مع ارتفاع التكلفة واستمرار المعضلة
الحاجة تتزايد لمعالجات عصرية غير متزامنة
|
عند تفحص اجزاء الحاسب الآلي فاننا لا نجد ماهو اكثر من المعالج «الساعة» وهو جهاز بلوري ذو ذبذبة عالية تنظم الدقات الايقاعية التي يصدرها كل شيء يقوم به الحاسب الآلي وكل ما يؤديه من مهام.
هذا امر اكيد وكثيراً ما عبرنا عن مدى جودة الحاسب بجودة الساعة الموجودة في داخله «اي المعالج» ويظهر هذا الامر جلياً عندما يقوم احد ما بشراء حاسب جديد فيقول.. لقد اشتريت جهاز 2GHz.
ليس بالضرورة ان تكون الساعات موجودة لتشغيل الاجهزة الرقمية حتى ان بعض الباحثين يعتقدون ان الدارات المنظمة زمنياً سوف تتنحى جانباً وتفسح الطريق امام ما يعرف بالدارات المتزامنة والتي لا تحتوي علي ساعة اصلا. مع بداية عصر الحاسب تم استعمال كلا النوعين اي الدارات المتزامنة والدارات غير المتزامنة ولكن النوعية الاولى هيمنت على نظيرتها وذلك لسهولة تصميمها من جهة وفحصها وتصحيحها للاخطاء من جهة اخرى.
الفوضوية اكثر اتزاناً
ويقول ستيف فربر رئيس قسم علوم الحاسب الآلي في جامعة مانشستر في بريطانيا انه وبعد عدة عقود عندما تم فرض منطق التزامن كنظام ومعيار اساسيين اضحى المنهج القديم «غير المتزامن» المتسم بالفوضوية اكثر اتزاناً وقرباً من تحقيق عودة نوعية في طريق النجاح والشهرة. وتتزايد الصعوبات باستمرار بسبب الحاجة الملحة لصناعة معالجات متزامنة تعمل بالشكل الصحيح والمطلوب وذلك لان الرقائق المدمجة المعروفة بال chips يزداد وباستمرار تعقيدها من جهة وحجمها من جهة اخرى. ولكي تتم عملية نقل كافة العمليات في الوقت المناسب وبالتسلسل المطلوب فانه يتوجب على جميع اجزاء المدمجة chip ان تخاطب وجه الساعة نفسه.
ولكن ساعات العصر سريعة جداً حيث ان نقرة واحدة من الساعة لا تستطيع ان تصل الى جميع انحاء ال chip قبل حدوث النقرة الثانية ولذلك فان الاجزاء المختلفة البعد من الساعة تستطيع التملص مما يسمى التزامن. وهذا ما اجبر المصممين على اللجوء الى حلول صعبة وذات تكلفة مرتفعة مثل انشاء طبقة متعددة المهام من وصلات المعلومات والدارات التي تستطيع التكيف مع اكثر من قراءة زمنية في مواقع مختلفة من الدارة المدمجة «chip». يقول فيربر ان هذه الطريقة مكلفة جداً لحل المشكلة ولا تستطيع الا الشركات الكبيرة مثل شركة انتل «Intel» ان تتحمل نفقات جهود المصمم.
مساوئ التصميم
ان احدى مساوئ هذه الدارات المتزامنة المتعددة المهام انها تحتاج كمية اكبر من الطاقة وتولد حرارة اكبر من انتاج كل جيل جديد منها. كما انها وللاسف تنجز المهام بسرعة لا تتعدى أبطأ جزء من الاجزاء المكونة لها. وغالباً ما يكون الجزء الابطأ هو الساعة نفسها.
لقد اظهر البحث الذي قامت به شركة صن مايكروسيستم ان النواقل الالكترونية المنطقية «transistors » تستطيع ان تمضي اكثر من 95% من وقتها بانتظار النقرة الزمنية التالية التي تحدد المهمة التالية.
والآن يقوم المصنعون بتجربة المعالجات التي لا تحتوي على ساعة وتتضمن هذه التجارب بعض المعالجات اطلاقا واما البعض الآخر من المعالجات فيحتوي على اجزاء محلية مع ساعات مرتبطة بشبكات غير متزامنة. قامت شركة فيربر الحديثة العهد المسماة SelfTimed Solutions بصنع رقائق مدمجة نموذجية مرتبطة بنظام توقيت ذاتي.
يصف فيربر رقاقاته المدمجة على انها بنى شبكية غير متزامنة نستطيع ان نضيف عليها عملاء متزامنين وعملاء غير متزامنين مثل المعالج او مجموعة من الذواكر التي تنجز العمليات بترددات مختلفة ما يتيح للمصممين تجنب مهمة صنع معالجات متزامنة عالمياً ذات تكلفة مرتفعة وجهد كبير.
دارات مميزة
ان الدارات غير المتزامنة يمكن ان تنجز المهام بسرعة اكبر من الدارات المتزامنة وذلك لان مكوناتها ليست مرتبطة بالمادة التي تحددها دقات الساعة. وبما انها تستهلك طاقة اقل وتولد حرارة اقل فانها اكثر قابلية للتطبيق العملي في الاجهزة الحركية او القابلة للنقل. حتى ان شركة فيليبس للالكترونيات قد وضعت مؤخراً اجهزة مراقبة حسابية زمنية في بعض اجهزة البيجر خاصتها.
ويقول جو ايبرجن المهندس الرئيس في شركة Sun ان شركة صن سوف تشحن معالجها الجديد UltraSPARC!!! بدون دارات زمنية ومن خصائصه انه قادر على نقل المعلومات بين مجموعة الذواكر وموجهي هذه الذواكر. كما يضمن استقلالية نقل المعلومات وعدم تقيدها بالعائق الزمني. ولذلك فانه يمكننا الاعتماد على هذه الدارات لبساطتها ولانها سهلة التعديل ولان قدرتها وامكانياتها أكبر وأسرع.
كما يضيف ايبرجن قائلاً ان التقنيات غير المتزامنة سوف يتم تبنيها بشكل اكبر في مجال تصميم الرقائق المدمجة. كما ان اجزاء كبيرة من الرقائق ستصبح غير متزامنة اطلاقاً.
.....
الرجوع
.....
|
|
|
|
توجه جميع المراسلات التحريرية والصحفية الى
chief@al-jazirah.com عناية رئيس التحرير
توجه جميع المراسلات الفنية الى
admin@al-jazirah.com عناية مدير وحدة الانترنت
Copyright 2002, Al-Jazirah Corporation, All rights Reserved
| 