قال البروفيسور بنيني هذه الأشياء في مؤتمر ChipEx2015. ولجعل القدرة الحسابية أقرب إلى أجهزة الاستشعار، يجب أن تكون فعالة للغاية في استهلاك الطاقة
وسوف تتطلب أجهزة الاستشعار الذكية، التي تشكل أساس إنترنت الأشياء، قدرة حوسبة محلية. هذا ما قاله البروفيسور لوكا بينيني، الخبير في أبحاث تطوير مكونات الاستهلاك المنخفض للطاقة من جامعة بولونيا والمعهد التقني الفدرالي العالي بزيورخ، في الجلسة الافتتاحية لمؤتمر ChipEx2015 الذي عقد مؤخراً في تل أبيب على موقع Chiportal.
وقدم البروفيسور بنيني بعض الأمثلة، على سبيل المثال معالجة الملف الخام للصور من الكاميرات الأمنية يتطلب حجم 100 كيلو بايت لكل صورة. المعالجة التي من شأنها تصنيف الأشخاص الذين تم تصويرهم فيها، وإجراء تحليل للموقف وتحديد هوية الأشخاص الذين تم تصويرهم، يمكن أن توفر نطاقًا تردديًا هائلاً.
وحتى معالجة الصوت، التي تستغرق في شكلها الأولي 10 كيلوبت، يمكن أن تتقلص إذا كان المستشعر مصحوبًا بالقدرة على التعرف على الصوت وتصنيف محتوى المحادثة وتحليل التوقيعات الصوتية.
سيكون المستشعر أيضًا قادرًا على الاستفادة من المعالجة لمراقبة حالته والسماح بإجراء أعمال الصيانة الوقائية (على سبيل المثال، استبدال البطارية).
أحد القيود الرئيسية لاستخدام المعالجات القوية في أجهزة الاستشعار هو بالطبع حد الطاقة. من أجل إنتاج أنظمة يمكنها البقاء لسنوات دون تغيير البطارية أو حصد الطاقة من البيئة، يجب علينا أولاً تقليل استهلاك الطاقة من 1-2 ملي واط لكل مستشعر إلى بضعة ميكرووات، أي من حيث الحجم.
وفي وقت لاحق، أوضح البروفيسور بنيني تأثير قانون مور على تطور CMOS في الأربعين سنة الماضية، والذي تجلى في زيادة الذكاء. ومع ذلك، لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه للوصول إلى كثافة الدماغ البيولوجي وقدرته الحسابية. كفاءة استخدام الطاقة في الدماغ عالية جدًا حيث تصل إلى غيغابايت واحد لكل ملي واط.
إحدى المشكلات هي أنه ليس لدينا معيار واضح فيما يسمى بتطبيقات إنترنت الأشياء فيما يتعلق بالمعالجة على المستشعر. لدينا معايير أفضل للتواصل، لكن الحساب ليس موحدًا.
وأضاف البروفيسور بينيني أيضًا أنه ليس من المفيد إجراء الحسابات على الرقائق التي تم تضمين البرنامج فيها (HARD WIRED) والتي تؤدي عملية واحدة فقط، فنحن بحاجة إلى حسابات. وهذا يعني الحوسبة القابلة للبرمجة. وهذا يعني البرمجيات المفتوحة، والأدوات المفتوحة، ونأمل أيضًا أن تكون الأجهزة مفتوحة للاستفادة قدر الإمكان من مرونة قوة الحوسبة. المثير في الأمر أن هذه الكلمات قيلت قبل حوالي شهر من إعلان شركة إنتل شراء شركة Altra المصنعة للرقائق القابلة للبرمجة (FPGA) مقابل حوالي 17 مليار دولار.
وفي الختام، يقول البروفيسور بنيني إن إنترنت الأشياء يمثل تحديًا ولكنه يمثل أيضًا فرصة، وبفضلها نحن مطالبون بدفع القدرة الحاسوبية إلى أقصى الحدود. "الآص" الأربعة التي ستساعدنا في بناء معالج فعال من حيث التكلفة لأجهزة استشعار IOT هي:
- لا تهدر الطاقة. إذا لزم الأمر، لا تستخدم كل قدرات الشريحة
- الحوسبة المحلية شيء جيد
- استخدام جميع الأبعاد (استخدام الرقائق ثلاثية الأبعاد)
- تدرس للتخصص
هل نقترب من ذلك؟ نعم، نحن نتمتع بالكفاءة، وإذا وصلنا إلى 1 غيغابايت لكل ملي واط، فسنحقق الكثير من التقدم، ولكن سيتعين علينا الاستجابة للطلب المتزايد باستمرار على التطبيقات مثل كاميرا 4K. إذا كنت تريد الحساب باستخدام التقنيات التي في الوقت الحالي، سيكون إخراج البث بدقة 4K مطلوبًا لـ 1 تيرابايت. وهذا مثال على الطريقة التي ستجبرنا بها الاحتياجات على استخدام القدرة الحاسوبية حتى النهاية. المتعة بدأت للتو.
تم نشر المقال لأول مرة على موقع Chiportal - بوابة صناعة الرقائقموقع Chiportal – بوابة صناعة الرقائق الإلكترونية في إسرائيل
