පරිගණකයක් අස්සේ තියෙන Hardware ගැන කතා කරද්දී අපි හැමෝම දන්න ප්රධාන කෑලි දෙකක් තියෙනවා. ඒ තමයි හිතන්න පාවිච්චි කරන CPU එක (Processor) සහ දත්ත තාවකාලිකව රඳවගන්න RAM එක. අපි අපේ ලැප්ටොප් වලට කොච්චර ඉහළ සංඛ්යාතයකින් (Frequency) වැඩ කරන, 3200MHz වගේ වේගවත් RAM ගැහුවත්, 14th Gen අලුත්ම Processors දැම්මත්, මේ සිස්ටම් එකේ ලොකුම දුර්වලතාවයක් හැංගිලා තියෙනවා.
අද KP Tech Gear අපි කතා කරන්න යන්නේ මේ දුර්වලතාවය සම්පූර්ණයෙන්ම නැති කරලා, RAM එකයි CPU එකයි දෙකම තනි කෑල්ලක් බවට පත් කරන, අනාගතයේ මුළු පරිගණක ලෝකෙම ආක්රමණය කරන්න යන Memristor (මෙම්රිස්ටර්) කියන අතිශය දියුණු Hardware තාක්ෂණය ගැනයි!
🚦 1. පරිගණක විද්යාවේ ලොකුම හිරවීම! (Von Neumann Bottleneck)
1945 දී ජෝන් ෆොන් නියුමන් (John von Neumann) කියන විද්යාඥයා තමයි අද අපි පාවිච්චි කරන පරිගණක වල Architecture එක හැදුවේ. ඒකට අනුව CPU එකට ගණන් හදන්න ඕන වුණාම, ඒකට අදාල Data ටික එයා ඉල්ලගන්නේ RAM එකෙන්. මේ දෙක තියෙන්නේ Board එකේ තැන් දෙකක නිසා, මේවා අතර දත්ත ගෙනියන්න බස් එකක් (Data Bus) පාවිච්චි කරන්න වෙනවා.
CPU එක කොච්චර Fast වුණත් වැඩක් නෑ, RAM එකෙන් Data අරගෙන CPU එකට එනකම් CPU එකට බලන් ඉන්න වෙනවා. මේ ප්රමාදයට අපි කියන්නේ "Von Neumann Bottleneck" කියලා. මේ නිසා අතිවිශාල විදුලියක් නාස්ති වෙනවා වගේම, පරිගණකය රත් වෙන්නත් පටන් ගන්නවා.
🧠 2. විසඳුම: මොකක්ද මේ Memristor එකක් කියන්නේ?
අපි ඉස්කෝලේ විද්යාව පාඩමේදී ඉලෙක්ට්රොනික්ස් වල මූලික උපාංග (Components) 3ක් ගැන ඉගෙනගෙන තියෙනවා:
- Capacitor (ධාරිත්රකය)
- Resistor (ප්රතිරෝධකය)
- Inductor (ප්රේරකය)
හැබැයි 1971 දී ලියොන් චුවා (Leon Chua) කියන විද්යාඥයා ගණිතමය වශයෙන් ඔප්පු කළා හතරවෙනි උපාංගයකුත් තියෙන්න ඕනේ කියලා. ඒකට එයා නම දැම්මා Memory + Resistor = Memristor (මෙම්රිස්ටර්) කියලා. ගණිතමය සංකල්පයක් විදියට විතරක් තිබ්බ මේක, 2008 අවුරුද්දේදී HP Labs එකේ පර්යේෂකයින් විසින් භෞතිකවම නිපදවන්න සමත් වුණා!
සාමාන්ය Resistor එකක ප්රතිරෝධය (Resistance) නියතයි. හැබැයි Memristor එකක් හරහා යන කරන්ට් එකට අනුව ඒකේ ප්රතිරෝධය වෙනස් වෙනවා. විදුලිය විසන්ධි කරත් (Power Off කරත්), එයා අන්තිමට තිබ්බ ප්රතිරෝධය මතක තියාගෙන ඉන්නවා! (Non-volatile). මේක හරියටම අපේ මොළේ තියෙන සෛල (Neurons) වැඩ කරනවා වගේමයි!
🧬 3. CPU එකයි RAM එකයි එකක් වීම (Neuromorphic Computing)
මෙම්රිස්ටර් වලට පුළුවන් දත්ත ගබඩා කරගන්න වගේම (මොකද එයා Resistance එක මතක තියාගන්න නිසා), ඒ වෙලාවෙම ඒක හරහා යන කරන්ට් එක පාලනය කරලා ගණනය කිරීම් (Processing) කරන්නත්. ඒ කියන්නේ CPU එක කරන වැඩෙයි, RAM එක කරන වැඩෙයි දෙකම මේක ඇතුළෙම වෙනවා!
මේ නිසා දත්ත එහාට මෙහාට ගෙනියන්න ඕන වෙන්නේ නෑ. Bottleneck එකක් නෑ. මෙන්න මේ විදියට මොළයක් වගේ ක්රියා කරන Computer Architecture එකට අපි කියන්නේ Neuromorphic Computing කියලයි.
def von_neumann_process():
data = fetch_from_ram() # මෙතනදී Time එකයි Energy එකයි නාස්ති වෙනවා!
result = cpu_calculate(data)
save_to_ram(result)
# අනාගත Memristor (Neuromorphic) Architecture එක
def memristor_process():
# දත්ත ගන්න තැනමයි, ගණන් හදන්නේ! බාහිර RAM එකක් නෑ.
update_memristor_state(input_voltage) # Processing + Storage happening at once!
🚀 4. Memristors ආවට පස්සේ අනාගතය කොහොම වෙයිද?
- Instant Booting (ක්ෂණිකව On වීම): දැන් අපි PC එකක් On කරද්දී OS එක SSD එකේ ඉඳන් RAM එකට ලෝඩ් වෙන්න වෙලාවක් යනවනේ. Memristors වලට කරන්ට් එක නැති වුණත් දත්ත අමතක වෙන්නේ නැති නිසා, කොම්පියුටරේ On කරපු තත්පරේම කලින් හිටපු තැනම ඉඳන් වැඩ කරන්න පුළුවන්.
- Analog Computing: දැනට තියෙන පරිගණක තේරුම් ගන්නේ 0 සහ 1 (Binary) විතරයි. හැබැයි Memristor එකක ප්රතිරෝධය 0 ත් 1 ත් අතර ඕනෑම අගයක (Infinite states) තියාගන්න පුළුවන්. ඒ කියන්නේ එක Memristor එකකට සාමාන්ය ට්රාන්සිස්ටර් දහස් ගාණක වැඩ තනියම කරන්න පුළුවන්!
- AI වල ඊළඟ යුගය: දැවැන්ත AI Models අපේ අතේ තියෙන Mobile Phones වලම Run කරන්න මේ තාක්ෂණයෙන් පුළුවන් වෙනවා, මොකද මේවට යන විදුලි බලය ඉතාමත් අවමයි.
Moore's Law එකට අනුව සාමාන්ය සිලිකන් චිප්ස් වලට ට්රාන්සිස්ටර් ඔබන්න පුළුවන් උපරිම සීමාවට අපි දැන් ඇවිත් ඉන්නේ. ඒ කියන්නේ ඩිජිටල් පරිගණක වල අවසානය ළඟයි. මේකට තියෙන එකම සහ හොඳම Hardware විසඳුම තමයි Memristors පදනම් කරගත්ත Neuromorphic Chips නිර්මාණය කරන එක.
ඉතින් මචං, පරිගණකයක් ඇතුලේ CPU එකකුයි RAM එකකුයි නැතුව, හරියටම අපේ මොළයක් වගේ වැඩ කරන මේ Hardware මැජික් එක ගැන ඔයා මොකද හිතන්නේ? 🤯
මේ වගේ ලංකාවේ කවුරුත් කතා නොකරන, හැබැයි අනිවාර්යයෙන්ම දැනගෙන ඉන්න ඕන අලුත්ම Tech මාතෘකා ගැන දිගටම කියවන්න KP Tech Gear එක්ක සෙට් වෙලා ඉන්න. පහළින් ඔයාගේ අදහසත් දාගෙනම යන්න. ජය වේවා! 👇
Discussion