آخرین اخبار
facebook Telegram RSS ارسال به دوستان نسخه چاپی
کد خبر : 242602
تاریخ انتشار : 20 مرداد 1397 9:16
تعداد بازدید : 426

تلاش دارپا برای ساخت تراشه های پسا-مور

آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی آمریکا یا دارپا تیمی از دانشمندان را گرد هم آورده است تا دو طرح تحقیقاتی را برای ارایه فناوری هایی که محدودیت های قانون مور را با طراحی تراشه های سریع تر و کم مصرف تر از بین ببرد.


حدود ۴۰ سال قبل، فردی به نام گوردون مور از بنیانگذاران شرکت اینتل، که مدیر یک موسسه تحقیقاتی بود، به مناسبت سالگرد انتشار مجله الکترانیکز مقاله ای درباره آینده صنعت نیمه رساناها به رشته تحریر درآورد. 
در این مقاله مطرح کرد که در طی سال های قبل از آن میزان پیچیدگی مدارهای میکروالکترونیک، هر دو سال دو برابر شده است. معیار اندازه گیری این پیچیدگی نیز تعداد ترانزیستورها در واحد سطح بود. بدین معنی که هر سال تراشه هایی به بازار می آمدند که تعداد ترانزیستورهای آنها در واحد سطح دو برابر دو سال گذشته بود. 
در هنگام انتشار این مقاله تنها شش سال از ساخت اولین تراشه الکترونیکی گذشته بود. این روند کمابیش در سال های بعد نیز ادامه داشت، تا آنجا که به عنوان معیاری برای پیش بینی آینده صنعت میکروالکترونیک مورد توجه قرار گرفت، و کم کم نام قانون به خود گرفت: قانون مور.
در سال های بعد این قانون به شکل های دیگری نیز بیان شد. حتی به مرور زمان نرخ دو برابر برای هر دو سال هم دستخوش تغییراتی شد و به دو برابر برای هر ۱۸ ماه تبدیل شد.
حال دارپا قصد دارد از مرز قوانین تعریف شده مور عبور کند و کامپیوترهایی هزار برابر سریع تر و در عین حال با مصرف انرژی کمتری را توسعه دهد. دارپا برای پیشبرد پروژه های تحقیقاتی جدید خود، تیم های تخصصی مربوطه به هر پروژه را مشخص کرد تا اهداف دارپا را دنبال کنند.
گفتنی است که دارپا آژانس پروژه های تحقیقات پیشرفته دفاعی آمریکاست که زیر مجموعه پنتاگون است. این سازمان 60 سال قبل و در پاسخ به برنامه Sputnik شوروی تشکیل شد. البته تمام فعالیت های دارپا در مسیر ساخت سلاح نیست و فناوری هایی نظیر اینترنت و جی پی اس را می توان از دستاوردهای این سازمان دانست. در حال حاضر پروژه های مختلفی توسط این سازمان در حال اجرا است که دستکاری مغز انسان از جمله این برنامه ها است.
دارپا برای این کار دو زیرپروژه تحت عنوان 3DSoC و فرانک (FRANC) را تعریف کرده است که هر دوی این طرح ها بخشی از پروژه بزرگ 5/1 میلیارد دلاری ERI است که قرار در قالب آن نوآوری های جدیدی در صنعت ابزار الکترونیک بروز دهد. طبق این برنامه ها، قرار است تراشه های قوی تر با قدرت پردازش بالاتر و کارآمدتر توسعه پیدا کنند. دارپا از این دو پروژه در ماه سپتامبر رونمایی کرد. 
در همین راستا دارپا هفته گذشته نخستین نشست طرح ERI را برگزار کرد و به طور رسمی افرادی که قرار است در این پروژه همکاری کنند را معرفی کرد. گفتنی است که در گروه 3DsoC تیمی از محققان موسسه فناوری جورجیا، استنفورد، موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و موسسه فناوری اسکای واتر قرار دارند. در پروژه فرانک نیز لابراتوار HRL، شرکت مواد کاربردی، شرکت فریک، دانشگاه کالیفرنیا، مینه سوتا و ایلینوی قرار است همکاری کنند. 
دارپا در مورد پروژه 3DSoC اعلام کرد که توسعه مواد، ابزارها طراحی و تکنیک های ساخت در تولید میکروسیستم ها روی بستری مجزار در مداهای مجتمع سه بعدی هدف از راه اندازی این پروژه است. ایده اصلی این پروژه ساخت دستگاه های یکپارچه عمودی است که شامل مدار منطقی، حافظه و همچنین عناصر ورودی /خروجی می شوند. مزایای انجام این کار، کاهش زمان انتقال داده میان اجزای مختلف دستگاه ها و در نتیجه کارآیی بالای آن است. 
لینتون سالمون، مدیر بخش 3DSoC و همچنین مدیر پروژه فناوری میکروسیستم های دارپا می گوید: در این پروژه محققان از یک دهه تلاش و تئوری های ارزشمند دانشمندان و محققان دانشگاهی بهره می برند تا فرآیند تولید مدار مجتمع را تغییر دهند و در این مسیر از فناوری های مربوطه به حوزه میکروالکترونیک استفاده خواهند کرد. 
دارپا فکر می کند که تراشه های سه بعدی 3DSoC در مقایسه با تراشه های معمولی که به نام تراشه های نسل دوم گسسته شناخته می شوند، زمان محاسبات را در بیش از ۵۰ لایه کاهش می دهند. این کاهش سرعت زمان پردازش در حالی است که مقدار انرژی مصرف شده تراشه های جدید به مراتب کمتر از تراشه های فعلی خواهد بود. برای محقق ساختن این اهداف، طراحی 3DSoC باید بتواند از پهنای باند اتصال بین لایه های ۵۰ ترابیت در ثانیه پشتیبانی کند که البته نیازی به حافظه بیش از ۲ پیکوژول در هر بیت ندارد.
در واقع هدف اصلی این پروژه، از بین بردن محدودیت های مربوط به پهنای باند اینترنت، زمان تاخیر و مصرف انرژی در معماری تراشه های کنونی است. البته گفتنی است که شرکت های ان ویدیا، تشلا و AMD تا حدودی به این محدودیت فائق آمده اند و پردازنده های جدید آنها دیگر این محدودیت ها را کمابیش ندارند. اما با این حال، پروژه دارپا قرار است تراشه ای را توسعه دهد که کمی پیچیده تر از روش های کنونی است و شامل 12 یا حتی لایه های بیشتری است. 

 تراشه های ایمپلنتی دارپا
این نخستین بار نیست که دارپا روی توسعه تراشه های جدید و انقلابی سرمایه گذاری می کند. این سازمان اواسط فروردین گذشته نیز اعلام کرد گام های موثری در مسیر ساخت تراشه های قابل کاشت در مغز برداشته است. این تراشه ها امکان ورود اطلاعات به مغز سربازان را فراهم می کند و سرباز بی نیاز از آموزش عملی، می تواند تنها با دانلود اطلاعات به مغز، مهارت های لازم را دریافت کند.
دارپا به عنوان شاخه تحقیقات نظامی آمریکا اعلام کرد، یک گام دیگر به هدف خود یعنی کاشت پروتز حافظه در سر نزدیک شده است.
دارپا از سال 2013 روی فناوری مغز سرمایه گذاری سنگینی انجام داده است. در این سال دارپا پیشگامی مغز انسان را پیاده سازی کرد که این پیشگامی از برنامه های مختلفی برخوردار بوده که انقلابی در حوزه علوم عصبی ایجاد می کند.
یکی از این فناوری ها، هک مغز انسان است. در بخش دیگری از این برنامه، دارپا به دنبال ساخت پروتز قابل کاشت در مغز است تا بتوان با استفاده از آن، حافظه را دستکاری کرد. این تراشه به دارپا اجازه می دهد تا اطلاعاتی را وارد مغز کند یا کسانی که در اثر جراحت دچار مشکل در بخشی از مغز هستند، با استفاده از این تراشه می توانند اطلاعات مغز خود را بازیابی کنند.
این تراشه در مغز قرار می گیرد و بخش های عمیق مغز را تحریک می کند به شکلی که ارسال سیگنال به تغییرات در مغز منجر می شود. دارپا اخیرا اعلام کرد که موفقیت هایی در ساخت این تراشه قابل کاشت در مغز به دست آورده است. 
دارپا هدف از ساخت این تراشه را بازیابی اطلاعات مغز سربازانی اعلام کرده که دچار جراحات مغزی شده اند. این تراشه برای تحریک نواحی عمیق مغز مورد آزمایش قرار گرفته است. ارسال سیگنال های ضعیف موجب تغییر مود فرد شده است. در صورتی که این پروژه با موفقیت انجام شود، می توان بدون آموزش عملی به سربازان، مهارت های جنگی را وارد مغز آنها کرد. البته دارپا به دنبال استفاده از این فناوری برای ایجاد ارتباط میان مغز و کامپیوتر است.
دارپا به دنبال پیاده سازی پروژه دیگری است که در آن می توان زمان را برای برخی سلول ها کند کرد. در واقع زمانی که سرباز زخمی شد، با ایجاد یک حالت مکث زیستی، واکنش ها و فرآیندهای سلول را کند کرد تا زمان به قدر کافی برای رساندن کمک اولیه به سرباز وجود داشته باشد.
منبع: Top500


نظر شما



نمایش غیر عمومی
تصویر امنیتی :