDTV per satellite che supportano queste tecnologie. Le prime trasmissioni europee HDTV MPEG-4 via DVB-S2 sono cominciate nel novembre del 2005 dai canali tedeschi "Premiere" (criptata) e Sat1/ProSieben (FTA). Nel frattempo sono iniziate anche altre trasmissioni HDTV, la maggior parte ancora di tipo dimostrativo o di prova, spesso ancora con video MPEG-2 invece di MPEG-4. I grandi network televisivi europei stanno per lanciare le loro offerte HDTV in questi mesi (Sky, BBC, Canal+, ...).
Alcuni canali hanno annunciato di trasmettere i campionati mondiali di calcio nel 2006 di quest'anno in HDTV, come SKY in Italia
46 POLLICI DELLA SONY HD READY:
http://img490.imageshack.us/img490/8794/kdl40v2000headonhdim8pm.jpg (http://imageshack.us)