দ্বৈত স্কেলেবল অ্যানিলিং প্রসেসর: ক্ষমতা এবং নির্ভুলতার সীমা অতিক্রম করা

দুটি ধরণের আইসিং মডেল রয়েছে, বিরল-সংযুক্ত মডেল এবং সম্পূর্ণরূপে কাপল মডেল। খুব কম-সংযুক্ত মডেলগুলি আরও স্পিনগুলির অনুমতি দিয়ে উচ্চ স্কেলাবিলিটি সরবরাহ করে তবে মডেলের সাথে ফিট করার জন্য পুলিশকে রূপান্তরিত করতে হবে। অন্যদিকে সম্পূর্ণরূপে সংযুক্ত মডেলগুলি যে কোনও পুলিশকে রূপান্তর ছাড়াই সরাসরি ম্যাপ করার অনুমতি দেয়, এগুলিকে অত্যন্ত আকাঙ্ক্ষিত করে তোলে। তবে এগুলি ক্ষমতা (স্পিনের সংখ্যা) এবং নির্ভুলতা (ইন্টারঅ্যাকশন বিট প্রস্থ) এ সীমাবদ্ধ। যদিও পূর্ববর্তী গবেষণাগুলি একটি স্কেলযোগ্য কাঠামো ব্যবহার করে সম্পূর্ণ-আইএসই মডেলগুলি প্রয়োগ করেছে যা অ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (এএসআইসি) ব্যবহার করে ক্ষমতা বাড়িয়ে তুলতে পারে, তাদের ইন্টারঅ্যাকশন বিট-প্রস্থ স্থির করা হয়েছে, নির্দিষ্ট পুলিশকে সমাধান করা কঠিন করে তোলে।

একটি গ্রাউন্ডব্রেকিং স্টাডিতে, জাপানের টোকিও বিশ্ববিদ্যালয় বিজ্ঞান বিভাগের অধ্যাপক তাকায়ুকি কাওয়াহারা নেতৃত্বে জাপানের একটি গবেষণা দল, জাপানের সায়েন্সের বিজ্ঞান বিভাগের বৈদ্যুতিক প্রকৌশল বিভাগ থেকে, একটি উদ্ভাবনী দ্বৈত স্কেলেবল অ্যানিলিং প্রসেসিং সিস্টেম (ডিএসএপি) তৈরি করেছে যা একই স্কেলযোগ্য কাঠামো ব্যবহার করে একই সাথে ক্ষমতা এবং নির্ভুলতা উভয়ই স্কেল করতে পারে। তাদের অধ্যয়ন অনলাইনে জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল আইইইই অ্যাক্সেস মার্চ 21, 2025 এ, এবং 31 মার্চ, 2025 -এ 13 খণ্ডে প্রকাশিত হয়েছিল এবং মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক্স সম্পর্কিত 2024 আন্তর্জাতিক সম্মেলনে উপস্থাপিত হয়েছিল।

ডিএসএপিএস দুটি কাঠামো ব্যবহার করে সিস্টেমের শক্তি গণনার জন্য দায়ী ∆E ব্লকগুলি হেরফের করে দ্বৈত স্কেলিবিলিটি অর্জন করে। অর্থাত্, প্রচলিত উচ্চ-ক্ষমতার কাঠামো এবং একটি অভিনব উচ্চ-নির্ভুলতা কাঠামো। প্রতিটি ব্লক একটি সিএমওএস-ভিত্তিক এপি বোর্ডে একটি বৃহত আকারের ইন্টিগ্রেটেড (এলএসআই) চিপের সমতুল্য এবং ইন্টারঅ্যাকশন ম্যাট্রিক্স এবং স্পিনগুলি অন্তর্ভুক্ত করে। উচ্চ-ক্ষমতার কাঠামো প্রতিটি ব্লককে ছোট সাব-ব্লকগুলিতে বিভক্ত করে যা পৃথকভাবে গণনা করা হয় এবং তারপরে এপি বোর্ডের একটি নিয়ন্ত্রণ ব্লক দ্বারা একত্রে যুক্ত হয়। এটি স্পিনের সংখ্যাটি আরও সাব-ব্লকগুলিতে কেবল ∆E ব্লককে বিভক্ত করে বাড়ানোর অনুমতি দেয়।

উচ্চ-নির্ভুলতা কাঠামো একই স্পিন নম্বর এবং ইন্টারঅ্যাকশন সহ একাধিক ∆E ব্লকগুলিকে বিভিন্ন বিট স্তরে গণনা করতে সক্ষম করে। নিয়ন্ত্রণ ব্লক তারপরে বিট শিফট সম্পাদন করে তাদের গণনাগুলিকে একত্রিত করে, যার ফলে সামগ্রিক মিথস্ক্রিয়া বিট-প্রস্থ হয়। উদাহরণস্বরূপ, একক নিয়ন্ত্রণ ব্লক সহ বিভিন্ন বিট স্তরে চারটি ব্লক সহ একটি সিস্টেম মূল ইন্টারঅ্যাকশন বিট প্রস্থের চারগুণ হ্যান্ডেল করতে পারে।

“ডিএসএপিএস একটি বিপ্লবী ব্যবস্থা যা একক ক্ষেত্রের প্রোগ্রামেবল গেট অ্যারে কন্ট্রোল ব্লক সহ একাধিক অভিন্ন এলএসআই চিপগুলি নিয়ন্ত্রণ করে স্পিনের সংখ্যা এবং ইন্টারঅ্যাকশন বিট প্রস্থের একযোগে প্রসারণের অনুমতি দেয়,” অধ্যাপক কাওহারা হাইলাইট করে। “অতিরিক্তভাবে, এই সিস্টেমটি খুব কম-কাপল এবং সম্পূর্ণরূপে মিলিত আইএসিং মডেলগুলির জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে” “

সিস্টেমের ব্যবহারিকতা প্রদর্শনের জন্য, গবেষকরা স্পিন থ্রেড ব্যবহার করে একটি সিএমওএস-এপি বোর্ডে দুটি ডিএসএপি কনফিগারেশন প্রয়োগ করেছিলেন: একটি 2048 স্পিন সহ, 10-বিট ইন্টারঅ্যাকশন এবং চারটি থ্রেড সহ, এবং অন্যটি 1024 স্পিন, 37-বিট ইন্টারঅ্যাকশন এবং দুটি থ্রেড সহ। এটি এএসআইসির তুলনায় যথেষ্ট উন্নতি, যা সাধারণত 4 থেকে 8 বিটের ইন্টারঅ্যাকশন বিট প্রস্থ থাকে।

সর্বোচ্চ-কাট সমস্যার বৈধতা পরীক্ষাগুলি দেখিয়েছে যে উভয় ডিএসএপি সর্বাধিক পরিচিত তাত্ত্বিক ফলাফলের তুলনায় 99% এরও বেশি নির্ভুলতা অর্জন করেছে। যাইহোক, 0-1 ন্যাপস্যাক সমস্যায়, 10-বিট ইন্টারঅ্যাকশন সহ ডিএসএপিগুলি 99%এর একটি বৃহত গড় বিচ্যুতি দেখিয়েছিল, যখন 37-বিট কনফিগারেশনটি সিপিইউ-ভিত্তিক অনুকরণগুলিতে দেখা যায় কেবল 0.73%এর অনেক কম গড় বিচ্যুতি দেখিয়েছিল। এটি একটি ডিএসএপিএস কনফিগারেশন নির্বাচন করার গুরুত্বকে হাইলাইট করে যা লক্ষ্য সিওপির বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে একত্রিত হয়।

প্রফেসর কাওয়াহারা মন্তব্য করেছেন, “এই সিস্টেমটি জটিল বাস্তব-বিশ্বের পুলিশদের সমাধানের জন্য স্কেলযোগ্য এপিএস বিকাশে গুরুত্বপূর্ণ প্রমাণিত হবে।” “আমাদের বিভাগ গত 10 বছর ধরে সম্পূর্ণরূপে সংযুক্ত আইসিং মেশিনগুলির এলএসআই বাস্তবায়নের বিষয়ে গবেষণা প্রচার করে আসছে। ২০২৫ সালে শুরু করে, এই সিস্টেমটি তৃতীয় বর্ষের সমস্ত শিক্ষার্থীদের জন্য শিক্ষার্থীদের পরীক্ষা-নিরীক্ষা হিসাবে অন্তর্ভুক্ত করা হবে, সেমিকন্ডাক্টর ডিজাইন শিক্ষা বাড়িয়ে তুলবে।”

সামগ্রিকভাবে, এই অধ্যয়নটি বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে স্কেলযোগ্য, উচ্চ-নির্ভুলতা, সম্পূর্ণরূপে সংযুক্ত আইসিং মেশিনগুলির বিকাশের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ চিহ্নিত করেছে।