تلاش پژوهشگران برای طراحی نوعی کارت شبکه با سرعت صد برابر نمونه‌های موجود

تولید نسل جدیدی از کارت شبکه با سرعتی بیش از صد برابر نمونه‌های کنونی که توسط سازمان‌های پیشرفته مورد استفاده قرار می‌گیرند، جزو اهدافی به شمار می‌رود که به تازگی سازمان پروژه‌های پژوهشی پیشرفته‌ی دفاعی آمریکا برای عملی کردن آن برنامه‌ریزی کرده است.

به منظور تولید نسل جدید کارت شبکه با توانایی یاد شده، سازمان پروژه‌های پژوهشی پیشرفته‌ی دفاعی آمریکا پروژه‌ی جدیدی با نام تولید کارت شبکه پر سرعت، که به صورت مخفف با نام FastNICs شناخته می‌شود را راه‌اندازی نموده است. این پروژه قصد دارد از مهندسان خلاق و با استعداد در جهت تولید نسل جدیدی از تجهیزات شبکه استفاده کند که از نظر میزان سرعت و کیفیت عملکرد در سرورهایی که مورد استفاده قرار می‌گیرند تفاوتی معادل صد برابر را نسبت به نمونه‌های کنونی به نمایش می‌گذارند.

در حال حاضر توان عملیاتی قدرتمندترین تجهیزات شبکه که در بهترین سخت‌افزارهای موجود در بازار مورد استفاده قرار می‌گیرد از نظر تئوری رقمی در حدود ده به توان چهارده بیت به ازای هر ثانیه است. این در حالی است که توان عملیاتی این تجهیزات در عمل حول و حوش رقم ده به توان ده تا ده به توان یازده بیت به ازای هر ثانیه قرار می‌گیرد. در این میان پروژه‌ی جدید تولید کارت شبکه توان عملیات بسیار بالاتری را برای این قطعه‌ی سخت‌افزاری مدنظر قرار داده است و از نظر سرعت رسیدن به خروجی گیگابیت را به جای بیت در برنامه دارد.

بنابر اعتقاد پژوهشگران سازمان پروژه‌های پژوهشی پیشرفته‌ی دفاعی آمریکا نوع عملکرد یک شبکه کم و بیش از همان مسیری استفاده می‌کند که نوع عملکرد پردازشی یک سیستم کامپیوتری از آن بهره می‌برد. بنابراین نسل جدید تجهیزات شبکه که قرار است توسط پژوهشگران سازمان پروژه‌های پژوهشی پیشرفته‌ی دفاعی آمریکا طراحی شود باید علاوه بر بهبود سرعت، افزایش حافظه و بهبود طراحی نرم‌افزاری را نیز مد نظر قرار دهد.

تکامل شبکه‌های عصبی مبتنی بر هوش مصنوعی و افزایش میزان کارایی آن‌ها روز به روز در حال پیشرفت است. بنابراین استفاده از آن‌ها به شکل گسترده مستلزم بهره‌مندی از کارت‌های شبکه با سرعت و توان عملیاتی بالاتری نسبت به نمونه‌های کنونی خواهد بود. به طور کل بهبود ارتباطات موجود میان گره‌های محاسباتی یکی از چالش‌هایی است که در توزیع پردازش‌های کامپیوتری وجود دارد. چالشی که در نسل جدید کارت شبکه به صورت جدی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

در مجموع آن‌چه که سازمان پروژه‌های پژوهشی پیشرفته‌ی دفاعی آمریکا در پروژه‌ی جدید خود مد نظر قرار داده است نه ایجاد بهبود جزیی در عملکرد کارت‌های شبکه فعلی که طراحی تجهیزات شبکه‌ی جدیدی خواهد بود که ساختار آن‌ها از نو پیاده شده است.

این پروژ‌ی جدید علاوه بر توسعه‌ی بخش سخت‌افزاری، توسعه‌ی بخش نرم‌افزاری را نیز مد نظر قرار داده است. در بخش توسعه‌ی سخت‌افزاری این پروژه، پژوهشگران باید سخت‌افزارهای واسط شبکه با توان ۱۰tbs را طراحی کرده و عملکرد آن‌ها را به نمایش بگذارند. سخت‌افزارهایی که به لحاظ تکنولوژیک از سیستم نقشه‌ی راه کنونی استفاده می‌کنند. ضمن آن که سخت‌افزارهای مذکور باید از توانایی برقراری ارتباط با سرورهایی که از واسط استاندارد بهره می‌برند برخوردار باشند.

در مجموع هدف نهایی از پروژه‌ی جدید سازمان پروژه‌های پژوهشی پیشرفته‌ی دفاعی آمریکا، که در نگاه نخست برای تولید نمونه‌های نسل بعدی کارت شبکه برنامه ریزی شده است، توسعه‌ی سیستم یادگیری ماشینی و سنسورها برای استفاده در پهپادها، وسایل نقلیه پروازی و خودروهای بدون سرنشین خواهد بود.

به طور کل در سیستم یادگیری ماشینی داده‌ها مدام در حال جابه‌جایی و انتقال هستند. بنابراین استفاده از سیستم‌هایی که سرعت پردازش آن‌ها چندان بالا نیست می‌تواند موجب به وجود آمدن وقفه در عملیات انتقال داده‌ها شود. بر همین اساس اگر سرعت انتقال داده‌ها از یک دستگاه به دستگاه دیگر افزایش یابد، به طور حتم میزان عملکرد نهایی سیستم نیز با بهبود آشکاری همراه خواهد بود.

یکی از مدیران پروژه‌ی جدید سازمان پروژه‌های پژوهشی پیشرفته‌ی دفاعی آمریکا یعنی دکتر جاناتان اسمیت معتقد است که جدی‌تری گلوگاه موجود برای تحت تاثیر قرار دادن توان عملیاتی یک فرایند پردازشی هنگام اتصال یک دستگاه به یک شبکه‌ی خارجی ایجاد می‌شود. امری که توانایی انتقال داده‌ها را به طرز محسوسی تحت تاثیر قرار می‌دهد.

بنابر نظر اسمیت تحقیقات اخیر نشان داده است که اگر پشتیبانی از تجهیزات شبکه نظیر کارت شبکه افزایش یابد و این پشتیبانی منجر به افزایش سرعت تجهیزات مذکور شود، سرعت فعالیت کل سیستم توزیع مبتنی بر یادگیری ماشین نیز به طرز محسوسی افزایش خواهد یافت. امری که موجب تمرکز او و همکارانش بر توسعه‌ی پروژه‌ی جدید تولید نسل تازه‌ی کارت شبکه شده است.

به هر حال باید منتظر ماند و دید که در چه زمانی می‌توان از کارت‌های شبکه نسل جدید استفاده کرد و موارد استفاده از این کارت‌های شبکه بیشتر در چه حوزه‌هایی خواهد بود.