Bilgisayar, bilişimdeki en zor problemleri çözmek için doğmuştur.

Bilgisayar

Teknolojik Yenilik Web Sitesi Editör Ekibi - 05/11/2025

Bu, tüm ilk testleri geçen Elektronik Prob Bilgisayarı 60'tır (EPC60). [Görsel: Jin Xu ve ark. - 10.1016/j.fmre.2025.05.010]

NP-tam problemler

Boyutları katlanarak artan NP-tam problemleri , bilgisayar bilimlerindeki en zorlu bulmacalardan bazılarını temsil eder. İnternet sinyal yönlendirmesinden biyomedikal, ulaşım ve endüstriye kadar çeşitli alanlarda önemli etkileri olan sorulardır.

Günümüz elektronik bilgisayarları bu sorunlarla başa çıkmakta iki temel kısıtlamadan dolayı büyük zorluk çekiyor: Fiziksel sınırlamalar, çünkü silikon işlemciler atom ölçeğine yakın ve kuantum etkileri işlevselliklerini etkilemeye başlıyor; ve Turing makinesi modeline özgü, verileri doğrusal ve sıralı bir şekilde işleyen mimari sınırlamalar.

Çin'deki Pekin Üniversitesi'nden Jin Xu ve meslektaşları, Turing modeli olmayan yeni bir hesaplama mimarisi geliştirdiler ve bunu ekibin "elektronik prob bilgisayarı" veya EPC60 adını verdiği gerçek bir makineye uyguladılar. EPC, Elektronik Prob Bilgisayarı anlamına gelir ve 60, makineyi birleştirmek için kullanılan kart sayısını ifade eder.

EPC60, NP-tam problemlerini çözmede klasik bilgisayarların hem doğruluğunu hem de verimliliğini aşarak, klasik mimarilerin temel sınırlamalarını aşan alternatif bir hesaplama mimarisine giden somut bir yol göstermiştir.

Xu, "Elektronik bilgisayarlar, Turing modelinin doğrusal veri düzenlemesi ve ardışık işlemleriyle doğası gereği sınırlıdır; bu da büyük ölçekli paralel işlemleri NP problemleri için pratik olmaktan çıkarır," diye açıkladı. "Sondaj makinemiz, verileri çok boyutlu birimler halinde düzenler ve tamamen paralel sondalama operatörleri kullanarak, operatörler arasında gecikme olmadan çözüm yollarının eş zamanlı olarak keşfedilmesini sağlar."

EPC60'ı oluşturan 60 plakadan birinin şeması ve görünümü. [Görsel: Jin Xu ve ark. - 10.1016/j.fmre.2025.05.010]

Sondaj bilgisayarı

Bu büyük paralel mimarinin prototipi, bilişimde bir dönüm noktasını temsil ediyor çünkü şimdiye kadar temelde teorik olan bir konuyu alıp, onu yalnızca en iyi yazılım çözücülerinden daha iyi performans gösteren değil, aynı zamanda doğası gereği ölçeklenebilir olan tam işlevli bir makineye dönüştürüyor.

Xu, "Performans testlerinde EPC60, 2.000 köşeli grafiklerdeki 3 renkli renklendirme problemlerini 3.430 saniyede %100 doğrulukla çözerken, önde gelen ticari çözücülerden Gurobi, 43.571 saniyede yalnızca %5-6 doğruluk elde etti," diye karşılaştırdı. "Gurobi'nin 15 günlük hesaplamadan sonra bile takılıp kaldığı özellikle zorlu bir durumda, EPC60 geçerli renklendirmeleri bir dakikadan kısa sürede bulmayı başardı."

Ekip şimdi EPC mimarisini genişletmeyi ve gerçek zamanlı endüstriyel uygulamalar için yüksek performanslı bilgi işlem ortamlarına entegrasyonunu keşfetmeyi planlıyor.

Xu, "Bu, tedarik zinciri lojistiğinden devre tasarımına kadar karmaşık sorunlara evrensel donanım tabanlı bir çözüm sunarak hesaplamalı zekada bir dönüm noktası oluşturuyor" dedi.

EPC60 mimarisinin şeması. [Görsel: Jin Xu ve ark. - 10.1016/j.fmre.2025.05.010]

Kazançlar

Ekip, NP-tam problemler için bu yeni hesaplama mimarisinin ilk analizlerinin aşağıdakileri gösterdiğini vurguluyor:

• Grafikler, tepe noktası silme, daraltma, kenar ekleme ve Kempe değiştirme işlemlerini gerçekleştiren özel araştırma operatörleri kullanılarak işlenen dört yapısal kategoriye ayrılır.
• Her bir araştırma operatörü, birbiriyle örtüşmeyen birden fazla alt grafik üzerinde bağımsız olarak çalışarak, işlemler arasındaki boşta kalma süresini ortadan kaldırır ve aramayı önemli ölçüde hızlandırır; muazzam bir paralellik sağlar.
• Sistemin endüstri standardı kabinlere monte edilmiş modüler tasarımı, yüksek hızlı optik bağlantılarla birbirine bağlanan standartlaştırılmış prob hesaplama birimlerinin eklenmesiyle genişlemeye olanak tanıyacak.

Diğer haberler:

Daha fazla konu