أكدت ورقة بحثية جديدة إمكانية سرعة الحواسيب دون أي تكاليف إضافية للأجهزة، الطريقة، تسمى بالتعدد الخيطي المتزامن والمتجانس (SHMT)، تم توضيحها في الورقة البحثية بمشاركة البروفيسور المشارك في هندسة الكهرباء والحاسوب بجامعة ريفرسايد في كاليفورنيا، هونغ-وي تسنغ مع طالب الدراسات العليا في علوم الحاسوب، كوان-شيه هسو.
إطار العمل SHMT يعمل حالياً على منصة نظام مضمن تستخدم في الوقت نفسه معالجات ARM متعدد النواة، ووحدة معالجة الرسومات NVIDIA، ووحدة تسريع الأجهزة لمعالجة «تنسور كور» في الاختبارات، وحقق النظام تسريعاً بمقدار 1.96 مرة وانخفاضاً بنسبة 51% في استهلاك الطاقة.
وحول تقليل الطاقة أوضح تسنغ أن الأجهزة الحاسوبية الحديثة تدمج بشكل متزايد وحدات معالجة الرسوميات، ووحدات التسريع بالأجهزة للذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، أو وحدات معالجة الإشارات الرقمية كمكونات أساسية، ومع ذلك، تقوم هذه المكونات بمعالجة المعلومات بشكل منفصل، مما يخلق عنق زجاجة يبطئ من سرعة أداء الأجهزة، وهذا الأمر يسعى SHMT إلى معالجته وتفاديه من خلال السماح لهذه المكونات بالعمل في الوقت نفسه، مما يزيد من كفاءة المعالجة.
آثار هذا الاكتشاف كبيرة، ليس فقط يمكن أن يقلل من تكاليف أجهزة الحاسوب، ولكن يمكن أيضاً أن يقلل من انبعاثات الكربون الناتجة عن إنتاج الطاقة اللازمة لتشغيل الخوادم في مراكز معالجة البيانات الكبيرة، وعلاوة على ذلك، يمكن أن يقلل من الطلب على الماء المستخدم لتبريد الخوادم.
وقال تسنغ إن إطار العمل SHMT، إذا تم تبنيه من قبل مايكروسوفت في نسخة مستقبلية من ويندوز، يمكن أن يوفر زيادة في الأداء مجانية للمستخدمين، وتوفير الطاقة وفقاً للبحث مبني على الفكرة أنه من خلال تقصير وقت التنفيذ، يتم استهلاك طاقة أقل، حتى عند استخدام نفس الأجهزة.
ومع ذلك، هناك مشكلة حذرت منها ورقة تسنغ من أنه يلزم إجراء المزيد من البحوث للتعامل مع الأسئلة المتعلقة بتنفيذ النظام، ودعم الأجهزة، وتحسين تكويد الواجهات والتطبيقات، التي تستفيد أكثر من تلك التقنية.
على الرغم من عدم الحاجة إلى أي جهود هندسية للأجهزة، يقول تسنغ: «نحن بحاجة بالتأكيد إلى إعادة هندسة نظام التشغيل ولغات البرمجة لتبني طريقتنا وتعمل بكفاءة أكبر.
وتم تقديم الورقة البحثية في المؤتمر الدولي السنوي الـ56 للمعمارية المصغرة للمعهد الكهربائي والإلكترونيات (IEEE) / ACM في تورونتو، كندا، وحصلت على تقدير من معهد الكهربائيين والإلكترونيين (IEEE)، الذي اختارها كواحدة من 12 ورقة مدرجة في عددهم «أفضل الاختيارات من مؤتمرات المعمارية الحاسوبية» الصادر هذا العام.