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

في عام 2016، شهدنا تقدمًا ملحوظًا في مجال التكنولوجيا، حيث تم تطوير العديد من التقنيات الجديدة والمبتكرة التي أثرت على مجموعة متنوعة من المجالات بشكل جذري. كان هذا العام حافلاً بالابتكارات التقنية التي أثرت على حياتنا اليومية وأسهمت في تحسين الطريقة التي نعيش ونتفاعل فيها مع العالم من حولنا. في هذا المقال، سنلقي نظرة على أبرز التقنيات التي ظهرت في عام 2016 وأثرت على حياتنا بشكل كبير. ### 1. الهواتف الذكية والجوالات: عام 2016 شهد إطلاق هواتف ذكية جديدة وتحديثات للهواتف القائمة بتقنيات مبتكرة. أطلقت Apple iPhone 7 وiPhone 7 Plus مع تحسينات في الأداء والكاميرا ومقاومة الماء. كما قامت Samsung بإطلاق Galaxy S7 وS7 Edge مع شاشات منحنية وأداء قوي.

### 2. الواقع الافتراضي (VR) والواقع المعزز (AR): تم تطوير تقنيات الواقع الافتراضي والواقع المعزز بشكل كبير في عام 2016. قدمت شركات مثل Oculus وHTC وSony أنظمة VR جديدة ونظارات متقدمة تمكن المستخدمين من الانغماس في عوالم افتراضية. بالإضافة إلى ذلك، تم إطلاق لعبة Pokemon Go التي أسهمت في زيادة الاهتمام بتقنيات الواقع المعزز. ### 3. الحوسبة السحابية والتخزين عبر الإنترنت: تواصلت خدمات الحوسبة السحابية في التطور في عام 2016، مما جعل من السهل تخزين البيانات والملفات على الإنترنت ومشاركتها بسهولة. شهدنا زيادة في سعات التخزين وتقديم خدمات متقدمة مثل التعاون على الوثائق والمشاركة عبر الإنترنت.

### 4. الشبكات الاجتماعية ووسائل التواصل الاجتماعي: استمرت شبكات التواصل الاجتماعي في النمو والتطور في عام 2016. توسعت شبكات مثل Facebook وTwitter وInstagram لتقديم ميزات جديدة وأدوات تفاعلية تمكن المستخدمين من مشاركة المحتوى والتواصل بشكل أفضل. ### 5. التكنولوجيا البيئية والطاقة المتجددة: زاد اهتمام العالم بالتكنولوجيا البيئية والطاقة المتجددة في عام 2016. تم تطوير تكنولوجيا أكثر كفاءة للاستفادة من الطاقة الشمسية والرياح والمصادر البيئية الأخرى بكفاءة أكبر، مما ساهم في تقليل الانبعاثات الضارة بالبيئة والحفاظ على الموارد الطبيعية. ### 6. الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي (Machine Learning): ازدادت التقنيات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي أهمية في عام 2016. تم تطوير الأنظمة والتطبيقات التي تستند إلى هذه التقنيات لأغراض مثل الترجمة الآلية، وتحليل البيانات الكبيرة، والتعرف على الصور والصوت. ### 7. الروبوتات والذكاء الاصطناعي: تطورت التقنيات المتعلقة بالروبوتات والذكاء الاصطناعي في عام 2016. تم تطوير الروبوتات المستخدمة في الصناعة والرعاية الصحية والتعليم. كما شهدنا تقدمًا في مجالات التعرف على الوجوه والأتمتة الذكية.

### 8. الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D Printing): استمرت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في التطور في عام 2016، حيث توسع استخدامها في مجموعة واسعة من الصناعات بما في ذلك الصناعة والطب وتصميم المجوهرات. تمكنت الشركات والأفراد من إنتاج أشياء مادية باستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد.

### 9. الأمان السيبراني وحماية البيانات: مع زيادة التفاعل عبر الإنترنت، زادت قضايا الأمان السيبراني وحماية البيانات في عام 2016. تطورت أساليب الهجمات السيبرانية وزادت الحاجة إلى حماية المعلومات الشخصية والتجارية من الاختراقات السيبرانية. ### 10. التكنولوجيا الطبية: شهد عام 2016 تقدمًا كبيرًا في مجال التكنولوجيا الطبية، حيث تم تطوير أجهزة وتقنيات جديدة لتحسين التشخيص والعلاج الطبي. زادت استخدامات الروبوتات في الجراحة وتطوير أجهزة مثل مراقبة الصحة الذكية وأجهزة القياس الطبية. ### اختتام: إن عام 2016 كان عامًا استثنائيًا في مجال التكنولوجيا، حيث شهد تقدمًا كبيرًا في مجموعة واسعة من المجالات التقنية. من الهواتف الذكية إلى تقنيات الواقع الافتراضي والواقع المعزز والذكاء الاصطناعي والروبوتات والطباعة ثلاثية الأبعاد، كان هذا العام حاسمًا في تطوير التكنولوجيا وساهم بشكل كبير في تشكيل مستقبل الابتكار التقني في السنوات اللاحقة.