وحدات معالجة تنسر | TENSOR PROCESSING UNITS (TPUs)

ما هي وحدات معالجة تنسر؟

عبارة عن دارات متكاملة محددة التطبيق أو كما تعرف اختصاراً باسم شرائح آسيك (ASICs) طورتها شركة جوجل لتسريع تطبيقات التعلم الآلي والتعلم العميق. تم تصميم وحدات معالجة تنسر للتعامل خصيصاً مع حمل المعالجة الناتج عن تدريب واستخدام الشبكات العصبونية العميقة بالاعتماد على منصة تنسرفلو (TensorFlow).

وتتوفر هذا الشرائح بشكل حصري باعتبارها خدمة على منصة جوجل السحابية؛ أي لا يمكن شرائها كعتاد لتشغيلها محلياً بسبب تكلفة التصميم والتصنيع المرتفعة للغاية. وتتواجد في مراكز بيانات الشركة على شكل أجهزة مفردة تعمل بشكل مستقل، أو على شكل مجموعات (TPU Pods) مؤلفة من عدة وحدات متصلة مع بعضها بواسطة شبكات عالية السرعة مخصصة لها.

مم تتألف هذه الوحدات؟

تحتوي كل نواة في وحدات المعالجة هذه على المصادر الحسابية التالية:

1. وحدة ضرب مصفوفة (Matrix Multiplier Unit): عبارة عن 65,536 وحدة ضرب وجمع لإنجاز العمليات الحسابية على المصفوفة.
2. مخزن مؤقت موحد (Unified Buffer): عبارة عن ذاكرة وصول عشوائي ساكنة بسعة 24 ميجا بايت.
3. وحدة تفعيل (Activation Unit): توابع تفعيل مصممة كعتاد صلب.

ما أهم مميزات وحدات معالجة تنسر؟

تهدف هذه الوحدات إلى تقديم مرونة وأداء أعظمي؛ وبالتالي مساعدة الباحثين والمطورين والأعمال على تطوير تطبيقات تعلم آلي عالية الأداء باستخدام منصة تنسرفلو، وأهم ميزاتها:

1. تسريع الأداء بالنسبة لعمليات الجبر الخطي الحسابية التي تستخدم بشكل مُكثف في تطبيقات التعلم الآلي.
2. تخفيض الزمن مقابل الدقة عند تدريب نماذج الشبكات العصبونية المعقدة والضخمة، فالنماذج التي يستغرق تدريبها أسابيع بالاعتماد على الأجهزة الأخرى ستحتاج لساعات فقط عند استخدام وحدات معالجة تنسر.
3. تقديم أداء قوي بكلفة منخفضة مما يجعلها مثالية لتطبيق الحلول المعتمدة على التعلم الآلي بسرعة وبشكل متكرر.