أبحاث إنتل تعجل بوصول “عصر التيرا”
طوَّر باحثون من شركة إنتل أول معالج قابل للبرمجة يوفر أداء مماثلاً لأداء الحاسبات فائقة القوة (Supercomputers)، باستخدام رقاقة واحدة تحوي 80 نواة ولا يزيد حجمها عن عقلة الإصبع، في حين يقل استهلاكها من الكهرباء عما تستهلكه معظم الأجهزة المنزلية اليوم.
ويأتي ذلك نتيجة للأبحاث المبتكرة للشركة في مجال “الحوسبة من فئة التيرا”، والتي تهدف للوصول بالأداء في الحاسبات الشخصية والخوادم المستقبلية إلى عدة تيرافلوبات (أي عدة تريليونات من العمليات الحسابية في الثانية الواحدة).
وسيتم تقديم التفاصيل التقنية لرقاقة التيرافلوب الاختبارية خلال المؤتمر السنوي للدارات المتكاملة Integrated Solid State Circuits Conference، الذي يعقد هذا الأسبوع في سان فرانسيسكو.
وسيكون للأداء من مستوى التيرا والقدرة على نقل عدد من التيرابايتات من البيانات دور محوري في وظائف الحاسبات المستقبلية التي تتيح الوصول إلى الإنترنت في أي زمان ومكان، وذلك بتوفيرها سبلاً جديدة للتعليم والعمل التعاوني، بالإضافة إلى زيادة انتشار تطبيقات الترفيه ذي الوضوح العالي على الحاسبات الشخصية والخوادم والأجهزة الكفية.
وعلى سبيل المثال، يمكن لتطبيقات مثل الذكاء الاصطناعي، والاتصال المرئي المباشر، والألعاب ذات الصور الواقعية، واستخلاص بيانات الوسائط المتعددة، والتعرف الآني إلى الكلام، وهي الأمور التي كانت تعتبر يوماً من الخيال العلمي في أفلام حرب النجوم، أن تصبح حقيقة على أرض الواقع يمارسها الناس يومياً.
ومع أنه ليس لدى إنتل خطط تجارية لطرح هذه الرقاقة المصممة بنوى الفاصلة العائمة في الأسواق، إلا أن أبحاث الشركة في الأداء من مستوى التيرا تعتبر مهمة جداً في استكشاف ابتكارات جديدة، سواءً في المعالجات الخاصة أو في اختبارات الوظائف الأساسية، مثل تحديد سبل الاتصال المناسبة لنقل البيانات بالشكل الأمثل بين رقاقة وأخرى، وبين الرقاقات والحاسب، والأهم من ذلك الكيفية التي يجب أن تصمم فيها البرمجيات لتحقيق الاستفادة القصوى من النوى المتعددة في المعالجات.
وتتيح رقاقة التيرافلوب الاختبارية هذه فهماً معمقاً للأساليب الجديدة في تصميم السيليكون، واستخدام الحزمة العريضة في نقل البيانات على مستوى الرقاقات، وأساليب إدارة الطاقة.
يقول جستن راتنر، المدير الأعلى للأبحاث التقنية في إنتل: “لقد تمكن باحثونا من تحقيق إنجاز رائع ومهم بدفع أداء تعدد النوى والحوسبة المتوازية قدماً. وسيؤدي ذلك إلى تمهيد الطريق نحو المستقبل القريب الذي تشيع فيه التصاميم القادرة على تقديم أداء من مستوى التيرافلوبات، ويعاد فيه تشكيل توقعاتنا جميعاً من الحاسبات والإنترنت في المنزل والمكتب”.
وكانت المرة الأولى التي يتم فيها الوصول إلى أداء التيرافلوب في العام 1996 باستخدام الحاسب الفائق ASCI Red Supercomputer الذي صنعته إنتل لصالح مختبر سانديا الوطني. واحتل هذا الحاسب مساحة تجاوزت 2,000 قدم مربعة، وكان يعمل بقرابة 10,000 معالج بينتيوم برو، ويستهلك أكثر من 500 كيلوواط من الطاقة الكهربائية.
وقد تمكنت إنتل من الوصول إلى مستوى الأداء ذاته بهذه الرقاقة الاختبارية متعددة النوى.
ومن النقاط الجديرة بالملاحظة أيضاً أن هذه الرقاقة الاختبارية المؤلفة من 80 نواة استطاعت تحقيق أداء من مستوى التيرافلوب باستهلاك 62 واط من الطاقة فقء أي أقل مما يستهلكه العديد من المعالجات أحادية النواة المستخدمة اليوم.
وتمتاز الرقاقة الاختبارية بتصميم مبتكر على شكل قطع السيراميك، بحيث يتم صف النوى الصغيرة كقطع السيراميك إلى جوار بعضها، ما يجعل من السهل تصميم رقاقات بعدد كبير من النوى. ومع اكتشاف إنتل لمواد جديدة وقوية لبناء الترانزستورات المستقبلية، واستمرار صلاحية قانون مور إلى أجل غير مسمى، فإن ذلك يمهد الطريق لتصنيع المعالجات متعددة النوى، والتي تضم مليارات الترانزستورات، بكفاءة أعلى في المستقبل.
كما تمتاز رقاقة التيرافلوب أيضاً بمعمارية على شكل “شبكة على الرقاقة” تشبه الغربال، تسمح بتبادل المعلومات عبر حزمة عريضة جداً بين النوى وقادرة على نقل عدة تيرابتات من البيانات في الثانية داخل الرقاقة. كما تركز الأبحاث على استكشاف وسائل لتشغيل وإيقاف النوى عن العمل بشكل مستقل، وهكذا يتم استخدام النوى اللازمة لإكمال المهمة المطلوبة فقء ما يوفر مزيداً من الكفاءة في استهلاك الطاقة الكهربائية.
وستركز الأبحاث المقبلة للأداء من مستوى التيرا على إضافة ذاكرة مكدسة ثلاثية الأبعاد إلى الرقاقة، وتطوير نماذج اختبارية أكثر تقدماً تضم العديد من النوى ذات الأغراض العامة والمرتكزة إلى “معمارية إنتل” (Intel® Architecture). ويشتمل اليوم برنامج إنتل للحوسبة من فئة التيرا (Intel® Tera-scale Computing Research Program) على أكثر من 100 مشروع تحاول استكشاف التحديات الأخرى في مجالات التصاميم المعمارية والبرمجيات والأنظمة.
وستقدم إنتل ثمانية أوراق أخرى في المؤتمر السنوي للدارات المتكاملة (ISSCC)، منها ورقة تغطي معمارية Intel® CoreTM المصغرة واستخداماتها في المعالجات ثنائية ورباعية النوى، من الحاسبات المحمولة إلى الحاسبات المكتبية والخوادم، وذلك باستخدام تقنيات التصنيع 65 نانومتر و45 نانومتر الثورية. وتغطي الأوراق الأخرى مواضيع مثل رقاقة إرسال واستقبال معلومات التعريف عبر الترددات الراديوية (RFID)، وذاكرة كاش منخفضة استهلاك الطاقة للتطبيقات النقالة، ومسرع Viterbi القابل للتجهيز والتكوين، بالإضافة إلى دارات جديدة على الرقاقة للتخلص من ظاهرة الطنين (resonance)، وتقنيات على الرقاقة لقياس التشويش المرحلي، وتقنيات أخرى مرنة قابلة للتكيف مع الانحرافات والتقادم.
تعمل شركة إنتل، الرائدة عالمياً في مبتكراتها من رقاقات السيليكون، على تطوير التقنيات والمنتجات والمبادرات التي تعمل باستمرار على تحسين أسلوب حياة وعمل الناس. وتتوفر معلومات إضافية عن إنتل في الموقع www.intel.com/pressroom
