الحوسبة بسرعة الضوء | قدرتنا على ضغط الترانزستورات بأحجام أصغر على شرائح الدوائر المتكاملة
قد سمحت بعصر الحوسبة الشاملة اليوم. ولكن هذا النهج يصطدم أخيرًا بالحدود، مع تصريح بعض الخبراء
بنهاية قانون مور ومبدأ دينارد.
هذه التطورات تأتي في وقت سيء للغاية، حيث ارتفع الطلب على قوة الحوسبة في السنوات الأخيرة بفضل ارتفاع الذكاء الاصطناعي، ولا يظهر أي علامات على التباطؤ.
الآن، شركة Lightmatter، التي تأسست من قبل ثلاثة خريجين من MIT، تواصل التقدم الملحوظ في مجال الحوسبة من خلال إعادة التفكير في دم الحياة للشريحة. بدلاً من الاعتماد على الكهرباء فقط،
تستخدم الشركة أيضًا الضوء لمعالجة البيانات ونقلها. منتجات الشركة الأولى، شريحة متخصصة في عمليات الذكاء الاصطناعي، وتوصيل يُيَسر نقل البيانات بين الشرائح، تستخدم كل من الفوتونات والإلكترونات لتشغيل عمليات أكثر كفاءة.
يقول نيكولاس هاريس، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لـ Lightmatter: “المشكلتان التي نقوم بحلهما هما ‘كيف تتحدث الشرائح؟’ و ‘كيف تقوم بتلك العمليات [الذكاء الاصطناعي]؟’ بمنتجاتنا الأولى، Envise و Passage، نقوم بمعالجة كلتا هاتين الأسئلتين”.
استحوذت Lightmatter على قرابة 300 مليون دولار في عام 2023 بقيمة 1.2 مليار دولار، مشيرًا إلى حجم المشكلة والطلب على الذكاء الاصطناعي. الآن، تقوم الشركة بعرض تقنيتها مع بعض أكبر الشركات التكنولوجية في العالم على أمل تقليل الطلب الضخم على الطاقة في مراكز البيانات ونماذج الذكاء الاصطناعي.
يقول هاريس: “سنمكّن منصات فوق تكنولوجيتنا للتواصل بين مئات الآلاف من وحدات الحوسبة من الجيل القادم. هذا لن يكون ممكنًا ببساطة دون التكنولوجيا التي نقوم ببنائها”.
من فكرة الى 100,000$
قبل الالتحاق بـ MIT، عمل هاريس في شركة Micron Technology للشرائح الإلكترونية، حيث درس الأجهزة الأساسية وراء الشرائح المتكاملة. هذه الخبرة جعلته يرى كيف أن النهج التقليدي لتحسين أداء الحواسيب – ضغط المزيد من الترانزستورات على كل شريحة – يواجه حدوده.
يقول هاريس: “رأيت كيف أن خارطة الطريق للحوسبة كانت تباطؤ، وأردت معرفة كيف يمكنني مواصلتها. ما هي النهج التي يمكن أن تعزز الحواسيب؟ الحوسبة الكمومية والفوتونيات كانتا من هذه المسارات”.
جاء هاريس إلى MIT للعمل في مجال الحوسبة الكمومية الفوتونية للحصول على درجة الدكتوراه تحت إشراف ديرك إنغلاند، أستاذ مشارك في قسم الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب. ضمن هذا العمل، قام ببناء شرائح فوتونية متكاملة قائمة على السيليكون يمكنها إرسال ومعالجة المعلومات باستخدام الضوء بدلاً من الكهرباء.
أدى هذا العمل إلى العديد من البراءات وأكثر من 80 ورقة بحثية في مجلات مرموقة مثل Nature. ولكن تقنية أخرى جذبت انتباه هاريس في MIT.
يتذكر هاريس: “أتذكر أنني كنت أسير في القاعة وأرى الطلاب يخرجون من هذه القاعات الكبيرة مشاهدين مقاطع فيديو مباشرة للدروس لمشاهدة الأساتذة يدرسون التعلم العميق، وكان الجميع في الحرم الجامعي يعرف أن التعلم العميق سيكون موضوعًا هامًا، لذا بدأت بمعرفة المزيد عنه، وتبين لنا أن الأنظمة التي كنت أبنيها للحوسبة الكمومية الفوتونية يمكن أن تستخدم فعليًا للقيام بالتعلم العميق”.
كانت خطة هاريس أن يصبح أستاذًا بعد الدكتوراه، لكنه أدرك أنه يمكنه جذب المزيد من التمويل والابتكار بسرعة أكبر من خلال شركة ناشئة، لذا تعاون مع دريوس بوناندار الذي كان يدرس أيضًا في معمل إنغلاند، وتوماس غراهام. نجح المؤسسون في الدخول بنجاح إلى عالم الشركات الناشئة من خلال فوزهم في مسابقة ريادة الأعمال MIT $100K لعام 2017.
رؤية النور حول حوسبة بسرعة الضوء
شريحة Envise من Lightmatter تأخذ جزءًا من الحوسبة الذي يقوم به الإلكترونات بشكل جيد، مثل الذاكرة، وتجمعه مع ما يقوم به الضوء بشكل جيد، مثل أداء ضربات الضرب الضخمة لنماذج التعلم العميق.
يقول هاريس: “مع الفوتونيات، يمكنك إجراء عدة حسابات في نفس الوقت لأن البيانات تأتي بألوان ضوء مختلفة. في لون واحد، يمكن أن يكون لديك صورة لكلب. في لون آخر، يمكن أن يكون لديك صورة لقطة. في لون آخر، ربما شجرة، ويمكن أن يكون لديك كل هذه العمليات الثلاث تمر عبر نفس الوحدة البصرية للحوسبة، وهي هذا القاطع البصري، في نفس الوقت. هذا يرفع عمليات السطح، ويعيد استخدام الأجهزة المتاحة هناك، مما يرفع كفاءة الطاقة”.
تستفيد Passage من تأخير الضوء ومزايا النطاق الترددي لربط المعالجات بطريقة مماثلة لكيفية استخدام كابلات الألياف البصرية الضوء لإرسال البيانات على مسافات طويلة. كما أنها تمكن شرائح بحجم شرائح كاملة من التصرف كمعالج واحد. يعتبر إرسال المعلومات بين الشرائح أمرًا أساسيًا لتشغيل المزارع الضخمة للخوادم التي تشغل الحوسبة السحابية وتشغل أنظمة الذكاء الاصطناعي مثل ChatGPT.
تم تصميم كلتا المنتجتين لتحقيق كفاءات طاقية في الحوسبة، والتي يقول هاريس إنها مطلوبة لمواكبة الطلب المتزايد دون تحقيق زيادات هائلة في استهلاك الطاقة.
يقول هاريس: “بحلول عام 2040، يتوقع البعض أن حوالي 80 في المائة من إجمالي استهلاك الطاقة على كوكب الأرض سيكون مخصصًا لمراكز البيانات والحوسبة، والذكاء الاصطناعي سيكون نسبة كبيرة من ذلك. عند النظر إلى نشر الحوسبة لتدريب هذه النماذج الضخمة للذكاء الاصطناعي، فإنها تتجه نحو استخدام مئات الميغاواط. استهلاك طاقتهم يتسارع بحجم المدن”.
تعمل Lightmatter حالياً مع منتجي الشرائح ومقدمي خدمات الحوسبة السحابية للنشر الشامل. يشير هاريس إلى أنه نظرًا لأن معدات الشركة تعمل بتقنية السيليكون، يمكن إنتاجها في مرافق التصنيع الحالية لشرائح الدوائر المتكاملة دون تغييرات جذرية في العملية.
تهدف الخطط الطموحة إلى فتح مسار جديد للأمام للحوسبة سيكون له تأثير كبير على البيئة والاقتصاد.
يقول هاريس: “سنستمر في النظر إلى جميع أجزاء الحواسيب لمعرفة مكان يمكن للضوء تسريعها، جعلها أكثر كفاءة من حيث الطاقة، وأسرع، وسنستمر في استبدال تلك الأجزاء. حالياً، نحن مركزون على الاتصال بين
الشرائح مع Passage وعلى الحوسبة مع Envise. ولكن مع مرور الوقت، سنبني الجيل القادم من الحواسيب، وسيكون كل شيء مركزًا حول الضوء”.
الخلاصة
تقدم شركة Lightmatter حلاً مبتكرًا في مجال الحوسبة باستخدام التقنيات الضوئية، مما يسمح بتسريع العمليات وتعزيز الكفاءة. يقوم نيكولاس هاريس وفريقه بتطوير شرائح وأدوات تستخدم الضوء بجانب الكهرباء لتشغيل الحواسيب بكفاءة أكبر. هذه الابتكارات تستهدف تقليل استهلاك الطاقة وتلبية الطلب المتزايد على الحوسبة والذكاء الاصطناعي دون زيادة في استهلاك الطاقة.
مهمة “تكنو بوست” هي أن تكون الساحة الأفضل لتقديم أخبار الذكاء الأصطناعي و التكنولوجيا و الشروحات التقنية في الوطن العربي. و أيضاً تهدف إلى توصيل أحدث أخبار التكنلوجيا و الذكاء الأصطناعي إلى المهتمين بسهولة كبيرة جداً .
أخيراً :
نتمنى لك قراءة رائعة، لا تنسى قراءة هذه الصفحات المهمة، إخلاء المسوؤلية ، سياسة الخصوصية
و أيضاً تسجيل رأيك حول “الشركة ناشئة التي تُسهم في تقدم حوسبة بسرعة الضوء”
شاركنا رأيك عبر صفحاتنا على مواقع التواصل الأجتماعي و أيضاً لا تنسى متابعتنا : (فيسبوك ، انستغرام ،تويتر)
