چین نے پہلی سرشار 'کاربن نانوٹوب' AI چپ تیار کی۔

TPO - چینی سائنسدانوں نے ایک نئی قسم کا ٹینسر پروسیسنگ یونٹ (TPU) بنایا ہے - ایک خاص قسم کی کمپیوٹر چپ جو روایتی سلکان سیمی کنڈکٹرز کے بجائے کاربن نانوٹوبس کا استعمال کرتی ہے۔ ان کا کہنا ہے کہ نئی چپ زیادہ توانائی کے قابل مصنوعی ذہانت (AI) کا دروازہ کھول سکتی ہے۔

روایتی TPU کے برعکس، سرخ کمپیوٹر چپ کاربن نانوٹوبس کا استعمال کرنے والی پہلی ہے - کاربن ایٹموں سے بنے چھوٹے بیلناکار ڈھانچے جو مسدس میں ترتیب دیے گئے ہیں - بجائے کہ سلیکون جیسے روایتی سیمی کنڈکٹر مواد کے۔ (تصویر: سنکائی)

AI ماڈلز ڈیٹا پر مبنی ہوتے ہیں اور چلانے کے لیے بڑی مقدار میں کمپیوٹنگ پاور کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ مشین لرننگ ماڈلز کی تربیت اور اسکیلنگ میں ایک اہم رکاوٹ ہے، خاص طور پر جب AI ایپلی کیشنز کی مانگ میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ سائنس دان نئے پرزے بنانے کے لیے کام کر رہے ہیں، پروسیسر سے لے کر کمپیوٹر میموری تک، جو ضروری حسابات چلاتے ہوئے کم توانائی استعمال کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں۔

گوگل کے سائنسدانوں نے اس چیلنج سے نمٹنے کے لیے 2015 میں TPUs بنائے۔ یہ خصوصی چپس ٹینسر آپریشنز کے لیے مخصوص ہارڈویئر ایکسلریٹر کے طور پر کام کرتی ہیں- AI ماڈلز کو تربیت دینے اور چلانے کے لیے پیچیدہ ریاضیاتی حسابات۔ ان کاموں کو سنٹرل پروسیسنگ یونٹ (CPU) اور گرافکس پروسیسنگ یونٹ (GPU) سے دور کر کے، TPUs AI ماڈلز کو تیز اور زیادہ موثر طریقے سے تربیت دینے کی اجازت دیتے ہیں۔

تاہم، روایتی TPUs کے برعکس، یہ نئی چپ کاربن نانوٹوبس کا استعمال کرنے والی پہلی ہے- کاربن ایٹموں سے بنے چھوٹے بیلناکار ڈھانچے جو سلیکون جیسے روایتی سیمی کنڈکٹر مواد کی بجائے ہیکساگونل پیٹرن میں ترتیب دیے گئے ہیں۔ یہ ڈھانچہ الیکٹران (چارج شدہ ذرات) کو کم سے کم مزاحمت کے ساتھ ان کے ذریعے بہنے دیتا ہے، جس سے کاربن نانوٹوبس کو بجلی کا بہترین موصل بناتا ہے۔

چینی سائنسدانوں کے مطابق، ان کا TPU صرف 295 مائیکرو واٹ (μW) بجلی استعمال کرتا ہے (جہاں 1W 1,000,000 μW ہے) اور 1 ٹریلین حسابات فی واٹ فراہم کر سکتا ہے - توانائی کی کارکردگی کا ایک یونٹ۔ یہ چین کے کاربن پر مبنی TPU کو گوگل کی چپ کے مقابلے میں تقریباً 1,700 گنا زیادہ توانائی بخش بناتا ہے۔

"ChatGPT سے Sora تک، مصنوعی ذہانت ایک نئے انقلاب کا آغاز کر رہی ہے، لیکن روایتی سلیکون پر مبنی سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجی بڑے پیمانے پر ڈیٹا پر کارروائی کرنے کے تقاضوں کو پورا کرنے میں تیزی سے ناکام ہو رہی ہے۔ ہم نے اس عالمی چیلنج کا حل تلاش کر لیا ہے،" پیپر کے شریک مصنف اور پیکنگ یونیورسٹی میں الیکٹرانکس کے پروفیسر ژیونگ ژانگ نے کہا۔

نئے ٹی پی یو میں 3,000 کاربن نانوٹوب ٹرانزسٹرز شامل ہیں اور یہ ایک سسٹولک سرنی فن تعمیر کا استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا ہے — ایک گرڈ میں ترتیب دیا گیا پروسیسرز کا ایک نیٹ ورک۔ یہ TPU کو ڈیٹا کے بہاؤ کو مربوط کرکے اور اس بات کو یقینی بنا کر کہ ہر پروسیسر ایک ہی وقت میں کام کا ایک چھوٹا سا حصہ انجام دے کر ایک ساتھ متعدد حسابات انجام دینے کی اجازت دیتا ہے۔

یہ متوازی پروسیسنگ حسابات کو بہت تیزی سے انجام دینے کی اجازت دیتی ہے، جو کہ AI ماڈلز کے لیے اہم ہے جو ڈیٹا کی بڑی مقدار پر کارروائی کرتے ہیں۔ ژانگ نے کہا کہ یہ اس فریکوئنسی کو بھی کم کرتا ہے جس کے ساتھ میموری — خاص طور پر ایک قسم جسے سٹیٹک رینڈم ایکسیس میموری (SRAM) کہا جاتا ہے — ڈیٹا کو پڑھنے اور لکھنے کی ضرورت ہے۔ ان کارروائیوں کو کم سے کم کر کے، نیا TPU بہت کم پاور استعمال کرتے ہوئے تیزی سے حساب کتاب کر سکتا ہے۔

محققین کا کہنا ہے کہ اسی طرح کی کاربن نانوٹوب پر مبنی ٹیکنالوجی مستقبل میں سلیکون پر مبنی چپس کے لیے زیادہ توانائی کا موثر متبادل فراہم کر سکتی ہے۔ انہوں نے کہا کہ وہ کارکردگی کو بہتر بنانے اور اسے مزید توسیع پذیر بنانے کے لیے چپ کو بہتر بنانا جاری رکھنے کا ارادہ رکھتے ہیں، بشمول TPU کو سلکان CPUs میں ضم کرنے کے طریقے تلاش کرنا ۔

ہا تھو

لائیو سائنس کے مطابق