۲ برابر کردن سرعت رایانش بدون تغییر در سخت‌افزار

به گزارش پایگاه خبری قرطاس، در جهانی که سخت‌افزارهای محاسباتی باید به صورت دوره‌ای به‌روزرسانی شوند، این رویکرد به افراد و شرکت‌های فناوری کمک خواهد کرد.

به نقل از آی‌ای، رویکرد جدیدی که توسط محققان دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، در ایالات متحده ایجاد شده است، می‌تواند قدرت پردازش دستگاه فعلی شما را بدون افزودن سخت‌افزار جدید دو برابر کند. در یک بیانیه مطبوعاتی آمده است که این رویکرد، اگرچه در مراحل اولیه خود است، می‌تواند مصرف انرژی دستگاه‌ها را نیز به نصف کاهش دهد.

دستگاه‌های محاسباتی سیستم‌های پیچیده‌ای هستند که با استفاده از اجزای متعدد، مانند انواع مختلف حافظه‌ها و پردازنده‌ها، برای کاربردهای معمول و گرافیکی ساخته می‌شوند. با پیشرفت‌های فناوری محاسباتی مانند هوش مصنوعی(AI) و یادگیری ماشینی(ML)، اجزای اضافی مانند شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزار و واحدهای پردازش سیگنال به فهرست ضروری دستگاه‌های محاسباتی اضافه شده‌اند.

هر یک از این واحدها اطلاعات را به صورت جداگانه پردازش کرده و سپس به واحد بعدی منتقل می‌کند تا بتواند کار خود را انجام دهد. بنابراین، جداسازی و جابجایی اطلاعات از این اجزا، تنگنایی ایجاد می‌کند که با افزایش زمان و انرژی محاسباتی برای پردازش همراه است.

رویکردی جدید برای بهبود سرعت محاسبات

یک رویکرد تجربی جدید که توسط هنگ_وی تسنگ(Hung-Wei Tseng)، استادیار مهندسی برق و رایانه در کالیفرنیا، ریورساید ایجاد شده است، این مشکل را با حذف پردازش متوالی اطلاعات برطرف می‌کند. این رویکرد که رویکرد چندریسه‌ای همزمان و ناهمگن(SHMT)  نامیده می‌شود، همانطور که از نامش پیداست، امکان پردازش همزمان اطلاعات را فراهم می‌کند.

تسنگ همراه با کوان-شی هسو(Kuan-Chie Hsu)، دانشجوی کارشناسی ارشد علوم رایانه که رویکرد چندریسه‌ای همزمان و ناهمگن خود را با استفاده از یک پردازنده چند هسته‌ای، یک پردازنده گرافیکی و یک شتاب‌دهنده سخت‌افزاری نشان داد، هنگام آزمایش این رویکرد افزایش ۱.۹۶ برابری در سرعت پردازش و کاهش ۵۱ درصدی در مصرف انرژی را به همراه داشت.

صرفه جویی در زمان، پول و محیط زیست

استفاده از رویکرد چندریسه‌ای همزمان و ناهمگن برای پردازش اطلاعات پیامدهای زیادی دارد. برای شروع، این رویکرد می‌تواند خروجی دستگاه‌های موجود را بدون ارتقاء سخت‌افزار دو برابر کند. سخت‌افزار محاسباتی باید به‌طور دوره‌ای ارتقا یابد تا عملکرد آن در سطح فناوری‌های کنونی حفظ شود، در غیر این صورت، آنها شروع به عقب افتادن می‌کنند.

با این حال، با تغییری در نحوه پردازش داده‌ها در تبلت یا تلفن همراه هوشمند، رویکرد چندریسه‌ای همزمان و ناهمگن می‌تواند تقریبا دو برابر سرعت محاسباتی را ممکن کند و در نتیجه طول عمر دستگاه را افزایش دهد. این رویکرد همچنین می‌تواند پس‌انداز مالی برای شرکت‌های فناوری با مراکز داده عظیم فراهم کند تا به پردازش داده‌های کسب‌وکارشان کمک شود.

مراکز داده مورد استفاده شرکت‌های فناوری نیز مقادیر زیادی انرژی مصرف می‌کنند. برآوردهای آژانس بین‌المللی انرژی حاکی از آن است که این تأسیسات تقریبا یک درصد از تقاضای جهانی انرژی را مصرف می‌کنند، که انتظار می‌رود با افزایش فناوری بانک‌های جهان برای تکمیل فعالیت‌های روزانه، این میزان افزایش یابد.

از آنجایی که سوخت‌های فسیلی انرژی اکثر تاسیسات را تامین می‌کنند، مراکز داده سهم عمده‌ای در انتشار کربن جهانی دارند. با نصف کردن مصرف انرژی، رویکرد چندریسه‌ای همزمان و ناهمگن می‌تواند به کاهش انتشار کربن نیز کمک کند. به طور مشابه، این مراکز مقادیر زیادی آب شیرین برای خنک کردن دستگاه‌ها مصرف می‌کنند که با استفاده از این رویکرد جدید پردازش داده‌ها می‌توان این مقدار را کاهش داد.

در حالی که این خبر خوشایندی است، تسنگ و گروه او باید قبل از استقرار رویکرد چندریسه‌ای همزمان و ناهمگن به بسیاری از مسائل رسیدگی کنند که شامل سوالاتی در مورد پیاده‌سازی سیستم، پشتیبانی سخت افزاری، بهینه‌سازی کد و شناسایی برنامه‌هایی است که می‌توانند از این رویکرد بهره‌مند شوند.

منبع: ایسنا