أعلن باحثون من جامعة بكين في الصين عن تطوير شريحة جديدة تمثل نقلة نوعية في عالم الحوسبة، إذ تعتمد على النظام التناظري (Analog Computing) بدلًا من النظام الرقمي التقليدي القائم على الصفر والواحد، وفقا لـ currently
موضوعات مقترحة
الأكثر إدهاشًا أن هذه الشريحة، بحسب ما ورد في دراسة منشورة في دورية Nature Electronics ، استطاعت التفوق على أقوى وحدات معالجة الرسومات (GPUs) من شركتي «إنفيديا» و«إيه إم دي» بما يصل إلى 1000 مرة في الأداء.
وقال الفريق البحثي إن الشريحة الجديدة عالجت مشكلتين أساسيتين ظلتا تعيقان تطور الرقائق الرقمية لعقود طويلة، هما: استهلاك الطاقة الهائل، والقيود المفروضة على نقل البيانات، خصوصًا في تطبيقات الذكاء الاصطناعي وشبكات الجيل السادس (6G).
كما اعتبر الباحثون أن هذا الابتكار حلّ ما وصفوه بـ«المشكلة المئة عام» التي ظلت تمنع الحوسبة التناظرية من تحقيق الدقة المطلوبة لتنافس الأنظمة الرقمية.
وخلال الاختبارات، استخدم العلماء الشريحة في معالجة مسائل اتصالات معقدة، مثل معادلات الانعكاس المصفوفي المستخدمة في أنظمة الاتصالات الضخمة (MIMO)، لتُظهر نتائج مذهلة، حيث قدمت مستوى دقة مماثلًا للمعالجات الرقمية مع استهلاك طاقة أقل بمئة مرة. وعند ضبط بعض الإعدادات، تجاوزت الشريحة أداء معالجات «Nvidia H100» و«AMD Vega 20» المستخدمة في تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي مثل «ChatGPT» بفارق يصل إلى ألف مرة.
الشريحة الجديدة تعتمد على مصفوفات من خلايا الذاكرة العشوائية المقاومة (RRAM)، وهي خلايا تخزن وتعالج البيانات من خلال التحكم في سهولة مرور التيار الكهربائي عبرها.
وعلى عكس المعالجات الرقمية التي تعمل عبر الصفر والواحد، تعالج هذه الشريحة المعلومات في شكل تيارات كهربائية مستمرة، ما يمكّنها من معالجة البيانات مباشرة داخل دوائرها دون الحاجة إلى نقلها إلى ذاكرة خارجية، وهو ما يقلل استهلاك الطاقة بشكل جذري.
ويقول الباحثون إن تقنيات الذاكرة الحديثة ساهمت في إحياء مفهوم الحوسبة التناظرية بعد عقود من الإهمال. فقد تم تصميم الشريحة بطريقة تجمع بين السرعة الفائقة والدقة العالية، عبر تقسيم خلاياها إلى دائرتين: الأولى للحسابات السريعة التقريبية، والثانية لتحسين النتيجة تدريجيًا حتى الوصول إلى القيمة الدقيقة. والأهم أن عملية التصنيع تمت باستخدام تقنيات إنتاج تجارية، ما يعني أن الشريحة قابلة للتطبيق الصناعي الواسع مستقبلًا.
ويرى الخبراء أن هذا التطور قد يفتح الباب أمام جيل جديد من الشرائح الذكية القادرة على التعامل مع كميات ضخمة من البيانات بسرعة وكفاءة غير مسبوقتين، خصوصًا في مجالات الذكاء الاصطناعي، والروبوتات، والاتصالات المتقدمة.
ويخطط فريق جامعة بكين حاليًا لتطوير نسخة أكبر وأكثر تكاملًا من الشريحة، قادرة على حل مشكلات أكثر تعقيدًا وبسرعات أعلى، مما قد يضع الصين في موقع الريادة في سباق الحوسبة المستقبلية.