تطور شرائح المعالجة: شريحة جديدة بعدة أنوية تعمل وفقاً لمتطلبات استهلاك الطاقة

لا تستمر بطاريات الساعات الذكية و غيرها من الأجهزة القابلة للارتداء لفترة زمنية طويلة، الآن فإن تصميم جديد لشريحةٍ ميكروية قد يغير ذلك بشكلٍ كلي.

تحتاج الأجهزة المتواجدة حالياً، مثل حاسوب غوغل الذي ترتديه على رأسك – أي نظارات غوغل -شحن بطاريتها مرة في اليوم على الأقل، حتى عند الاستخدام القليل. لن يتمكن تصميم الشرائح الجديد من إطالة حياة بطارية هذه الأجهزة فقط، بل أيضاً سيمكنها من استقبال الأوامر الصوتية باستمرار.

الشريحة الجديدة، التي صممت من قِبَل الشركة الناشئة Ineda Systems، مجهزة للعمل إلى جانب المُعالج الأساسي في الجهاز، بحيث تؤدي وظائف مثل الاستماع إلى الأوامر الصوتية أو تشغيل تطبيقات بسيطة. هذا الأمر سيوفر الكثير من الطاقة وذلك بالسماح للمعالج بقضاء المزيد من الوقت بدون عمل، أي بدون استهلاك طاقة.

“صممنا هذه الشرائح و نحن ننظر إلى حالات الاستخدام الاعتيادية لهذه الأجهزة القابلة للارتداء “. يقول Ajith Dasari، نائب رئيس قسم هندسة العملاء والمنصات في شركة Ineda Systems. يتابع Dasari كلام :” في 90% من الوقت سيكون الجهاز المُستخدم في الوضع المحيطي ambient mode، أي أن الجهاز سيستخدم تطبيقاتٍ بسيطة فقط”.

تختبر شركة Ineda Systems نموذجين عن هذه الشرائح وتقول أنها سوف تبدأ بالإنتاج في السنة القادمة. تم تأسيس الشركة عام 2010 ويتم تمويلها من شركة Qualcomm، التي تسيطر على سوق الشرائح الموجودة داخل الهواتف الذكية و الألواح، كما يتم تمويلها أيضاً من شركة Samsung.

تتميز شرائح  Ineda باثنين أو ثلاث نوى للمعالجة. تمتلك النواة الأولى قدرة قليلة نسبياً على المعالجة الحاسوبية، لكنها تستهلك طاقة صغيرة جداً  ومصممة لتكون دائماً بحالة عمل. النواة أو النواتين المتبقيتين على شريحة Ineda تتطلبان طاقةً أكبر ولا تعمل إلا للوظائف الأكبر. وفي حال كان عمل شريحة شركة Ineda غير كافياً لأداء الجهاز، تقوم الشريحة بإيقاظ المعالج الأساسي للجهاز الذي يتطلب طاقةً إضافية لينجز مهامه.

تمتلك شركة Ineda تصاميم شرائح أكثر تعقيداً، وهي معروفة باسم Advanced، وقد تم توجيهها للعمل على الساعات الذكية والراقية وستدخل الإنتاج في السنة القادمة. أول نواة لهذه الشرائح – من أصل ثلاث أنوية –  تستطيع أن تُنجز مهام كمراقبة حساسات الحركة للتعرف على الإشارات، الحفاظ على الاتصال بالأجهزة الأخرى وفقاً لمعيار بلوتوث، والتّعرف على جملة يتم قولها لإيقاظ الجهاز. تعمل النواة الثانية إلى جانب الأولى لإنجاز المهام المُعقدة أكثر كتشغيل الموسيقى، تمييز العديد من الأوامر الصوتية، أو تشغيل تطبيق بسيط كمتابعة نبضات القلب. وعند تَدَخُل النواة الثالثة، تستطيع الشريحة أن تنفذ المهام الأكثر تعقيداً، كتمييز الخطاب كاملاً، والذي يتطلب البحث في البيانات على الانترنت.

يتم اختبار تصميم أضعف بنواتين فقط، تعرف باسم Micro، و تتوجه أيضاً نحو الإنتاج. وهي مُخصصة للساعات الأقل تكلفة والأجهزة القابلة للارتداء ومن المُمكن إضافتها إلى الهواتف الذكية لجعلها أقل استهلاكاً للطاقة، كما يقول Dasari.

قد تكون الهواتف الذكية أول مكان لظهور شرائح Ineda، لأن بعض الُمصنّعين بدأوا بالاختبارات بإضافة شرائح مُساعدة للتحسين من حياة و عمل البطارية. على سبيل المثال، هاتف iPhone الجديد يحوي على شريحةٍ مُصممة لتحليل بيانات حساس الحركة. هاتف MOTO X من شركة Motorola يحتوي على شريحةٍ مُماثلة، وشريحة أخرى التي تستمع باستمرار على جملة “OK Google”. تستطيع هذه الشرائح أن تأخذ مهاماً أوسع، ويقول Dasari بهذا الخصوص :” يحتوي جهاز MOTO X على شريحتين مختلفتين، ولكن يمكننا أن ننجز نفس المهام بشريحةٍ واحدة”.

تقول Tukila Mitradr، البروفيسورة المساعدة في جامعة سنغافورة، أن تصاميم Ineda ستساعد في الحفاظ على الطاقة. تقوم شركة ARM الشهيرة والتي تدعم تصاميمها معظم معالجات الأجهزة المحمولة، تقوم الشركة بالتحرك بنفس الاتجاه وذلك بإنتاج شرائح big.LITTLE بنوى معالجات كبيرة وصغيرة، وذلك كما تقول Mitradr. إلا أن شركة Ineda قد أخذت هذا المجال إلى أماكن متطورة. “بدل من أن يكون لديك فقط نوى كبيرة ونوى صغيرة، الآن لديك عدة مستويات من النوى.”

أحد تحديات شرائح Ineda هو أن أنظمة التشغيل التي يستخدمها مُصنعي الهواتف المحمولة اليوم قد تحتاج إلى تعديلاتٍ لدعم تصميمها مُتعدد النوى، كما تقول Mitra.

يعلم Dasari أن التكامل البرمجي سيكون عقبة لشركة Ineda، لكنه يقول أن الشركة تعمل على أدوات ستساعد في حلّ المشكلة.

 المصدر: MIT Technology Review