حلم جديد لجوجل: لوحة أم علي شريحة واحدة تضم معالج وذاكرة ووحدة تخزين

في غضون عدة سنوات مقبلة، ربما يكون بإمكانك الحصول على حاسب محمول أو مكتبي أو لوحي، تم تصميمه وانتاجه بطريقة بناء مختلفا كليا عما هو سائد الآن، حيث سيأتيك وكل مكوناته الداخلية، مدمجة في شريحة الكترونية واحدة، تضم اللوحة الأم والمعالج ووحدات الذاكرة والتخزين، وغيرها، ما يجعله فائق الخفة، وعالى الأداء، ومنخفض الاستهلاك في الطاقة، ورخيص الثمن.

تطبق مفهوم الـ “سوك” نظام على شريحة تصميم يحقق خفضا كبيرا في الطاقة ارتفاع مذهل في الأداء مع تخفيض التكلفة

يقف وراء هذا التوقع، مشروع يمثل “حلم جوجل الجديد”، الذي كشفت النقاب عنه مؤخرا، ويتضمن جهودا بحثية جارية على قدم وساق، تسعي للوصول الي لوحة رئيسية ـ لوحة أم، عبارة عن شريحة واحدة، تضم اللوحة الأم نفسها، جنبا إلي جنب مع المعالج، وشرائح الذاكرة الالكترونية “الرامات”، ووحدات التخزين الالكترونية “إس إس دي”، والعديد من مكونات الحاسب الأخرى.

تطمح جوجل من وراء هذا المشروع، إلي تحقيق نقلة نوعية جديدة في صناعة تقنية المعلومات، تعتمد على البحوث المتقدمة في مجال البنية التحتية وتقنيات التصنيع الأساسية العميقة، ومفاهيم بناء الشرائح الالكترونية المخصصة لمهام بعينها، وهي المهام التي قامت بها في مجال بناء مراكز البيانات طوال العقود الماضية، وقدمت من خلالها العديد من الإضافات الفريدة والمهمة خلال السنوات الماضية.

وتتبني جوجل في هذا المشروع تطبيق المفهوم المعروف باسم “سوك” أو نظام على شريحة، في مجال اللوحات الأم، وظهرت بعض التفاصيل الخاصة به في تدوينة كتبها أمين فحدات، نائب رئيس البنية التحتية للأنظمة في جوجل، ونشرها علي المدونة الرسمية لجوجل، الاثنين 22 مارس الجاري، وهو مشروع مستقبلي، يتوقع أن تظهر نتائجه بعد عدة سنوات من الآن.

التعريف المبسط

قدم فحدات تعريفا مقتضبا للمشروع بقوله إن الحوسبة تعتمد على اللوحة الرئيسية ـ اللوحة الأم ـ حيث توجد تثبت بها وحدات المعالجة المركزية، والربط الشبكي، وأجهزة التخزين، والذاكرة الالكترونية، وغيرها، وترتبط فيما بينها بقنوات ربط متنوعة، لكن الحوسبة الآن عند نقطة انعطاف، ونقطة الانعطاف تعني ان الأنظمة الموجودة على الشريحة، أو أنظمة “سوك” هي اللوحة الأم الجديدة.

أكد فحدات أن المشروع الجديد، يأتي استكمالا لجهود الإبداع والتجديد التي قامت بها جوجل سابقا، ففي عام 2015 قدمت وحدة المعالجة الحرارية “تينسور تي بي يو”، التي لعبت دورا هائلا في تقديم العديد من خدمات جوجل الكبرى، ومنها البحث الصوتي في الوقت الفعلي، والتعرف على كائن الصورة، وترجمة اللغات الطبيعية بصورة تفاعلية، وفي 2018 قدمت وحدة تشفير الفيديو، التي مكنت من توزيع الفيديو على مجموعة من التنسيقات، تناسب متطلبات العملاء وتدعم الطلب السريع على الفيديو لحظيا في الوقت الفعلي، وفي 2019 قدمت تقنية “أوبن تيتان” التي كانت أول مشروع مفتوح المصدر، في مجال تصنيع رقائق السيلكيون، ثم طورت حلولا متخصصة للأجهزة، في مجالات وحدات التخزين الصلبة، ومفاتيح الشبكة وغيرها، واليوم يأتي مشروع لوحة أم بطريقة نظام على شريحة ليقدم المزيد، ولكن في طريقة بناء وتصنيع الحاسبات.

وعند محاولة تبسيط كلمات فحدات، يمكن القول أن الحاسبات الحالية، تأتي بلوحة أم مستقلة، تتلاقي فيها مكونات الحاسب التي تصنع بصورة مستقلة هي الأخرى، من معالج ووحدة تخزين، ووحدات ذاكرة، وبطاقة رسوميات وخلافه، وما من مكون من مكونات الحاسب إلا ويحتاج للربط مع اللوحة الأم، حتي يكون قادرا على العمل، وبالتالي تصبح اللوحة الأم هي نقطة الالتقاء والربط، بين هذه المكونات، لكن جوجل تريد تغيير الوضع كلية، من خلال الوصول إلي اللوحة الام التي تمثل في حد ذاتها نظاما متكاملا، من خلال مزج ودمج كل هذه المكونات، مع اللوحة الأم، عند التصنيع، للوصول إلي منتج واحد، تعمل من خلال شريحة الكترونية متكاملة واحدة، تستوعب الجميع، بحيث لا يكون هناك لوحة أم، ترتبط بها المكونات الأخرى، ولكن “نظام على شريحة” متعدد الأجزاء، ويقوم بوظائف كل هذه المكونات معا.

الطاقة والأداء

 بحسب ما كتبه امين فحدات في تدوينته، فإنه في أنظمة “السوك” أو النظام على شريحة، يمكن أن يكون زمن الانتقال والنطاق الترددي بين المكونات المختلفة أفضل بكثير، كما يمكن تحقيق انخفاض في الطاقة والتكلفة مقارنة بطريقة التصنيع الحالية المعروفة باسم “أية إس آي سي” الحالي، الذي تصنع فيه لوحة الام بمفردها، ويتم تصنيع الوحدات الوظيفية الفردية، مثل وحدات المعالجة المركزية، ووحدات المعالجة الحرارية، وتحويل ترميز الفيديو والتشفير والضغط والاتصال عن بُعد وتلخيص البيانات الآمن وغير ذلك، من مصادر مختلفة.

يضيف: إن الحوسبة في جوجل عند نقطة انعطاف مهمة الآن، فكانت اللوحة الأم هي نقطة التكامل الخاصة بنا ، حيث نقوم بتكوين وحدات المعالجة المركزية ، والشبكات ، وأجهزة التخزين ، والمسرعات المخصصة ، والذاكرة ، كل ذلك من بائعين مختلفين، لكن هذا لم يعد كافيًا للحصول على أداء أعلى واستخدام طاقة أقل، بعدما باتت أعباء العمل تتطلب تكاملاً أعمق في الأجهزة الأساسية، لذلك فإنه بدلاً من دمج المكونات على اللوحة الأم حيث يتم فصلها بواسطة بوصات من الأسلاك ، سوف ننتقل إلى تصميمات “الأنظمة على شريحة”، حيث توجد وظائف متعددة على نفس الشريحة ، أو على شرائح متعددة داخل حزمة واحدة، وهذا ما يدعونا إلي القول بأن نظام على شريحة هو اللوحة الأم الجديدة.

وفقا لهذا المشروع فإنه في غضون سنوات، ربما يكون بالأسواق حاسبات محمولة أو مكتبية، تكون الغالبية الساحقة من مكوناتها الداخلية، عبارة عن شريحة الكترونية واحدة، خفيفة الوزن، قليل الحجم، تشغيل حيزا اصغر كثيرا جدا مما تشغله الآن، وما يوجد خارج هذه الشريحة عبارة عن استثناءات قليلة كالبطارية ووحدة التغذية بالطاقة، ومنافذ التوصيل، ووضعية كهذه ستفتح المجال ستوفر حاسبات عالية المواصفات، وقليلة في استهلاك الطاقة، مما يقلل بدوره من مساحة ووزن البطارية ويطيل عمرها، الأمر الذي يقود بدوره إلي وضع حاسبات وأجهزة بتصميمات جديدة كليا، ومختلفة عما هو قائم الآن.

انهي أمين فحدات تدوينته قائلا: جنبًا إلى جنب مع نظامنا البيئي العالمي للشركاء ، نتطلع إلى مواصلة الابتكار في مجال البنية التحتية للحوسبة ، وتقديم الجيل التالي من القدرات غير المتوفرة في أي مكان آخر ، وتوفير أرضية خصبة للموجة التالية من المستقبل، وهي التطبيقات والخدمات المتخيلة، المبنية على لوحات أم بمفهوم “نظام على شريحة”.

Share on Facebook

Tweet