توشيبا تطور التعلم العميق مع معالج الحوسبة العصبية ذو الطاقة المنخفضة للغاية

طوكيو - يوم الإثنين 7 نوفمبر 2016 [ME NewsWire]

(بزنيس واير): تواصل شركة توشيبا (المدرجة في بورصة طوكيو تحت الرمز: TOKYO:6502) الإعتماد على التزامها في تعزيز تحليل إنترنت الأشياء والبيانات الضخمة مع تطور الشبكة العصبية في النطاق الزمني¹ التي تستخدم دارة أشباه الموصلات للحوسبة العصبية ذات الإستهلاك المنخفض للطاقة لأداء المعالجة من أجل التعلم العميق. وتتألف الشبكة العصبية في النطاق الزمني من عدد هائل من وحدات المعالجة الصغيرة التي تستخدم التقنية التناظرية الأصلية من "توشيبا"، على عكس المعالجات الرقمية التقليدية. وتم الإعلان عن الشبكة العصبية في النطاق الزمني في 8 نوفمبر خلال مؤتمر دارات الحالة الصلبة الآسيوي 2016، وهو مؤتمر دولي عُقد في اليابان تحت رعاية معهد المهندسين الكهربائيين والإلكترونيين وتدور فعالياته حول تقنية دارات أشباه الموصلات.

ويتطلب التعلم العميق أعداد هائلة من العمليات الحسابية، وعادة ما تنفذ على معالجات عالية الأداء تستهلك الكثير من الطاقة. ومع ذلك، تتطلب قوة التعلم العميق لأجهزة النفاذ إلى الشبكات والمخصصة لإنترنت الأشياء، مثل أجهزة الاستشعار والهواتف الذكية، دارات متكاملة عالية الفعالية في استخدام الطاقة يمكنها أن تؤدي عدداً كبيراً من العمليات المطلوبة في حين تستهلك القليل من الطاقة.

وفي هيكلة الحواسيب نوع فون نيومان²، يتم استهلاك معظم الطاقة في نقل البيانات من الأجهزة على شريحة الذاكرة أو خارجها نحو وحدة المعالجة. أما الطريقة الأكثر فعالية للحد من حركة المعلومات هي أن توجد أعداد هائلة من وحدات المعالجة، تهدف كل منها إلى معالجة معلومة واحدة قريبة. وتم منح وزن لنقاط المعلومات هذه أثناء عملية التحويل من إشارة الإدخال (صورة قطة على سبيل المثال) إلى إشارة الإنناج (على سبيل المثال التعرف على صورة القطة). وكلّما كانت نقطة المعلومات أقرب إلى الإنتاج المرجو، كلّما كان الوزن الذي تم منحه مرتفعاً. ويوفر الوزن معلمة توجه تلقائياً عملية التعلم العميق.

ويتمتع الدماغ بهيكلة مماثلة، بحيث أن قوة الإقتران بين الخلايا العصبية (بيانات الوزن) هو في صلب نقاط الاشتباك العصبي (وحدات المعالجة). وفي هذه الحالة، تعتبر نقاط الاشتباك العصبي اتصالات بين الخلايا العصبية، وتتمتع كل منها بنقاط قوة مختلفة. وتحدد تلك القوة (الوزن) الإشارة التي تمرّ عبر الاتصال. وبهذه الطريقة، تقوم نقطة الإشتباك بتنفيذ نوع من المعالجة. وتعتبر هذه الهيكلة، التي يمكن إطلاق عليها إسم الهيكلة الممتدة مكانياً، جذابة، ولكنها تواجه عقبة واضحة -وهي أن تكرارها على شريحة يتطلب عدداً هائلاً من الدارات الحسابية التي تصبح بسرعة كبيرة للغاية.

وتسمح الشبكة العصبية في النطاق الزمني من "توشيبا"، التي توظف التقنيات التناظرية في النطاق الزمني ومعالجة الإشارات المختلطة الرقمية³ المطورة عام 2013، بعملية تصغير وحدة المعالجة. وفي التقنيات التناظرية في النطاق الزمني ومعالجة الإشارات المختلطة الرقمية، يتم بكفاءة تنفيذ العمليات الحسابية مثل الجمع، باستخدام الوقت المؤجل للإشارة الرقمية التي تعبر بوابة المنطق، كإشارة تناظرية. وباستخدام هذه التقنية، يمكن أن تتكون وحدة المعالجة من أجل التعلم العميق من البوابات المنطقية الثلاثة فقط ومن ذاكرة بسعة 1 بت مع الهيكلة الممتدة مكانياً بالكامل. وأنشأت "توشيبا" شريحة لإثبات صحة هذا المفهوم تستخدم خلية ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة باعتبارها الذاكرة التي أثبتت التعرف على الأرقام المكتوبة بخط اليد. ويبلغ استهلاك الطاقة لكل عملية حوالى 20.6 فيمتو جول⁴، وهو أفضل ب1/6 مرة من الكمية التي تم الإعلان عنها مسبقاً خلال مؤتمر رائد تم عقده من قبل⁵.

وتخطط "توشيبا" لتطوير الشبكة العصبية في النطاق الزمني  كذاكرة الوصول العشوائي المقاومة من أجل تحسين الطاقة وفعالية المنطقة. ويتمثل الهدف بالدارات المتكاملة التي تنجز تقنية التعلم العميق عالية الأداء على أجهزة النفاذ.

1. الشبكة العصبية في النطاق الزمني: شبكة عصبية تستخدم التقنية التناظرية في النطاق الزمني ومعالجة الإشارات المختلطة الرقمية

2. نوع فون نيومان: هيكلة الحواسيب القياسية والأكثر استخداماً على نطاق واسع. تقوم الهيكلة بتحميل البيانات من أجهزة الذاكرة إلى وحدة المعالجة من أجل البدء بالمعالجة.

3. التقنيات التناظرية في النطاق الزمني ومعالجة الإشارات المختلطة الرقمية: تقنية معالجة الإشارات التناظرية التي تستخدم الوقت المؤجل من الإشارة الرقمية التي تعبر بوابة المنطق، كإشارة تناظرية. وتم تطويرها من قبل "توشيبا". (المرجع: http://www.toshiba.co.jp/about/press/2013_02/pr2101.htm)

4. 20.6 فيمتو جول: أي ما يعادل أداء 48.6 تريليون عملية في ثانية واحدة مع واط واحد من استهلاك الطاقة.

5. رقم ورقة مؤتمر دارات الحالة الصلبة الدولي 2016 هو 24.2

لمحة عن "توشيبا"

تقوم شركة "توشيبا" المدرجة ضمن قائمة شركات "فورتشن 500 العالمية" بالاستفادة من قدراتها ذات المستوى العالمي في تصنيع منتجاتٍ وأنظمةٍ إلكترونيةٍ وكهربائيةٍ متقدمة تندرج في إطار ثلاثة مجالات أعمالٍ وهي: الطاقة التي تساهم في استدامة الحياة اليومية، والبنى التحتية التي تساهم في تحسين جودة الحياة، والتخزين الذي يساهم في استدامة مجتمع المعلومات المتقدمة. وتقوم "توشيبا" مدفوعةً بمبادئ الالتزام الأساسي لمجموعة "توشيبا" القائمة على "الالتزام تجاه الناس والالتزام بالمستقبل"، بتوجيه عملياتها العالمية كما أنها تسعى للإسهام في تحقيق عالم تتمتع فيه أجيال المستقبل بحياةٍ أفضل.

تأسست "توشيبا" في طوكيو عام 1875 وتدير حالياً شبكة عالمية من أكثر من 550 شركة مدمجة ولديها 188 ألف موظف حول العالم وتفوق مبيعاتها السنوية 5.6 تريليون ين ياباني (أي ما يعادل 50 مليار دولار أمريكي). (لغاية 31 مارس 2016).

لمعرفة المزيد عن "توشيبا"، الرجاء زيارة: www.toshiba.co.jp/index.htm.

مجموعة الصور والوسائط المتعددة متوفرة على:  http://www.businesswire.com/cgi-bin/mmg.cgi?eid=51455457&lang=en

إن نص اللغة الأصلية لهذا البيان هو النسخة الرسمية المعتمدة. أما الترجمة فقد قدمت للمساعدة فقط، ويجب الرجوع لنص اللغة الأصلية الذي يمثل النسخة الوحيدة ذات التأثير القانوني.

---

Contacts

شركة "توشيبا"

لأشباه الموصلات ومنتجات التخزين

كويتشي تاناكا/ كوتا ياماجي

مجموعة العلاقات العامة وعلاقات المستثمرين

قسم تخطيط الأعمال

هاتف: 3576-3457-3-81+

البريد الإلكتروني: semicon-NR-mailbox@ml.toshiba.co.jp

---

Permalink: http://me-newswire.net/ar/news/18995/ar