Рубрика: science

Как работает кабель Thunderbolt 4: расшифровка скрытой сложности | 2025-09-22T22:50:42

Оказалось, что USB-C кабели — это иногда целые компьютеры в странном форм-факторе — проводе. Смотрю видео, где рябята из Adam Savage’s препарировали через КТ-сканер кабель Apple Thunderbolt 4 ($130) и рассказывают что там что, и сравнивают с похожим кабелем за 12 баксов.

В коннекторе кабеля находится сложная система, включающая полноценный процессор, два блока питания и куча других компонентов. Процессор разделяет данные на несколько параллельных потоков и преобразует их в дифференциальные сигналы, которые идут по витым, скрученным парам проводов. Система отправляет сразу два сигнала, но зеркально-противоположных. Это позволяет защитить сигнал от помех (от пылесоса, мобильного телефона и т.д.). Собственно печатная плата там девятислойная.

На внутренней печатной плате есть интересные извилистые/волнистые дорожки размером в доли мм. Оказалось, что инженеры Apple специально сделали их длиннее, чтобы выровнять общую длину с соседними, более длинными по своей геометрии дорожками (там потому что повороты есть). Это необходимо, чтобы сигналы приходили к процессору абсолютно одновременно, с точностью до наносекунд.

Сам кабель внутри состоит из множества индивидуально экранированных коаксиальных более мелких кабелей. Там их больше дюжины.

У дешевого кабеля нет этой умной электроники, никаких активных компонентов внутри. Там просто коннекторы и провода.

Но что самое крутое — ребята выкладывают такие сканы в описании видео как ссылку на программу просмотра. Там можно самому все повертеть. В комментах положу

Сердце информационного хранилища: дата-центр NSA в Блаффдейле | 2025-09-20T20:06:05

Я ж тут живу в долине датацентров, типа 80% интернет-трафика через нас проходит (опасное место!). Проезжал сегодня мимо одного из них, и уже дома, когда гуглил всякое про датацентры, наткнулся на датацентр агентва нацбезопасности США в Блаффдейле, Юта.

Является хранилищем данных разведывательного сообщества США. Емкость — что-то типа 5 триллионов террабайт. 5,000,000,000,000,000 гигабайт. В 2013 там было в 100-1000 раз меньше, но и 12 лет прошло, закон Мура и все такое. Жесткие диски в датацентрах обычно имеют срок службы 3-5 лет. То есть, их с момента запуска датацентра по несколько раз уже все поменяли на очевидно большей емкости.

Предполагается, что дата-центр сможет обрабатывать «все виды коммуникаций, в том числе полное содержание частной переписки по электронной почте, разговоров по мобильным телефонам, Интернет-поиска, а также все виды персональных данных: квитанции на парковки, маршруты путешествий, покупки в книжных магазинах, и данные других сделок, совершенных с помощью цифровых технологий».

Сколько данных может хранить этот объект, конечно, засекречено, но оценки «несколько йоттабайт». Йоттабайт = 1000 зеттабайтов = 1 000 000 эксабайтов = 1 триллион терабайт. Для хранения всех книг, когда-либо написанных на любом языке, потребовалось бы всего 400 терабайт.

В 2013 году потреблял не меньше 65 МВт с потенциалом в 100Мвт. Вода — ~1,5–1,7 млн галлонов (5,7–6,4 млн литров) в день для охлаждения серверов. Вода обрабатывается химикатами (для предотвращения коррозии) и сбрасывается, что вызывает критику в засушливом Юте — особенно на фоне рекордной жары 2022–2025 годов и дефицита пресной воды. Нет замкнутого цикла, и это остаётся «горячей» темой в местных дискуссиях.

Маундеровский минимум и тайна скрипок Страдивари | 2025-09-18T21:20:09

Наткнулся на интересную научную гипотезу от 2003 года, почему скрипки Страдивари (и современников) такие уникальные. Традиционные гипотезы — о секретах лака или выдержки дерева — оказываются недостаточными. Согласно этой гипотезе, во всем виноват Маундеровский минимум, период сниженной солнечной активности, происходивший 1645–1715, когда из-за климата скорость роста деревьев затормозилась, а значит древесина была более плотной. Гипотеза предполагает, что на фоне идеального сочетания высоты, влажности, температуры этот экологический сдвиг дал материал с уникальными свойствами, идеальными для резонансных дек.

Страдивари родился за год до начала Маундеровского минимума. Его «Amati Period» (1666–1690), «Experimentation Period» (1690–1700), и «Golden Period» (1700–1720), когда он усовершенствовал и производил свои лучшие инструменты (см. Henley 1961), все совпали с Маундеровским минимумом. Мастера Кремоны в этот период использовали единственную доступную им древесину, т.е. из деревьев, растущих во время Маундеровского минимума. Ни до ни после этого периода такой древесины больше не было. И, вероятно, нигде в мире нет до сих пор.

Но вообще современные скрипки тоже ничего. Двести-триста лет назад из инструмента выжимали максимум через метод проб и ошибок, а сейчас через тщательный расчет звука. Уже почти невозможно отличить скрипки по звучанию, и разница уже в области индивидуальных предпочтений, а не бесспорного объективного хуже-лучше.

Взгляд через призму художника: открытия в обыденном | 2025-09-12T15:44:14

Интересно, что даже небольшой опыт в рисовании портретов заставляет видеть в лицах других людей закономерности о которых даже не думаешь без этого. Например посмотришь на лицо человека, а у него какие-нибудь точки на лице сходятся в равносторонний треугольник. Или тень от солнца формирует примечательный узор. Или какие-нибудь линии строго параллельны или перпендикулярны . И в это время хочется взять карандаш и попробовать зарисовать. В этот момент кажется, что добиться похожести расп плюнуть.

Или обращаешь внимание на то, что серебристое платье является самым тёмным и на рисунке его, наверное, нужно передавать чуть ли не чёрным цветом. С бликами разумеется. Что противоречит представлению «серебристое платья – оно же белое, просто блестящее».

А ещё иногда смотришь на чье-то лицо, убеждаешься, что типичные пропорции соблюдаются, либо, наоборот, что не соблюдаются. А ещё бывают оптические иллюзии. Они наиболее интересны. Это когда кажется, что какая-то точка ровно делит на пополам некий отрезок, а как только измеряешь, оказывается, что это совсем не так.

А ещё интересно, что наши глаза обманывают нас в том, что есть линии а что линиями не является. Тут правильнее использовать ни слова линия, а слова edge, край. 

Солнечные коллекторы: сердце отопления в Турции | 2025-09-11T06:44:47

Постоянно вижу практически на каждом доме такие панели в Турции. Конечно, первая мысль была, что это солнечные фотоэлектрические панели для генерации тока. Но вторая — они же дорогие, их не должно быть так много, плюс типично две штуки на крыше наверняка мало. Начало гуглить.

Оказалось, это солнечный водонагреватель, точнее, солнечный коллектор (flat-plate solar collectors). Система простая, надёжная и дешёвая — вот почему их лепят на каждый второй дом.

Принцип работы: панели состоят из абсорбера (обычно медные или алюминиевые пластины с чёрным покрытием), прозрачного покрытия (низко-железистое стекло для парникового эффекта) и теплоизоляции (стекловата или каменная вата). В трубках циркулирует теплоноситель — вода или антифриз (гликоль).

Солнечные лучи нагревают абсорбер до 60-90°C, тепло передаётся жидкости, которая по принципу термосифона (естественная конвекция, без насоса) поднимается в бак, который обычно рядом. Бак — это термос на 100-300 литров, с изоляцией, чтобы вода оставалась горячей до 2-3 дней.

Это тоже было сюрпризом. Я вообще думал, что баки просто железные и на солнце нагреваются сами по себе. У нас так в Баку было. Оказалось, что нет, и поэтому они кстати тут белые, а не чёрные.

В Турции с 2000+ солнечными часами в год такая система покрывает 70-90% нужд в горячей воде для дома. КПД коллектора — 40-60% (в зависимости от модели и угла установки, как пишут, оптимально 30-45° к горизонту для широты Анталии). Для семьи такое обходится от 500-1500 евро, окупаемость 3-5 лет за счёт экономии на газе/электричестве. Электроэнергия в Турции дорогая. Плюс госсубсидии и налоговые льготы стимулируют установку.

Наверное, и электрические панели тоже есть, но пока не видел.

Угол кильвейка: мифы и реальность | 2025-09-10T12:03:51

Смотрю с лодки на воду и задумался, а угол расхождения волн зависит от скорости или нет? Начал гуглить. Оказалось, что по Кельвину он постоянный на любой скорости, и соответствует 39 градусам (или 19.47 =arcsin(1/3) от оси). Но тут же нагуглил пейпер, в котором авторы изучили спутниковые снимки и опровергли Кельвина, заявив, что при росте скорости клин всё-таки немного сужается (Ship wakes: Kelvin or Mach angle?”,авторы: Marc Rabaud и Frédéric Moisy)

Один день из жизни автономного такси | 2025-09-06T16:54:48

Отличная же идея. Мимо меня проехала коляска, довезла пассажира, возвращается на базу.

Секреты аэропортных сканеров: как технология распознает содержимое вашей сумки | 2025-09-02T20:29:43

Послезавтра лечу в Амстердам (а потом в Турцию), и вспомнил, что у меня остался неотвеченным вопрос самому к себе про то, как работают сканеры сумок в аэропорту. Ну конечно я знал, что это по сути компьютерная томография, рентгеновские лучи и все такое, но хотелось больше деталей. И ниже ответ, почему они просят вытаскивать воду, и почему иногда не просят.

Оказалось, что современные сканеры могут не просто видеть форму предметов, но и определять, из какого материала они сделаны. Обычный сканер как работает? Плотные материалы (например, металл) поглощают много излучения и на изображении выглядят светлыми или непрозрачными. Менее плотные материалы поглощают мало излучения и выглядят темными. И потому ноутбуки, например, приходилось вынимать — и не потому, что сканер не мог их распознать, а потому, что их плотные компоненты (аккумулятор, платы) могли быть использованы для того, чтобы спрятать за ними другие запрещенные предметы. Ну и поэтому давно уже там не просто сканеры, а компьютерная томография — по сути, сумка или чемодан сканируется со всех сторон, дальше создается 3D-изображение. Это вроде все знают.

Но я упомянул, что они понимают из каких материалов сделано. Как?

Оказывается, что сканер использует технологию двухэнергетического рентгена. Он просвечивает объект двумя пучками лучей разной энергии (высокой и низкой). Поскольку материалы по-разному поглощают излучение в зависимости от энергии луча и своего атомного состава, система анализирует эту разницу. По соотношению поглощения двух пучков вычисляется эффективный атомный номер Z — ключевая характеристика, своего рода «элементный отпечаток» вещества.

Проблема в том, что этот «отпечаток» у воды (~7.4) и многих взрывчатых веществ практически идентичен. Именно поэтому воду забанили. Опираться только на этот параметр — значит получать огромное количество ложных срабатываний.

Здесь в игру вступает компьютерная томография (КТ). Сканер создает точную трехмерную (3D) модель содержимого сумки. Из 3D-модели система получает точный объем (V) каждого объекта. На основе данных о поглощении рентгеновских лучей вычисляется его масса (m). Далее все просто: ρ=m/V.

То есть, система не принимает решение на основе одного параметра. Она строит для каждого обнаруженного вещества точку на двумерном графике с осями «Z — плотность». На этом графике вода и взрывчатка, имея почти одинаковый атомный номер, занимают совершенно разные положения из-за различной плотности.

И именно потому иногда воду можно провозить. Умные машины просто ее не помечают как нечто важное, но все-таки помечают как воду. А дальше вступают процедуры. Если в аэропорту машины обновили, а процедуры — нет, то воду попросят вылить. Но и машины много где не обновили, причем в одном и том же аэропорту это зависит от открытой в данный момент линии.

Цена такого сканера — 300-400 тысяч долларов.

А сканеры для людей работают иначе. Там миллиметровые волны. Они проходят сквозь одежду и отражаются обратно от кожи. Вода их сильно поглощает, поэтому они проникают на пару миллиметров. Система регистрирует отражённый сигнал и строит трёхмерную карту поверхности тела и объектов под одеждой. Но ее не показывает — вместо этого показывает упрощенный контур человечка и показывает на нем то, что ML нашел необычного. Поэтому, кстати, многие пытаются провозить всякое внутри себя, так как знают, что для такого сканера это абсолютно невидимо.

Америтракс: Нераскрытая тайна антраксных писем | 2025-09-02T13:33:58

Из музея позавчерашнего. Вероятно, кто-то из вас помнит громкое дело в 2001 году: вскоре после терактов 09/11, в США произошла серия биоатак: кто-то разослал письма с порошком, содержащим споры сибирской язвы (Bacillus anthracis). Это привело к гибели 5 человек и заражению 17, но могло бы закончиться сильно хуже для всей планеты. Расследование, известное как “Америтракс” (Amerithrax), проводилось ФБР в сотрудничестве с другими агентствами и стало одним из самых сложных в истории.

.

Кто вдруг не знает — ингаляционная форма сибирской язвы имеет смертность до 85–90% без лечения. Симптомы появляются через 6 дней, за это время заразятся десятки. Уничтожить нельзя — споры сохранются десятилетями в земле. Например, на острове Груинард в Шотландии они сохранялись почти 50 лет после испытаний военного времени. В итоге, только после того, как прошло 50 лет, и после того, как вылили 280 тонн раствора формальдегида были распылены на все 196 гектаров острова, а наиболее загрязненный верхний слой почвы вокруг места рассредоточения был удален, остров стал сравнительно безопасным. Так что сибирская язва легко может быть пострашнее мировой ядерной войны.

.

Итак, возвращаясь к теме. Изначально подозрения падали на разных людей, включая Ирака или Аль-Каиду, но доказательств не нашли.

.

Ключевым прорывом стала научная экспертиза. Ученые проанализировали штамм сибирской язвы из писем — это был штамм Ames, используемый в американских лабораториях. С помощью микробной форензики (генетического анализа) они выявили уникальные мутации в спорах, которые позволили сузить круг до фляги RMR-1029 в лаборатории USAMRIID (Армейский институт медицинских исследований инфекционных заболеваний) в Форт-Детрике, Мэриленд. 

.

Другими словами, у всего живого с рождением есть имена и родословная, вопрос только в желании раскапывать генеалогию. У контролируемых веществ как видим есть ещё и свой ЗАГС.

.

Брюс Ивинс, микробиолог, работавший там, был хранителем этой фляги и имел к ней прямой доступ (хотя доступ был и у более 100 человек). 

.

Дальше следователи собрали косвенные улики. Ивинс работал допоздна в лаборатории как раз перед рассылками писем в сентябре и октябре 2001 года, что не соответствовало его обычному графику.  Он не смог убедительно объяснить эти часы. Кроме того, в начале сентября 2001 года он вакцинировался от сибирской язвы, что показалось подозрительным.  ФБР также обвинило его в попытках ввести следствие в заблуждение: он якобы предоставил ложные образцы антракса, чтобы отвести подозрения, и пытался подставить коллег.  В 2001 году Ивинс отправил коллегам email с предложением предоставить штамм Ames для анализа, что могло быть попыткой замести следы. 

.

Поведенческие признаки тоже сыграли роль. Ивинс страдал от депрессии и суицидальных мыслей, особенно после того, как в 2008 году был оправдан другой подозреваемый (Стивен Хэтфилл). В июне 2008 года его госпитализировали в психиатрическую клинику, где во время терапии он делал заявления, которые ФБР интерпретировало как “отрицания без отрицания” — например, что у него “нет сердца для убийства” и он не помнит участия в атаках. 

.

К 2008 году круг сузился до Ивинса. Когда он узнал, что против него готовятся обвинения, 29 июля 2008 года он принял лошадиную дозу тайленола (ацетаминофена). Формальных обвинений не выдвинули. В 2010 году ФБР официально закрыло дело, объявив Ивинса единственным виновным. 

.

Однако выводы остаются спорными: Национальная академия наук США в 2011 году отметила, что генетическая экспертиза не была достаточно убедительной для окончательного вывода, и некоторые микробиологи, семьи жертв и политики требовали дальнейшего расследования.  По состоянию на сегодня новых открытий не было, и дело считается закрытым.

Взлом в музее: когда экспонаты обучают шпионажу | 2025-09-01T18:15:10

В шпионском музее (spy museum) вчера один из разорительно познавательных терминалов, где надо было взломать код позволял повзламывать и себя