Počítače možná konečně dokáží udržet přesný čas

Stále více oborů lidské činnosti vyžaduje konzistentní časové údaje s přesností na milisekundy, mikrosekundy i ještě přesnější. Počítače sice dokáží mnoho věcí, ale překvapivě neumí udržet přesný čas. Vědci nyní hledají způsoby, jak v jednotlivých zařízeních i lokálních a distribuovaných systémech přesný čas zajistit.

Počítače možná konečně dokáží udržet přesný čas


Počítač nedokáže udržet přesný čas. Běžný notebook se během dvou hodin může rozcházet i o 15 milisekund. Většina koncových uživatelů tak malé rozdíly ani nezaznamená a nejsou pro ně ani podstatné.

Přibývá však počítačových systémů a oborů lidské činnosti, které vyžadují vysokou přesnost, například distribuované výpočetní systémy, kde je nutné koordinovat činnost mnoha serverů spolupracujících na stejné úloze, robotické systémy u nichž se pomocí přesného časování kalibrují pohyby, energetické společnosti, které řídí frekvenci střídavého napětí v elektrické síti, základnové stanice mobilních sítí LTE, kde dochází k synchronizaci v řády nanosekund nebo vysokofrekvenční obchodování na finančních trzích, při němž automatizované obchodní systémy soupeří v řádu milisekund.

Vědci v současné době pracují na zvýšení přesnosti času u počítačů, například pomocí nového standardizovaného protokolu PTP (Precision Time Protocol), který řídí čas po síti podstatně přesněji než dnes používaný protokol NTP (Network Time Protocol).

Příčin a proměnných, které ovlivňují vnitřní hodiny počítačů, existuje celá řada. Rozcházení hodin může být způsobeno softwarem, hardwarem, sítí i okolními podmínkami.

Počítače k řízení vnitřních hodin využívají krystalové oscilátory, pomocí jejichž signálu koordinují činnost procesoru, paměti, sběrnice a základní desky. Výrobci počítačů však často používají laciné krystaly v ceně několika centů, které nemusí vykazovat dostatečnou přesnost – a to i do serverů.

Stárnutí krystalů navíc způsobuje změny jejich frekvence. Zátěž počítače může mít také vliv – pokud systém vykonává více práce, více se zahřívá a v důsledku toho krystaly kmitají rychleji.

Průměrný krystal ve výsledku není přesnější než mechanické náramkové hodinky. Obojí se časem začíná předcházet nebo zpožďovat zhruba stejnou měrou. Ani ten nejlepší a nejnovější chytrý telefon ve výsledku neposkytuje přesnější čas než dobré náramkové hodinky staré desítky let.


Úvodní foto: © Gina Sanders - Fotolia.com




Komentáře