IaaS и GaaS: «Облачное» будущее видеоигр
За последние 5 лет графика и геймплей в видеоиграх шагнули далеко вперед. Также изменились и сами принципы разработки. Разработчикам игр сегодня приходится быстро вносить изменения в проекты, масштабировать и адаптировать ИТ-инфраструктуру под меняющиеся процессы разработки и требования пользователей.
Но управление собственной инфраструктурой отнимает время и отвлекает от основной деятельности – создания игр, поэтому участники игровой индустрии все чаще используют виртуальную инфраструктуру в качестве платформы для разработки, тестирования, запуска и поддержки игр.
/ фото John_Schiel CC
После успеха своей первой игры Angry Birds в 2009 году, когда общее количество загрузок превысило три миллиарда, компания Rovio Entertainment задумалась о масштабируемой облачной серверной системе. Rovio искали решение, которое бы помогло справиться с резким увеличением числа пользователей и предоставляло необходимое количество ресурсов в зависимости от нагрузки. В этом компании помогли IaaS-решения.
Всерьез заинтересовалась гейм-индустрией и IBM: первым шагом стало приобретение компании SoftLayer, обслуживавшей 25 тысяч пользователей. С тех пор число активных пользователей IBM SoftLayer, выросло до 130 миллионов человек, а в начале 2014 года на облачную платформу IBM SoftLayer перешли две игровые компании KUULUU и Multiplay. Multiplay, один из крупнейших хостеров серверов для онлайн-игр, обслуживает примерно 100 тыс. игроков со всего мира каждый вечер, имея в своем активе такие проекты, как Minecraft, Battlefield 4, DayZ, Starbound и Team Fortress 2.
Преимущества облака
Сегодня облачные сервисы используются для автоматизации задач, существенно упрощают процесс тестирования и вывода продукта на рынок. Компании справляются с обработкой больших объемов данных, решая проблему непредвиденного роста нагрузки вследствие резкого увеличения количества пользователей. Например, Multiplay способна в любой момент совладать с «прибытием» 25 тыс. новых пользователей. Также облачные технологии положительно сказываются на пользовательском опыте – облако значительно упрощает процесс обновления клиентов.
Что не менее важно, облачные технологии делают возможным диалог между потребителями и разработчиками игр. Генеральный директор компании-разработчика игр Mediatonic Дэвид Бэйли (David Bailey) говорит, что сейчас приоритет отдается аналитической работе с пользователями. Такого же мнения придерживаются создатели Angry Birds, которые сделали упор на социальные функции, систему наград, возможность оплаты из приложения и так далее.
Сегодня облачная платформа Hatch, используемая Rovio Entertainment, ежесекундно обрабатывает тысячи пользовательских запросов и аналитическую информацию и представляет собой микс технологий Java, Angular, NoSQL баз данных, Hadoop и дополнительных real-time-систем. Платформа с легкостью масштабируется и обслуживает более 250 миллионов пользователей ежемесячно.
/ фото Taka Umemura CC
Gaming as a Service
Gaming as a service (GaaS) — новое развивающееся направление в игровой индустрии. GaaS состоит из трех компонентов: аппаратное обеспечение (IaaS), платформа для запуска игрового контента (PaaS), платформа доставки до конечного пользователя (SaaS).
Дэвид Бэйли считает, что GaaS как бы «размывает» отношения между издателями и разработчиками, предлагая последним больше контроля. Mediatonic запустили платформу GaaS Game Fuel, ставшую результатом нескольких лет работы и опыта издания игр с компаниями Microsoft, Disney и Time Warner. Облачная технология позволяет издателям и разработчикам анализировать и управлять практически любым аспектом игры: контентом, монетизацией, сложностью и т. д. С помощью Game Fuel все члены команды могут вносить изменения, которые будут сразу доступны пользователям.
Однако у GaaS-технологий есть еще одно назначение. Они позволяют клиенту не скачивать и не устанавливать игры. Они хранится на стороне сервера, где и запускаются, а пользователь на своем устройстве видит лишь результаты «работы кода». Это дает возможность играть на менее мощном устройстве, чем того требует программа.
Первооткрывателем в данной области являлся сервис OnLive, который разрабатывался около 7 лет и увидел свет в конце 2009 года. Однако после 5 лет существования его выкупила компания Sony и через какое-то время закрыла. Причинами тому стали трудности с воспроизведением игр на разных конфигурациях компьютеров и необходимость постоянного хорошего соединения. Возможно, технологии на тот момент оказались не готовы.
Однако сегодня флагманы в сфере производства графических карт (nVidia и AMD) предлагают решения, разработанные специально для облачных сервисов. Поэтому в конце 2014 в России состоялся запуск облачного ресурса Playkey, который работает по схожей схеме, что и OnLive.
Ресурс работает на базе процессоров Intel и видеокарт nVidia Grid. Как уверяет компания Playkey, сервис способен транслировать картинку в разрешении 720p на частоте 30 кадров в секунду на максимальных настройках графики. Для этого пользователю достаточно иметь скромный процессор и интернет в 5 Мбит/с.
Аудитория сервиса на сегодняшний день невелика, и, как отмечают пользователи, у него еще есть некоторые недостатки (например сложности с перемещением курсора), однако сама технология обладает определенным потенциалом и, возможно, в ближайшем будущем она получит более широкое распространение.
Источник
Арсенид галлия (GaAs)
 | Скачать статью «Арсенид галлия (GaAs)» (PDF, 435 KB) |
Арсенид галлия является полупроводниковым материалом из класса соединений A III B V и представляет собой тёмно-серый кристалл, обладающий металлическим блеском. Материал находит свое применение в инфракрасной оптике, а также в опто- и микроэлектронике.
Часто используются кристаллы арсенида галлия с примесями, которые, будучи введенными в кристаллическую решетку, могут занимать места как галлия, так и мышьяка, образуя растворы замещения, а также могут внедряться в решетку парами, замещая соседние разные атомы, либо входить в междоузлие. Свойства кристалла с примесями сильно зависят от взаимодействия примесей с собственными дефектами кристалла. Для изготовления инжекционных лазеров, светодиодов, фотокатодов и СВЧ-генераторов кристаллы сильно легируются кремнием. Для микроэлектроники применяется в основном нелегированный полуизолирующий GaAs. [1]
Технологии выращивания арсенида галлия различны. Кристаллы изготавливаются методом Чохральского, зонной плавки, а также вертикально и горизонтально направленной кристаллизации.
Стоит заметить, что в оптике используется исключительно нелегированный полуизолирующий GaAs. При использовании маломощных СО2-лазеров с длиной волны 9.6-10.6 микрона арсенид галлия является альтернативой селениду цинка и может применяться для изготовления линз и светоделителей. Также, за счёт своих нелинейных свойств, кристаллы арсенида галлия могут применяться в терагерцовой фотонике для генерации ТГц излучения.
Физические и химические свойства GaAs
| Плотность, г/см 3 | 2.32 |
| Количество атомов в 1 см 3 | 2.21 · 10 22 |
| Постоянная решетки, нм | 0.56534 |
| Твердость (по Моосу) | 4.5 |
| Модуль Юнга, ГПа | 82.68 |
| Модуль объемной деформации, ГПа | 75.5 |
| Коэффициент Пуассона | 0,31 |
| Кристаллическая структура | Цинковой обманки |
| Химическая стабильность | Нерастворим в воде |
| Атомная масса | 144.63 |
Термические свойства GaAs
| Температура плавления, К | 1511 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) | 55 |
| Коэффициент теплового расширения, К −1 | 5.9·10 −6 |
| Удельная теплоемкость при 273К, кал/(г·К) | 0.076 |
| Коэффициент тепловой диффузии, см 2 /с | 0.44 |
| Температура Дебая, К | 360 |
Электронные свойства GaAs
| Диэлектрическая постоянная при 300К | 10.88 |
| Работа выхода, эВ | 4.7 |
| Время жизни неосновных носителей, с | 10 |
| Дрейфовая подвижность электронов см 2 /(В·с) | 8500 |
| Дрейфовая подвижность дырок см 2 /(В·с) | 400 |
| Эффективная масса электронов m ∗ /m0 | 0,068m0 |
| Ширина запрещенной зоны при 300К, эВ | 1.43 |
| Собственная концентрация носителей заряда, см −3 | 1.1·10 −7 |
| Сродство к электрону, эВ | 4.07 |
Оптические свойства GaAs
Нелегированный полуизолирующий GaAs обладает хорошим пропусканием в среднем ИК диапазоне на длинах волн от 1 до 15 мкм, а также в терагерцовом диапазоне частот (λ = 100-3000 мкм).
Рис. 1. Спектры пропускания арсенида галлия толщиной 2.0, 5.0, 6.5 и 7.5 мм.
Иногда, например, в лазерных дальномерах, окна из арсенида галлия используются на длинах волн 1.064 и 1.55 микрона. В таких случаях требуется максимально возможное пропускание окон в диапазоне от 1 до 2 микрон, которое, при заданной толщине окна, определяется исключительно технологией выращивания кристалла. Наша компания использует кристаллы арсенида галлия с максимально возможным пропусканием в данной области. Коэффициенты поглощения и подробные спектры пропускания излучения в этом диапазоне могут быть предоставлены по требованию.
Также заметим, что пологая форма спектра на рис. 1 в диапазоне 0.9-2.5 микрона отличает арсенид галлия от, например, германия и кремния (см. рис. 2), и обусловлена возбуждением глубоких примесей, всегда образующихся в кристалле GaAs в процессе его выращивания и доведения до полуизолирующего состояния.
Также в кристалле арсенида галлия может проявляться линейный электрооптический эффект (эффект Поккельса), который заключается в изменении показателя преломления под действием внешнего электрического поля. При приложении внешнего электрического поля кристалл становится оптически анизотропным, что проявляется в изменении показателя преломления для световой волны, поляризованной параллельно внешнему электрическому полю.
Изменение показателя преломления ∆n:
где r — тензор линейного электрооптического эффекта, n0 — показатель преломления вещества без электрического поля, EBH — напряженность внешнего электрического поля.
Так как арсенид галлия относится к кубическим кристаллам, отличными от нуля являются следующие компоненты тензора rij: r41 = r52 = r63 = r. Ниже представлена таблица со значениями коэффициентов линейного электрооптического эффекта для GaAs. Надстрочным индексом T или S обозначаются низко- (от нуля до звуковых частот) и высокочастотные коэффициенты, соответственно. [2]
Длина волны,
микроны
коэффициента
коэффициента
Дисперсия показателя преломления для ИК диапазона длин волн [3]:
| Длина волны, микроны | n0 | Длина волны, микроны | n0 | Длина волны, микроны | n0 |
| 1.127 | 3.455 | 8 | 3.315 | 15 | 2.730 |
| 1.5 | 3.444 | 9 | 3.250 | 17 | 2.590 |
| 2,39 | 3.326 | 10 | 3.309 | 18 | 2.410 |
| 2.87 | 3.330 | 11 | 3.040 | 21.9 | 2.120 |
| 5.1 | 3.300 | 13 | 2.970 | 23 | 3.182 |
| 6 | 3.320 | 13.7 | 2.890 | 25 | 3.133 |
| 7 | 3.318 | 14.5 | 2.820 |
Также на основании результатов собственных измерений методом терагерцовой спектроскопии во временной области нами была рассчитана дисперсия показателя преломления для терагерцового диапазона частот:
| Длина волны, микроны | n0 | Длина волны, микроны | n0 | Длина волны, микроны | n0 |
| 110 | 3.693 | 700 | 3.660 | 1500 | 3.661 |
| 200 | 3.668 | 800 | 3.661 | 1600 | 3.661 |
| 300 | 3.662 | 900 | 3.661 | 1800 | 3.660 |
| 400 | 3.661 | 1000 | 3.662 | 2000 | 3.661 |
| 500 | 3.660 | 1200 | 3.661 | 2500 | 3.663 |
| 600 | 3.660 | 1300 | 3.661 | 3000 | 3.655 |
Сравнение с германием и кремнием
На рисунке 2 представлены спектры пропускания образцов оптического (нелегированного, полуизолирующего) арсенида галлия, оптического (высокоомного, почти собственного) германия и высокоомного (с удельным сопротивлением более 10 КОмхсм) кремния. Спектры от начала диапазона пропускания вблизи 1-2 и до 2500 микрометров приводятся для наглядности и должны облегчить выбор наиболее подходящего материала для ваших нужд.
Рис. 2. Спектры пропускания арсенида галлия, кремния и германия.
Арсенид галлия используется нами для изготовления окон, линз и призм, применяющихся в пропускающей оптике для ИК и ТГц диапазонов частот. Также мы изготавливаем и компоненты нелинейной оптики из данного материала.
Обращаем ваше внимание на то, что мы не поставляем арсенид галлия в необработанном виде, а только готовые, полированные компоненты.
Список литературы
1. А. Магунов, Б. Лапшинов Экспериментальное определение температурной зависимости показателя преломления полупроводниковых материалов, Фотоника, No 5 / 59 / 2016.
2. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах, Москва: Издательство «Мир», 1987
3. Серафин Б., Беннетт Х. Оптические параметры ряда соединений AIIIBV // Оптические свойства полупроводников (полупроводниковые соединения типа A(III)B(V). Под ред. Г. Уиллардсона и А. Бира. Москва: Издательство «Мир», с.445-486
4. Шалимова К. В. Физика полупроводников: Учебник. 4-е изд., стер. – Санкт-Петербург: Издательство «Лань», 2010
Продукция, доступная для заказа и готовая к отгрузке. Склад обновляется еженедельно.
Источник
