تطور صناعة رقائق GPU يُنتظر أن يُحدث ثورة في تقنيات الواقع الافتراضي

أسس ديفيد كوسلين وإيان تومبسون شركة لتقنيات الواقع الافتراضي تسمى “أنجل تكنولوجيز” Angle Technologies. وبعد عامين من العمل على مشروع سريّ، حصلا معه على دعم مادي قدره 8 ملايين دولار، يقول كوسلين وتومبسون إنهما يعملان على طريقة من شأنها أن تغير العلاقة بين أجهزة الحاسب والبرمجيات.

حين يقوم جهاز الحاسب أو منصة الألعاب بتشغيل هذا العالم الافتراضي، فإن رقائق وحدة معالجة الرسوميات GPU “جي بي يو” تلعب دورًا كبيرًا على نحو غير متوقع، مع تحمّل الكثير من العبء عن وحدة المعالجة الرئيسية CPU “سي بي يو”. وقد صُممت هذه الرقائق في الأصل كوسيلة فضلى لتقديم الرسومات للألعاب والبرامج الأخرى. وهي لا تزال تلعب هذا الدور المهم جدًا للعالم الافتراضي الذي تعمل شركة “أنجل” على تطويره.

لكن ليس هذا كل ما في الأمر. إذ يعمل كوسلين و تومبسون على جعل تلك الرقائق تقوم بمهام أخرى لا تعد ولا تحصى، وذلك بفضل كون وحدات معالجة الرسومات جيدة جدًا في تشغيل العديد من العمليات الحسابية بالتوازي. ويمكن لآلة واحدة أن تضم مئات من رقائق “جي بي يو”، مع إمكانية أن تعمل كل رقاقة إلى حد كبير من تلقاء نفسها. لذا يقول كوسلين وتومبسون إن القيام بمئات المهام الرقمية في نفس الوقت من شأنه أن يجعل المستخدم يحس، عندما يكون في العالم الافتراضي، وكأنه في كون بديل.

عندما بدآ في بناء عالمهما الافتراضي، دفع كوسلين وتومبسون معظم هذه المهام من خلال وحدة المعالجة المركزية، وهو المعالج الرئيسي للحاسب. ولكن ذلك لم ينجح. وكما يوضح كوسلين، فقد استخدما وحدة المعالجة المركزية “لإنشاء أشياء جديدة أثناء انتقالك عبر هذا العالم – الأشجار، والشجيرات، والصخور، وأي شيء آخر احتاجاه لتقليد الواقع”. وقد استغرق تحميل كل كائن إلى الرقاقة نحو خمسة ميللي ثانية واحدة وهي مدة طويلة جدًا، بالنظر إلى كم الأشياء التي يحتاجان لتحميلها.

ويقول كوسلين: “إذا قمت بإنشاء ما يصل إلى 10 ملايين كائن، فإنك سوف تُصدم من هول الحجم. ذلك أن تحميل العالم فقط بطيء على نحو لا يصدق”. وأضاف: “فكرنا: يا رجل، لو كان لدينا وسيلة موازية للقيام بكل هذه العمليات المستقلة على نحو سريع جدًا، وهذا هو بالضبط ما تعد وحدة معالجة الرسوميات جيدًا حقًا فيه”.

يُذكر أن نهجهما هو جزء من تحول أوسع بكثير في عالم العتاد الصلب والبرمجيات. فعلى مدى عقود، كانت قوة المعالجة المتاحة من رقائق الحاسب الفردية تزداد أو تتضاعف كل 18 شهرًا أو نحو ذلك، وفقًا لمبدأ مور. ولكن في السنوات الأخيرة، بدأ هذا الاتجاه في التباطؤ، حتى مع زيادة الطلب على تطبيقات البرمجيات الحديثة التي تتطلب قوة معالجة أكثر بكثير من أي وقت مضى.

وقد دُفعت هذه التغييرات بالفعل من خلال مراكز البيانات الضخمة التي تدعم أمثال جوجل، وفيس بوك، ومايكروسوفت، وأمازون. ونظرًا لأن خدماتها الإلكترونية لم تعد قادرة على التعامل مع جميع المهام على وحدات المعالجة المركزية وحدها، فإن هذه الشركات تقوم بنقل أحمال المعالجة الرئيسية إلى وحدات معالجة الرسومات، والرقائق القابلة للبرمجة التي تدعى “إف بي جي أي” FPGA، وحتى الرقائق المصنوعة خصيصًا، مثل معالجات الذكاء الاصطناعي. وغالبًا ما تكون الشبكات العصبية وغيرها من أشكال الذكاء الاصطناعي هي القوى الدافعة وراء هذا التحول.

ويُعتقد أيضًا أن تقنيات الواقع الافتراضي الصاعدة تدفع أيضًا نحو زيادة قدرات المعالجة، إذ إنها تتطلب معالجة كل شيء لحظيًا على جهاز المستخدم وليس في السحابة، فالمستخدم بحاجة لتوفير كل ميللي ثانية، حتى لو كان الأمر يتعلق بنقل الحسابات إلى وحدة المعالجة المركزية، لذا يقول كوسلين: “هناك مهام مستعصية تمامًا على وحدة المعالجة المركزية”.

وفي عالمهما الافتراضي، يعمل كوسلين وتومبسون على الاستفادة من قدرة المعالجة الإضافية التي توفرها وحدات معالجة الرسوميات على الحواسب الشخصية ومنصات الألعاب عالية الأداء، وذلك من خلال جعل تلك الرقائق تقوم ببعض الحسابات إلى جانب معالج الرسوميات.

ومع تطور الواقع الافتراضي وتقنياته، يُعتقد أن الشركات المصنعة لوحدات معالجة الرسوميات سوف تضطر لتعزيز قدراتها، وربما قد تضطر لصناعة وحدات “جي بي يو” مخصصة لنظارات الواقع الافتراضي، لتعمل جنبًا إلى جانب مع الحواسب الشخصية ومنصات الألعاب، أو حتى أن تعمل مستقلة بذاتها.

وهو بالفعل ما تسعى إليها شركات عدة، بما في ذلك إنتل، التي تسعى إلى تطوير نظارة واقع افتراضي بقدرات معالجة كبيرة لا تتطلب معها وصلها بحاسب شخصي أو منصة، إضافة إلى مايكروسوفت إلى صنعت بالفعل معالجًا مخصصًا لنظارة الواقع المختلط “هولولنز” للمساعدة على تعقب حركة المستخدم.