يعكف العلماء حالياً على تحسين أداء ووظائف أجهزة الكمبيوتر بمختلف أنواعها، وعلى الرغم من أن الأخطاء لا تترافق مع أجهزة الكمبيوتر، إلا أنه منذ أن وضع ألن تيورنغ قواعد استخدام أجهزة الكمبيوتر في ثلاثينيات القرن العشرين، تمسك المبرمجون بقواعد الدقة بشكل كبير جداً.

ومن خلال إتاحة ارتكاب أجهزة الكمبيوتر للأخطاء، يمكننا مستقبلاً ابتكار أجهزة ذات أداء عالٍ جداً، تتفوق على أجهزة الكمبيوتر الأخرى. ويمكننا من خلال تلك الأجهزة، مواجهة مواقف بالغة التعقيد، والتنبؤ بالتغير المناخي، والمساعدة في تصميم سيارات وطائرات أكثر كفاءة، والكشف عن بعض أسرار نشوء الكواكب. وقد يكتشف الباحثون أحد أكثر أسرار العالم غموضاً، من خلال تحفيز عقل الإنسان.

الأداء مقابل الطاقة

وحتى الآن، تعين علينا قبول فكرة التنازل عن ميزة مقابل الحصول على أخرى، مثل تفوق الأداء لقاء كفاءة الطاقة. ويمكن لجهاز الكمبيوتر، إما أن يعمل بطاقة عالية أو منخفضة، ولكن لا يمكن أن يجمع بين الطاقة المنخفضة والأداء المميز. وهذا لا يعني فقط أن أجهزة الهواتف الذكية الأكثر قوة، تحتاج إلى بطاريات أقوى، ولكن أيضاً أن أجهزة الكمبيوتر الفائقة أقل كفاءة.

ويشير العلماء إلى أن الجيل المقبل من أجهزة «اكسافلوب» الفائقة، التي تستطيع معالجة (10) 18 من البيانات في الثانية الواحدة، يمكنها أيضاً استهلاك نحو 100 ميغا واط من الطاقة، أي مقدار ما تنتجه محطة صغيرة للطاقة، إذاً، فالسباق يتواصل لجعل أجهزة الكمبيوتر تؤدي المزيد من المهام بطاقة أقل.

وإحدى هذه الطرق تتمثل في تقليل الوقت الذي ينقضي في تنفيذ التعليمات البرمجية. وكلما كان الوقت أقل، كانت الطاقة المستخدمة أقل أيضاً، وهذا يعني بالنسبة إلى المبرمجين، ضرورة النظر في وسائل أسرع وأكثر كفاءة لاستخلاص أفضل النتائج.

ولتوفير الطاقة يحتاج الشخص إلى ابتكار أمور جديدة في أجهزة الكمبيوتر، وذلك من خلال عدم تشغيل كل محولات الطاقة بقوتها الكاملة طوال الوقت. ولكننا سنشهد ذلك قريباً، وهذا ما يعني ضرورة التضحية بالدقة.

يقول العلماء: «ما نقترحه، هو تغيير جهاز الكمبيوتر في حد ذاته، لجعله يعطي إجابات أقل، ولكن أكثر دقة»، وذلك بالنظر إلى إمكانية استخدام أي خوارزميات، يعتقد المرء أنها تؤدي عملاً جيداً، كي يتمكن من حلها بمختلف الطرق».

وتستخدم مختلف رقاقات جهاز الكمبيوتر اليوم، قطعة رقيقة من السيليكون الفضي تسمى «القناة»، وتعمل كمفتاح يمكنه أن يتغير من واحد إلى صفر. ويمكن التحكم في إدارة هذا المفتاح، من خلال قناة تطبق جهداً معيناً. ومن ثم، تفتح البوابة من خلال التحكم في محكمات الضبط، سامحاً للتيار بالمرور من خلاله. ولكن أشباه الموصلات المتممة والمؤلفة من أكاسيد معدنية، تعمل جيداً، عندما يمر فيها جهد كهربائي فعال.

مضاعفة المحولات

وفي عام 2003، لاحظ الباحثون أنه لم يعد ممكناً مضاعفة عدد الترانزستورات الموجودة في الرقاقة كل 18 إلى 24 شهراً، وهو ما يعرف باسم «قانون مور». وأدى ذلك إلى حصول أخطاء كثيرة، تمثل أغلبها على مستوى الرقاقة. وهذا كان بدرجة كبيرة، ناجماً عن ارتفاع حرارة الرقاقات والتداخل في ما بينها. وأصبحت بعض الأجهزة الصغيرة غير مستقرة.

وتمثلت الإجابة بتصميم نسخة ملائمة من تقنية – سي إم أو إس- كانت غير مستقرة عن عمد. وتمكن الباحثون من بناء دارات رقمية بجهد ثابت يبلغ 5 فولتات، وهي القيمة التي تحتاجها الرقاقات لكي تكون دقيقة في عملها.

وتكمن البراعة في توفير كمية كبيرة من الطاقة أثناء عملية المعالجة، علاوة على استخدام تطبيقات تستخدم الأرقام، لتمثل ألوان جزيئات البكسل.

وتعتبر أجهزة الكمبيوتر السوبر فائقة الذكاء، بحيث إنها باتت قادرة على التعامل مع سلسلة طويلة نسبياً من الأرقام، كتلك المكونة من 64 رقماً. ومن حيث المبدأ، فإن ذلك يمنح الأجهزة مزيداً من الدقة.

متغيرات

يقول الباحثون إن النماذج التي تعنى برصد تغيرات المناخ تحتوي على ملايين المتغيرات، مثل الرياح والحرارة والهواء والضغط . والنتيجة أن هناك عناصر كثيرة تستنزف الطاقة. وأطلقت شركة نيفادا، وحدات معالجة غرافيتية تدعى «تي إكس 1»، وهي قادرة على القيام بالكثير من الأعمال الدقيقة.

يضيف الباحثون أن عملية التحفيز يمكن أن تساعدنا في فهم طريقة عمل العقل. و يمكن أن يكون عقل الإنسان مثالاً ممتازاً على الحوسبة التفاعلية، ولكن تتمثل المشكلة في كيفية إبقاء استهلاك الطاقة منخفضاً. وحتماً فإن تحسين أداء الكمبيوتر يتطلب منا فهم الأخطاء التي انبثقت عنها.

لانا عفانه – البيان