ثورة في تكنولوجيا الكمبيوتر: أبحاث جرايفسفالد مستوحاة من الدماغ!

ثورة في تكنولوجيا الكمبيوتر: أبحاث جرايفسفالد مستوحاة من الدماغ!

يعمل الفيزيائيون في جامعة جرايفسفالد على تطوير نهج واعد لأجهزة الكمبيوتر الموفرة للطاقة، وهو مستوحى من الدماغ البشري. ونظراً للتحديات التي تواجه تكنولوجيا الحوسبة اليوم ــ وخاصة استهلاك الطاقة المرتفع، والفصل بين وحدات التخزين والمعالجة، وعمليات نقل البيانات البطيئة ــ فإن إعادة النظر في هندسة الحوسبة أمر ضروري. المتطلبات المتزايدة بسبب نماذج الذكاء الاصطناعي واسعة النطاق والكميات الهائلة من البيانات تدفع البحث إلى مفاهيم الأشكال العصبية التي تعتمد على وظيفة الدماغ البشري. أصبحت هذه الأساليب ذات أهمية متزايدة لتحقيق التنمية المستدامة في علوم الكمبيوتر، مثل uni-greifswald.de ذكرت.

يعمل فريق البحث بقيادة الدكتورة طاهرة السادات بارفيني والأستاذ الدكتور ماركوس مونزنبرج على وصلات النفق المغناطيسي (MTJs) التي يمكنها تخزين المعلومات ومعالجتها. يقوم الفريق بتطوير مخطط إثارة كهروضوئي هجين يجمع بين التيارات الكهربائية ونبضات الليزر القصيرة. تسمح هذه المنهجية بتوليد الفولتية الحرارية الكبيرة في MTJs، والتي تعزز السلوك الشبيه بالمشبك.

خصائص وتطبيقات التكنولوجيا الجديدة

تتميز اتصالات النفق المغناطيسي بثلاث خصائص رائعة: أولاً، يمكن تعديل الجهد الكهربي بمرونة، وهو ما يتوافق مع الوزن التشابكي. ثانيًا، تحدث إشارات "ارتفاع" عفوية، تشبه تبادل المعلومات بين الخلايا العصبية. ثالثًا، حققت شبكة عصبية متطورة دقة التعرف على الأرقام المكتوبة بخط اليد بنسبة 93.7% في عمليات المحاكاة. يسلط البروفيسور الدكتور ماركوس مونزينبرج الضوء على المنصة المدمجة والموفرة للطاقة، مما يجعل هذه التكنولوجيا مخصصة لتطبيقات الحوسبة المستقبلية. بالإضافة إلى ذلك، تتوافق هذه التقنية مع تكنولوجيا أشباه الموصلات الموجودة، مما يجعل من الممكن استخدامها في الأجهزة اليومية وأجهزة الكمبيوتر عالية الأداء.

كما تتم معالجة التحديات في مجال الحوسبة الحالي، مثل التكاليف المتزايدة لتطوير الرقائق وإنتاجها والتركيز الضروري على التقنيات الموفرة للموارد، من خلال iis.fraunhofer.de تحت عنوان. يُنظر إلى الحوسبة العصبية كحل لأنها تحاكي الطريقة التي يعمل بها الدماغ البيولوجي. لا تعمل هذه الأساليب على تحسين كفاءة الطاقة فحسب، بل تعمل أيضًا على تمكين تطبيقات الذكاء الاصطناعي كثيفة الاستخدام للموارد على الأجهزة التي تعمل بالبطاريات.

الآفاق المستقبلية في الحوسبة العصبية

يتمثل أحد الجوانب الرئيسية للحوسبة العصبية في الجمع بين زمن الوصول المنخفض وكفاءة الطاقة العالية، والذي يهدف إلى المساعدة في تحسين تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الوقت الفعلي. ومن الممكن أن تلعب هذه التقنية دورًا رئيسيًا، لا سيما في مجال حلول حماية البيانات التي لا تتطلب الوصول إلى الأنظمة السحابية. لذلك، بدأ Fraunhofer IIS مشروع "الحوسبة العصبية"، الذي يطور خوارزميات وأجهزة للمعالجات العصبية في تقنية CMOS لدمجها في الأجهزة النهائية.

بالإضافة إلى ذلك، تعمل الصناعة على تطوير تطبيقات الذكاء الاصطناعي المتطورة التي ستمكن من المعالجة المتوازية العالية وزمن الوصول المنخفض. وتستثمر الشركات الكبرى مثل Intel وIBM وغيرها من المؤسسات البحثية بكثافة في هذه التكنولوجيا، والتي يمكن استخدامها على المدى المتوسط ​​في مجالات مثل الروبوتات والتكنولوجيا الطبية والأنظمة المستقلة. techzeitgeist.de توقع.

على الرغم من وجود تطورات مثل شريحة Loihi من Intel، والتي تم تحسينها خصيصًا لتطبيقات الحوسبة الطرفية، إلا أن التحديات مثل تكاليف الإنتاج المرتفعة والحاجة إلى تطوير البرامج المناسبة تقف في طريق انتشار الأنظمة العصبية. وتشير التوقعات إلى أن أول رقائق عصبية يمكن أن تكون متاحة بحلول عام 2025، ولكن لا يمكن دمجها بسهولة في السوق الشامل بسبب العقبات القائمة.

تمثل التطورات في تكنولوجيا الحوسبة العصبية، التي تقودها جامعة جرايفسفالد ويدعمها التعاون مع معاهد مثل معهد ماكس بلانك لعلم الضوء والمختبر الإيبيري الدولي لتكنولوجيا النانو، تقدمًا كبيرًا لا يمكن أن يحدث ثورة في علوم الكمبيوتر فحسب، بل سيكون له أيضًا تأثير على العديد من الصناعات الأخرى.