تكنولوجيا جديدة لتقليل استهلاك الطاقة في رقائق الاتصالات

في خطوة هامة نحو تحسين كفاءة الطاقة في مراكز البيانات، قام الباحثون بتطوير رقاقة جديدة تستخدم مبادئ الذكاء الاصطناعي لتقليل استهلاك الكهرباء في معالجة الإشارات. هذا الابتكار يعد تقدمًا كبيرًا في مجال تصميم الدوائر المتكاملة، حيث يساهم في تقليل العبء الكهربائي على مراكز البيانات التي تعتمد بشكل كبير على الاتصالات السلكية.

تصميم الرقاقة الجديدة وأساسياتها

الرقاقة الجديدة التي تم تطويرها تقلل من استهلاك الطاقة إلى النصف مقارنةً بالتصاميم التقليدية. تم الكشف عن هذه التكنولوجيا في مؤتمر IEEE للدوائر المتكاملة المخصصة في بوسطن، حيث قدمها الطالب الدكتوراه رامين جوادي والأستاذ المشارك تيجاسفي أناند. تستند الرقاقة إلى مبادئ الذكاء الاصطناعي التي تسهم في تقليل استهلاك الكهرباء أثناء معالجة الإشارات.

تحتاج النماذج اللغوية الكبيرة إلى إرسال واستقبال كميات هائلة من البيانات عبر روابط الاتصالات السلكية في مراكز البيانات، وهو ما يتطلب طاقة كبيرة. إحدى الحلول المطروحة هي تطوير رقائق اتصالات سلكية أكثر كفاءة، وهو ما تسعى إليه الرقاقة الجديدة.

مشكلة الطاقة في مراكز البيانات

أوضح أناند أن المشكلة تكمن في أن الطاقة المطلوبة لنقل بت واحد لا تنخفض بنفس معدل زيادة الطلب على معدلات نقل البيانات. هذا التناقض يسبب استهلاك مراكز البيانات لكميات كبيرة من الطاقة، مما يجعل الحاجة إلى حلول أكثر كفاءة أمرًا ضروريًا.

عندما يتم إرسال البيانات بسرعات عالية، فإنها تتعرض للتشويه عند الاستقبال وتحتاج إلى تصحيح. تستخدم الأنظمة التقليدية عادةً معادل كهربائي لهذه المهمة، والذي يستهلك الكثير من الطاقة. لكن الرقاقة الجديدة تستخدم مبادئ الذكاء الاصطناعي لاستعادة البيانات بطرق أكثر ذكاءً وكفاءة، من خلال تدريب المصنف الموجود على الرقاقة للتعرف على الأخطاء وتصحيحها.

دعم البحث والجوائز

حظي المشروع بدعم من وكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية، ومؤسسة أبحاث أشباه الموصلات، ومركز الاتصال الشامل. وقد حصل رامين جوادي على جائزة أفضل ورقة بحثية طلابية في المؤتمر، تقديرًا لجهوده ومساهمته في تطوير هذه الرقاقة المتقدمة.

يعمل جوادي وأناند حاليًا على النسخة القادمة من الرقاقة، والتي يتوقعان أن تقدم تحسينات إضافية في كفاءة الطاقة، مما يعزز الاستفادة منها في التطبيقات العملية.

الخاتمة

تمثل الرقاقة الجديدة خطوة هامة في تقليل استهلاك الطاقة في مراكز البيانات، من خلال استخدام مبادئ الذكاء الاصطناعي لتحسين كفاءة الاتصالات السلكية. مع تزايد الحاجة إلى معالجة كميات ضخمة من البيانات، يصبح تطوير مثل هذه التقنيات ضروريًا لضمان استدامة الطاقة وتقليل التأثير البيئي لمراكز البيانات حول العالم.