اسی کام کے لیے، آن-چِپ لرننگ کے لیے اس چپ کی توانائی کی کھپت ایڈوانسڈ پراسیس اسپیسیفک انٹیگریٹڈ سرکٹ (ASIC) سسٹم کے صرف 3% ہے۔

فی الحال، تخلیقی مصنوعی ذہانت نے AI صنعت میں ترقی کی ایک نئی لہر کو جنم دیا ہے۔ بڑی کمپیوٹنگ طاقت سے تعاون یافتہ AI ٹیکنالوجیز انسانوں کے رہنے اور کام کرنے کے طریقے کو بہت زیادہ تبدیل کر رہی ہیں۔ تاہم، AI ماڈلز کے لیے درکار پیرامیٹرز کی بڑی تعداد کمپیوٹنگ پاور کی بڑھتی ہوئی مانگ کا باعث بنی ہے، جس سے کمپیوٹنگ کے بہت بڑے خلا کو پر کرنے اور توانائی کی کارکردگی میں نمایاں بہتری حاصل کرنے کے لیے حل تلاش کرنا ضروری ہو گیا ہے۔ اعلی کارکردگی اور توانائی کی بچت والی چپس کمپیوٹنگ پاور کے مخصوص کیریئرز اور ذہین انقلاب کی اس لہر کی ترقی کو چلانے والی بنیادی بنیاد بن گئی ہیں، ساتھ ہی ساتھ انسانی معاشرے کی مسلسل ترقی کے پیچھے محرک قوت بھی ہیں۔

کمپیوٹنگ کی طاقت کو محدود کرنے والے روایتی اسٹوریج کمپیوٹنگ علیحدگی کے فن تعمیر کو درپیش بڑے چیلنجوں سے نمٹنے کے لیے، سنگھوا یونیورسٹی کے سکول آف انٹیگریٹڈ سرکٹس کے پروفیسر وو ہوا کیانگ اور ایسوسی ایٹ پروفیسر گاو بن نے میموری ریزسٹر اسٹوریج-کمپیوٹنگ انٹیگریٹڈ ٹیکنالوجی کی تحقیق پر توجہ مرکوز کی اور ایک تحقیق کی۔ کمپیوٹر سسٹمز کے لیے نیا نمونہ۔

میموری ریزسٹر اسٹوریج کمپیوٹنگ انٹیگریٹڈ ٹیکنالوجی نے روایتی وان نیومن کمپیوٹنگ فن تعمیر میں ڈیوائس، سرکٹ اور تھیوریٹیکل کمپیوٹنگ کے پہلوؤں سے انقلاب برپا کیا، کمپیوٹنگ پاور اور توانائی کی کارکردگی میں لیپ فارورڈ بہتری حاصل کی۔ یہ ٹکنالوجی بنیادی آلات کی سیکھنے کی خصوصیات کو بھی استعمال کر سکتی ہے تاکہ حقیقی وقت پر آن چپ لرننگ کو سپورٹ کیا جا سکے اور مقامی سیکھنے پر مبنی ایج ٹریننگ کے نئے منظرناموں کو بااختیار بنایا جا سکے۔ فی الحال، بین الاقوامی سطح پر متعلقہ تحقیق بنیادی طور پر میموری ریزسٹر سرنی کی سطح پر سیکھنے کے فنکشن کے مظاہروں پر مرکوز ہے۔ تاہم، عالمی سطح پر مربوط میموری ریزسٹر چپس کے ادراک کو موثر آن چپ لرننگ کی حمایت کرنے کے لیے ابھی بھی اہم چیلنجز کا سامنا ہے، جس کی بنیادی وجہ روایتی بیک پروپیگیشن ٹریننگ الگورتھم اور میموری ریزسٹرس کی اصل خصوصیات کے لیے درکار اعلیٰ درست وزن کی تازہ کاری کے طریقہ کار کے درمیان ناقص مطابقت ہے۔

مندرجہ بالا مسائل کو حل کرنے کے لیے، پروفیسر وو ہوا کیانگ اور ایسوسی ایٹ پروفیسر گاؤ بن نے اسٹوریج کمپیوٹنگ مربوط کمپیوٹنگ پیراڈائم پر مبنی، دنیا کی پہلی عالمی سطح پر مربوط میموری ریزسٹر اسٹوریج-کمپیوٹنگ انٹیگریٹڈ چپ تیار کی جو موثر آن چپ لرننگ کو سپورٹ کرتی ہے (مشین لرننگ براہ راست ہو سکتی ہے۔ ہارڈ ویئر کے آخر میں مکمل)۔ انہوں نے میموری ریزسٹر اسٹوریج کمپیوٹنگ انٹیگریٹڈ چپس کے میدان میں اہم کامیابیاں حاصل کی ہیں جو آن چپ لرننگ کو سپورٹ کرتی ہیں، جس سے مصنوعی ذہانت، خود مختار ڈرائیونگ اور پہننے کے قابل آلات کی ترقی کو فروغ دینے کی امید ہے۔ متعلقہ کامیابیوں کو سائنس کے تازہ شمارے میں آن لائن شائع کیا گیا ہے۔

یہ اطلاع دی جاتی ہے کہ یہ چپ آن چپ لرننگ کے لیے توانائی کی کھپت حاصل کرتی ہے جو کہ ایڈوانسڈ پروسیس اسپیسیفک انٹیگریٹڈ سرکٹ (ASIC) سسٹم کا صرف 1/35 ہے، جبکہ توانائی کی کارکردگی میں 75 گنا بہتری کی بھی توقع ہے۔

یونیورسل الگورتھم اور فن تعمیرات جو میموری-ریزسٹر اسٹوریج کمپیوٹنگ انٹیگریشن پر مبنی ہیں تاکہ موثر آن-چِپ لرننگ۔

نیورومورفک میموری ریزسٹر چپس کا استعمال کرتے ہوئے ایج سیکھنا

ایک چھوٹی کار کے خودکار ٹریکنگ کنٹرول کے لیے انکریمنٹل لرننگ کا مظاہرہ

اسی کام کے لیے، اس چپ کے ذریعے حاصل کردہ آن چپ لرننگ کی توانائی کی کھپت جدید ٹیکنالوجی کے تحت ایک خصوصی ASIC سسٹم کی صرف 3% ہے، جو توانائی کی کارکردگی کے شاندار فوائد اور AI کی اعلیٰ کمپیوٹنگ پاور ڈیمانڈ کو پورا کرنے کی بڑی صلاحیت کا مظاہرہ کرتی ہے۔ دور. یہ روایتی وان نیومن کمپیوٹنگ فن تعمیر کے تحت توانائی کی کارکردگی کی رکاوٹ کو توڑنے کے لیے ایک جدید ترقی کا راستہ فراہم کرتا ہے۔

"اسٹوریج اور کمپیوٹیشن انٹیگریشن کی آن چپ لرننگ کم تاخیر اور کم توانائی کی کھپت کو حاصل کرتے ہوئے صارف کی پرائیویسی اور ڈیٹا کی مؤثر طریقے سے حفاظت کر سکتی ہے،" ڈاکٹر یاؤ پینگ، پوسٹ ڈاکیٹرل محقق نے وضاحت کی۔ بائیو میمیٹک دماغی پروسیسنگ کے طریقوں کا حوالہ دیتے ہوئے، یہ چپ مختلف کاموں کے لیے تیز رفتار "آن چپ ٹریننگ" اور "آن-چپ ریکگنیشن" حاصل کر سکتی ہے، نئے حالات کے مطابق ڈھالنے کے لیے کم بجلی کی کھپت کے ساتھ ایج کمپیوٹنگ کے منظرناموں میں اضافی سیکھنے کے کاموں کو مؤثر طریقے سے انجام دے سکتی ہے۔ علم، صارفین کی ذاتی ضروریات کو پورا کرنا۔

مثال کے طور پر، کچھ لوگ "7" نمبر کے بیچ میں ایک مختصر ڈیش شامل کرنے کے عادی ہیں۔ پہلے تو ذہین چپ اس علامت کو نہیں پہچانتی، لیکن دو یا تین ایسے لکھے ہوئے "7" پر تربیت کے بعد، وہ اسے نمبر "7" کے طور پر درست طریقے سے پہچان سکتا ہے۔

پیچیدہ اور ہمیشہ بدلتی ہوئی بین الاقوامی صورتحال میں، "بوٹلنک" ٹیکنالوجی کو توڑنا موجودہ توجہ کا مرکز بنی ہوئی ہے۔

عملی مسائل جیسے کہ جدید تحقیق اور ترقی کے سازوسامان کی کمی کا سامنا کرتے ہوئے، ٹیم کے ارکان کسی حد تک نقصان میں ہیں کہ آیا ان کا ہر قدم درست ہے، آیا نتائج توقعات پر پورا اتر سکتے ہیں، اور کیا ٹیکنالوجی کو مزید بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ یہ سب سب پر بہت بڑا بوجھ ہے۔

سب سے پہلے، تکنیکی چیلنجز ہیں. میمریسٹر چپس کی ترقی میں متعدد شعبوں جیسے میٹریل سائنس، فزکس، اور الیکٹرانک انجینئرنگ کا جدید علم شامل ہے۔ بہت سے تکنیکی چیلنجوں میں، سب سے پہلے جس پر توجہ دی جائے وہ یہ ہے کہ یادگاری آلات کے بڑے پیمانے پر انضمام کو کیسے حاصل کیا جائے۔ بڑی تعداد میں تجربات اور نظریاتی مطالعات کے ذریعے، ٹیم نے ایک آرکیٹیکچر-سرکٹ-پروسیس کو-آپٹیمائزیشن کا طریقہ تجویز کیا، جس نے اسٹوریج اور کمپیوٹیشن مربوط نظام کے ڈیزائن کے لیے رہنمائی فراہم کی۔

دوم، انجینئرنگ کے چیلنجز ہیں۔ بڑے پیمانے پر انضمام کے عمل اور سرکٹ کے اہم ڈیزائن کے ساتھ، نیچے سے اوپر کے ملٹی اسکیل غیر مثالی اثرات کی وجہ سے ہونے والی غلطیوں پر کیسے قابو پایا جا سکتا ہے اور ایک موثر سسٹم چپ میں جمع کیا جا سکتا ہے؟ ٹیم کے اساتذہ اور طلباء کی مشترکہ کوششوں سے، STELLAR فن تعمیر کو تجویز کیا گیا، الگورتھم کی اصلاح اور نقلی تجربات مکمل کیے گئے، اور ایک انتہائی موثر اسٹوریج اور کمپیوٹیشن انٹیگریٹڈ لرننگ چپ تیار کی گئی، جس سے رفتار اور توانائی کی کارکردگی میں نمایاں بہتری آئی۔

گاو بن کا خیال ہے کہ "سڑک مشکل ہے، لیکن اس کی غیر معمولی اہمیت ہے۔ موجودہ عالمی ہائی ٹیک فیلڈ میں یہ ایک اہم میدان جنگ ہے۔" چپ ریسرچ ایک طویل اور مشکل عمل ہے، جس میں کوئی واضح پیش رفت نظر نہیں آتی۔ تاہم، مسلسل تحقیق اور سیکھنے کے ذریعے، قابل قدر کامیابیاں حاصل کی جاتی ہیں.

تعلیمی مقالوں کے پہلے مصنفین کے طور پر، Zhang Wenbin اور Yao Peng نے اپنی ڈاکٹریٹ کی تعلیم کے دوران مختلف تحقیقی شعبوں جیسے سیمی کنڈکٹرز، مائیکرو الیکٹرانکس، سافٹ ویئر الگورتھم، اور نیورومورفک کمپیوٹنگ میں وسیع علم حاصل کیا ہے۔ انہوں نے بھرپور تحقیق اور ترقی کے نتائج اور انجینئرنگ کا قیمتی تجربہ جمع کیا ہے۔

کچھ بھی نہیں، کمزوری سے طاقت تک۔ سائنسی تحقیق کے اس راستے پر، جس کا کوئی شارٹ کٹ نہیں ہے، ان "چپ نوجوانوں" نے تیاری اور مشاہدے کے بعد ہار ماننے کے ان گنت لمحات کا تجربہ کیا ہے، صرف ایک کے بعد ایک چیلنج پر قابو پاتے ہوئے، بے شمار ناکامیوں کے بعد نئے سرے سے آغاز کرنے کے لیے۔

مستقبل کی طرف دیکھتے ہوئے، وو ہوا کیانگ کو امید ہے کہ ٹیم کے حل اور ٹیکنالوجیز تجربہ گاہوں سے آگے بڑھ کر سائنسی تحقیقی کامیابیوں کی تبدیلی کو مؤثر طریقے سے فروغ دے سکتے ہیں۔ وہ ملک اور معاشرے کی ضروریات کی خدمت کے لیے وقف ہیں۔