تمكن باحثون صينيون من تطوير شريحة جديدة، لكنها تناظرية، مما يمكنها من أداء العمليات الحسابية عبر دوائرها الإلكترونية المادية، وليس الثنائية المكونة من 0 و1 للمعالجات الرقمية القياسية.

لكن المفاجأة أن الباحثين يزعمون أن الشريحة الجديدة قادرة على التفوق على البطاقات الرسومية الرائدة من NVIDIA وAMD بمقدار 1,000 مرة، وفق الدراسة الجديدة المنشورة في 13 أكتوبر عبر صحيفة Nature Electronics.

قال باحثو جامعة بكين أن شريحتهم الجديدة تحل مشكلتي عنق زجاجة رئيسيتين، وهما قيود الطاقة والبيانات التي تواجهها الشرائح الرقمية في المجالات الناشئة مثل الذكاء الاصطناعي، وشبكة 6G، ومشكلة نقص الدقة والعملية للحوسبة التناظرية المحدودة التي تعود لقرن من الزمن.

شريحة, Chip
وحدة معالجة مركزية (CPU) قياسية - المصدر: Interesting Engineering

عند وضعها للعمل على مشاكل الاتصالات المعقدة، بما يشمل مشاكل انعكاس المصفوفة المستخدمة في أنظمة الإدخال والإخراج المتعدد (MIMO)، حققت الشريحة نفس دقة المعالجات الرقمية القياسية مع استهلاك طاقة أقل بمقدار 100 مرة.

بفضل إجراء بعض التعديلات، تفوقت الشريحة على أداء وحدات معالجة الرسومات المتطورة مثل NVIDIA H100 وAMD Vega 20 بمقدار يصل إلى 1,000 مرة للعلم، بطاقة NVIDIA H100 هذه واحدة من أحدث البطاقات الرسومية التي تعتمد عليها OpenAI في تدريب GPT-5.

تم تصميم الشريحة الجديدة من مصفوفات من خلايا تُعرف باسم ذاكرة الوصول العشوائي المقاومة (RRAM)، والتي تخزن البيانات وتعالجها عبر تعديل مدى سهولة تدفق الكهرباء عبر كل خلية على عكس المعالجات الرقمية التي تجري عملياتها الحسابية عبر ثنائية 1 و0، يمكن التصميم التناظري الشريحة من معالجة المعلومات على أنها تيارات كهربائية مستمرة عبر شبكة من خلايا RRAM.

يُجدر بالذكر أن الحوسبة التناظرية ليست جديدة، بل يمتد عمرها إلى أكثر من 2,000 عام مع بناء آلية أنتيكيثيرا، والتي تم اكتشافها قبالة سواحل اليونان في عام 1901، حيث استُخدمت التروس المتشابكة لإجراء العمليات الحسابية.

ومع ذلك، وخلال معظم تاريخ الحوسبة الحديث، اعتُبرت التكنولوجيا التناظرية بديلًا غير عملي للمعالجات الرقمية، نظرًا لأن الأنظمة التناظرية تعتمد على الإشارات المادية المستمرة مثل الجهد أو التيار الكهربائي لمعالجة المعلومات، مما يجعل التحكم فيها أصعب بكثير من الثنائية المكونة من 1 و0 التي تعمل بها الحواسيب الرقمية القياسية.

ما يميز الأنظمة التناظرية هو السرعة والكفاءة العاليتين بفضل عدم حاجتها لتقسيم الحسابات لسلاسل طويلة من التعليمات البرمجية الثنائية، ولكن تمثيلها كعمليات مادية على دوائر الشريحة، مما يمكنها من التعامل مع كميات كبيرة من المعلومات في وقت واحد مع استخدام طاقة أقل بكثير.

الآن، ومع تزايد متطلبات الحوسبة الخاصة بمراكز البيانات والذكاء الاصطناعي، يبدو أن تكنولوجيا الحوسبة الحالية قد اقتربت من سقف حدودها، فهل تبرز الحوسبة التناظرية كحل واعد يواكب التطور أم سيصل الباحثون لنوع جديد تمامًا من الحوسبة؟