تقنية جديدة تضاعف سرعة أجهزة الكمبيوتر وتقلل من استهلاك الطاقة مجاناً

أكدت ورقة بحثية جديدة إمكانية سرعة الحواسيب دون أي تكاليف إضافية للأجهزة، الطريقة، تسمى بالتعدد الخيطي المتزامن والمتجانس (SHMT)، تم توضيحها في الورقة البحثية بمشاركة البروفيسور المشارك في هندسة الكهرباء والحاسوب بجامعة ريفرسايد في كاليفورنيا، هونغ-وي تسنغ مع طالب الدراسات العليا في علوم الحاسوب، كوان-شيه هسو.

إطار العمل SHMT يعمل حالياً على منصة نظام مضمن تستخدم في الوقت نفسه معالجات ARM متعدد النواة، ووحدة معالجة الرسومات NVIDIA، ووحدة تسريع الأجهزة لمعالجة «تنسور كور» في الاختبارات، وحقق النظام تسريعاً بمقدار 1.96 مرة وانخفاضاً بنسبة 51% في استهلاك الطاقة.

وحول تقليل الطاقة أوضح تسنغ أن الأجهزة الحاسوبية الحديثة تدمج بشكل متزايد وحدات معالجة الرسوميات، ووحدات التسريع بالأجهزة للذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، أو وحدات معالجة الإشارات الرقمية كمكونات أساسية، ومع ذلك، تقوم هذه المكونات بمعالجة المعلومات بشكل منفصل، مما يخلق عنق زجاجة يبطئ من سرعة أداء الأجهزة، وهذا الأمر يسعى SHMT إلى معالجته وتفاديه من خلال السماح لهذه المكونات بالعمل في الوقت نفسه، مما يزيد من كفاءة المعالجة.

آثار هذا الاكتشاف كبيرة، ليس فقط يمكن أن يقلل من تكاليف أجهزة الحاسوب، ولكن يمكن أيضاً أن يقلل من انبعاثات الكربون الناتجة عن إنتاج الطاقة اللازمة لتشغيل الخوادم في مراكز معالجة البيانات الكبيرة، وعلاوة على ذلك، يمكن أن يقلل من الطلب على الماء المستخدم لتبريد الخوادم.

وقال تسنغ إن إطار العمل SHMT، إذا تم تبنيه من قبل مايكروسوفت في نسخة مستقبلية من ويندوز، يمكن أن يوفر زيادة في الأداء مجانية للمستخدمين، وتوفير الطاقة وفقاً للبحث مبني على الفكرة أنه من خلال تقصير وقت التنفيذ، يتم استهلاك طاقة أقل، حتى عند استخدام نفس الأجهزة.

ومع ذلك، هناك مشكلة حذرت منها ورقة تسنغ من أنه يلزم إجراء المزيد من البحوث للتعامل مع الأسئلة المتعلقة بتنفيذ النظام، ودعم الأجهزة، وتحسين تكويد الواجهات والتطبيقات، التي تستفيد أكثر من تلك التقنية.
على الرغم من عدم الحاجة إلى أي جهود هندسية للأجهزة، يقول تسنغ: «نحن بحاجة بالتأكيد إلى إعادة هندسة نظام التشغيل ولغات البرمجة لتبني طريقتنا وتعمل بكفاءة أكبر.

وتم تقديم الورقة البحثية في المؤتمر الدولي السنوي الـ56 للمعمارية المصغرة للمعهد الكهربائي والإلكترونيات (IEEE) / ACM في تورونتو، كندا، وحصلت على تقدير من معهد الكهربائيين والإلكترونيين (IEEE)، الذي اختارها كواحدة من 12 ورقة مدرجة في عددهم «أفضل الاختيارات من مؤتمرات المعمارية الحاسوبية» الصادر هذا العام.

 

 

المصدر

عام 2018 شهد تطورًا سريعًا في مجال التكنولوجيا، حيث تم تقديم العديد من التقنيات الجديدة والمبتكرة التي أثرت بشكل كبير على حياتنا. كان هذا العام حافلاً بالابتكارات التقنية التي أثرت على مجموعة متنوعة من المجالات بما في ذلك الاتصالات، والصناعة، والطب، والترفيه، والتعليم. في هذا المقال، سنلقي نظرة على أبرز التقنيات التي ظهرت في عام 2018 وكيف أثرت على حياتنا. ### 1. الذكاء الاصطناعي (AI): كان عام 2018 عام الذكاء الاصطناعي، حيث شهدنا تقدمًا هائلاً في هذا المجال. استخدم الذكاء الاصطناعي في مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك الترجمة الآلية، وتحليل البيانات الكبيرة، والتعرف على الصور والصوت. كما أصبحت المساعدين الصوتيين مثل Siri وGoogle Assistant جزءًا أساسيًا من حياتنا اليومية.

### 2. الواقع الافتراضي (VR) والواقع المعزز (AR): تواصلت تقنيات الواقع الافتراضي والواقع المعزز في التطور في عام 2018. تم تطوير نظارات VR وAR أكثر تقدمًا وأداءً قويًا. استخدمت هذه التقنيات في مجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك التعليم والطب والتصميم وصناعة الألعاب. ### 3. الهواتف الذكية والتقنيات المحمولة: في عام 2018، تم تقديم العديد من الهواتف الذكية الجديدة التي أتت بتحسينات ملحوظة في الكاميرات والأداء ومدة البطارية. كما بدأت التقنيات المحمولة تدعم تقنيات الشحن السريع والشحن اللاسلكي بشكل أكبر.

### 4. الشبكات اللاسلكية الجيل الخامس (5G): عام 2018 شهد استمرار اختبارات تقنية الشبكات اللاسلكية الجيل الخامس (5G)، والتي وعدت بسرعات إنترنت أعلى بكثير من الجيل السابق (4G). توقع أن تكون الشبكات اللاسلكية 5G هي الأساس لتطوير التطبيقات المستقبلية مثل السيارات الذاتية القيادة والمدن الذكية. ### 5. الذكاء الصناعي والتصنيع الذكي: ازداد اعتماد الشركات على التقنيات الذكية في الصناعة والتصنيع في عام 2018. تم استخدام الروبوتات والأتمتة لتحسين الإنتاجية وتقليل التكاليف. كما تم تطبيق تقنيات الذكاء الصناعي لتحليل البيانات وتحسين عمليات الصيانة. ### 6. الأمان السيبراني وحماية البيانات: مع زيادة التفاعل عبر الإنترنت، زادت قضايا الأمان السيبراني وحماية البيانات في عام 2018. شهدنا زيادة في الهجمات السيبرانية واختراقات البيانات، مما زاد من أهمية تطوير تقنيات الأمان وحماية البيانات الشخصية والتجارية.

### 7. التكنولوجيا البيئية والطاقة المتجددة: زاد الاهتمام بتكنولوجيا البيئة والطاقة المتجددة في عام 2018. تم تطوير تقنيات أكثر كفاءة لاستخدام الطاقة الشمسية والرياح والمصادر البيئية الأخرى بكفاءة أكبر، مما ساهم في تقليل الانبعاثات الضارة بالبيئة والحفاظ على الموارد الطبيعية. ### 8. الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D Printing): تواصلت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في التطور في عام 2018. استخدمت هذه التقنية في مجموعة واسعة من الصناعات بما في ذلك الصناعة والطب وتصميم المجوهرات. تمكنت الشركات والأفراد من إنتاج أشياء مادية باستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد.

### 9. الروبوتات والذكاء الاصطناعي: في مجال الروبوتات، تم تطوير الروبوتات بمستويات أعلى من الذكاء الاصطناعي. استخدمت هذه التقنيات في الصناعة والخدمات والرعاية الصحية. بدأت الروبوتات تلعب دورًا أكبر في حياتنا اليومية. ### 10. التكنولوجيا الطبية: شهد عام 2018 تطويرًا كبيرًا في مجال التكنولوجيا الطبية، حيث تم تقديم أجهزة وتقنيات جديدة لتحسين التشخيص والعلاج الطبي. زاد استخدام الأجهزة الطبية الذكية وتقنيات الرعاية الصحية عن بعد. ### اختتام: إن عام 2018 كان عامًا استثنائيًا في مجال التكنولوجيا، حيث شهد تقدمًا كبيرًا في مجموعة واسعة من المجالات التقنية. من الذكاء الاصطناعي وتقنيات الواقع الافتراضي والواقع المعزز إلى تكنولوجيا البيئة والطاقة المتجددة والسيارات الذكية والطباعة ثلاثية الأبعاد، كان هذا العام حاسمًا في تطوير التكنولوجيا وساهم بشكل كبير في تشكيل مستقبل الابتكار التقني في السنوات اللاحقة.