أخبار ar.wedoany.com، أعلنت شركة "غوانغ بن وي" (Guangbenwei) المتخصصة في الحوسبة البصرية في شنغهاي، بالتعاون مع شركة "دونغ فانغ تيان سوان" (Dongfang Tiansuan)، عن بدء تطوير أول حمولة قمر صناعي في العالم تعتمد على تقنية الحوسبة البصرية الفضائية، وذلك بهدف تطبيق هذه التقنية لأول مرة في سيناريوهات هندسية فضائية.
تتسارع وتيرة المنافسة في مجال القدرات الحاسوبية الفضائية. وتوقع إيلون ماسك أنه بحلول عام 2032، قد تصبح الأقمار الصناعية التي تعمل بالطاقة الشمسية والمزودة بتقنيات الذكاء الاصطناعي الحل الأمثل من حيث التكلفة عالميًا للقدرات الحاسوبية. كما أشار جنسن هوانغ، الرئيس التنفيذي لشركة إنفيديا، في مارس من هذا العام، إلى أنه يجب أن يكون هناك وجود للذكاء في أي مكان يتم فيه توليد البيانات. ومع ذلك، تواجه الحوسبة الفضائية تحديات هندسية جسيمة؛ ففي بيئة الفراغ، يصعب تبديد حرارة الرقائق، كما أن الإشعاع الناتج عن الجسيمات عالية الطاقة يؤدي بسهولة إلى أخطاء في الحسابات.
تحاول شركة "غوانغ بن وي" تجاوز هذه العقبات باستخدام تقنية الحوسبة البصرية. ترى الشركة أن الحوسبة البصرية، التي تستخدم الفوتونات كحامل لمعلومات الحوسبة، تتميز بأن الفوتونات غير مشحونة، مما يجعلها محصنة بطبيعتها ضد تداخل الجسيمات عالية الطاقة، ولا تحتاج إلى حماية خاصة من الإشعاع. كما أن انتقال الضوء في الأدلة الموجية لإتمام العمليات الحسابية يكاد لا يولد حرارة، وتكون استهلاكات الطاقة الساكنة قريبة من الصفر نظريًا، وهذه الخصائص تتوافق بشكل كبير مع القيود المفروضة على الطاقة وصعوبة تبديد الحرارة في الأقمار الصناعية. بالإضافة إلى ذلك، وبنفس وزن الحمولة، تكون هياكل تبديد الحرارة وأنظمة الطاقة المساعدة المطلوبة لرقائق الحوسبة البصرية أخف وزنًا وأصغر حجمًا، مما يسمح باستيعاب قدرات حاسوبية أكبر.
أوضح بو هوا نان، نائب مدير معهد أبحاث شركة "غوانغ بن وي"، أن تحسين أداء رقائق الحوسبة الإلكترونية يعتمد منذ فترة طويلة على تصغير عمليات التصنيع. فعندما تقل المسافة بين بوابات الترانزستور إلى حد معين، يؤدي تأثير النفق الكمي إلى تسرب التيار وأخطاء في الحسابات. أما رقائق الحوسبة البصرية فلا تعتمد على عمليات التصنيع المتقدمة التي تقودها أجهزة الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV)، بل يمكنها تلبية متطلبات التصنيع باستخدام عمليات 45 نانومتر أو حتى عمليات دون الميكرومتر. ويعتمد تحسين قدراتها الحاسوبية على توسيع نطاق الحوسبة البصرية والاستفادة من أبعاد التعددية المتعددة للفوتونات مثل الطول الموجي والاستقطاب، مما يبقي كمية الحرارة المنبعثة واستهلاك الطاقة عند مستويات مستقرة.
تعد شركة "غوانغ بن وي" حاليًا الشركة الوحيدة في العالم التي نجحت في تحقيق كل من الحوسبة البصرية داخل الذاكرة والحوسبة البصرية على ركيزة زجاجية. تتيح الحوسبة البصرية داخل الذاكرة تخزين معلمات النماذج الكبيرة مباشرة داخل الرقاقة، مما يلغي الحاجة إلى نقل البيانات بشكل متكرر، ويقلل زمن الوصول في الحسابات إلى عُشر الوقت مقارنة بخطط الحوسبة البصرية التقليدية. وبناءً على هذا المسار التقني، طورت الشركة رقاقة حوسبة بصرية ذات أعلى كثافة قدرات حاسوبية في العالم، والتي خضعت لعدة عمليات تحقق من خلال التصنيع التجريبي (tape-out) ووصلت إلى مرحلة التطبيقات المنتجة. وأطلقت الشركة العام الماضي الجيل الأول من بطاقات الحوسبة الهجينة (الكهربائية-البصرية) ونجحت في نشرها على نماذج لغوية كبيرة مخصصة للقطاع المالي، على أن يتم إطلاق الجيل الثاني خلال العام الجاري.
بالانتقال من الأرض إلى الفضاء، يرى بو هوا نان أن الحوسبة البصرية لا تزال بحاجة إلى تجاوز عقبة التطبيق الهندسي. فالاهتزازات الشديدة أثناء مرحلة إطلاق الصاروخ تشكل اختبارًا للاستقرار الهيكلي لتغليف الرقائق، وبعد الدخول إلى المدار، يجب إكمال التحقق من الأنظمة على مستوى الطاقة والتحكم الحراري والاتصالات. وقد تم تقسيم المهام بين الطرفين بوضوح: تتولى شركة "دونغ فانغ تيان سوان" قيادة عملية تطوير الحمولة، وتعزيز مقاومة الإشعاع الفضائي، والتحكم الحراري، وتكييف الطاقة، وعملية التحقق في المدار بأكملها؛ بينما توفر شركة "غوانغ بن وي" بنية رقائق الحوسبة البصرية، ومحركات القدرات الحاسوبية، ودعم النظام البيئي للبرمجيات. وقد وصلت القدرة الحاسوبية لبطاقة الحوسبة الهجينة (الكهربائية-البصرية) المستخدمة في الحمولة قيد التطوير المشترك حاليًا إلى 300 تريليون عملية في الثانية (TOPS)، مع دعم الدقة المتعددة لكل من INT8 وFP8، وقد بدأت بالفعل اختبارات التحقق في البيئة المدارية.
أعلنت شركة "غوانغ بن وي" أن هدفها هو بناء نظام حوسبة بصرية متكامل يشمل المواد، والتغليف، والرقائق البصرية، والرقائق الإلكترونية، وعقد الحوسبة، والربط بين العقد، وصولاً إلى حزمة البرمجيات الكاملة، وذلك لتقديم حلول مرنة ومجمعة للعملاء تعتمد على الاحتياجات الفعلية في مجالات الحوسبة البصرية، والربط البصري، والنقل البصري. هذا المسار مشابه لمنطق تطور شركة إنفيديا من بطاقة معالجة رسومية واحدة (GPU) إلى حلول على مستوى المجموعات، لكن المسار التقني الأساسي مختلف.
لا يزال قطاع الحوسبة الفضائية في مرحلة مبكرة جدًا من التطور، حيث توجد العديد من التحديات الهندسية التي تحتاج إلى حل في جميع مراحل التحقق التقني، والتكامل النظامي، والنشر على نطاق واسع. إن محدودية موارد الطاقة في المنصات الفضائية، ودورة تحديث الرقائق الفضائية، وتحقيق الإطلاق المداري منخفض التكلفة على نطاق واسع، كلها عقبات يجب تجاوزها لانتقال الحوسبة الفضائية من مرحلة التجارب إلى مرحلة التسويق التجاري. وسيحدد اختيار المسار التقني لرقائق وأنظمة الحوسبة سقف قدرات "كوكبات" القدرات الحاسوبية الفضائية في المستقبل.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
