التقت هندسة أشباه الموصلات مع لاري بيليجي، رئيس كورالوبي وأستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة كارنيجي ميلون، والفائز بجائزة فيل كوفمان لهذا العام للمساهمات الرائدة. وفيما يلي مقتطفات من تلك المحادثة.
SE: متى بدأت العمل لأول مرة في مجال أشباه الموصلات، وخاصةً في جمعية الإمارات للغوص؟
بيليجي: كان هذا عام 1984 في أبحاث وستنجهاوس. كنا نصنع أجهزة ASIC - التناظرية والرقمية - ومع الأجهزة الرقمية كان لدينا أجهزة محاكاة منطقية. ولكن بالنسبة للتناظرية، لم تكن هناك طريقة لمحاكاتها في وستنجهاوس. لم يكن لديهم حتى SPICE محملاً على الجهاز. لذلك حصلت على نسخة من SPICE من بيركلي وقمت بتحميل ذلك الشريط، وكنت أول من استخدمه في مركز الأبحاث. لقد رأيت مدى محدودية الأمر وفكرت: "يجب أن تكون هناك أشياء أكثر نضجًا من هذا". أثناء عملي هناك، كنت أتلقى دروسًا مع أندريه ستروجواس في جامعة كارنيجي ميلون. لقد جاء إلي بعد بضعة أسابيع في ذلك الفصل وقال: "أعتقد حقًا أنه يجب عليك العودة إلى المدرسة للحصول على درجة الدكتوراه". لم أفكر في الأمر مطلقًا حتى تلك اللحظة. ولكن الحصول على أموال للذهاب إلى المدرسة؟ كان ذلك رائعًا، لذلك قمت بالتسجيل.
SE: محاكاة الدوائر في التناظرية هي إلى حد كبير قوة غاشمة، أليس كذلك؟
بيليجي: الأدوات الموجودة هناك جيدة حقًا. هناك العديد من الشركات المتخصصة في مجال التوابل، وجميعها لديها مجالاتها المتخصصة التي يمكنها أن تفعل أشياء عظيمة حقًا. لكنه ليس شيئًا يمكنك توسيع نطاقه بسهولة. لقد كان هذا تحديًا حقًا. هناك قوة غاشمة في الحلقة الأعمق، ولكن يمكنك تسريعها باستخدام الأجهزة.
SE: ما هي لحظة "آها" بالنسبة لك فيما يتعلق بالتعامل مع زمن الوصول للاتصال البيني مع استمرار التوسع في التوصيل البيني؟
بيليجي: كان هناك بعض الاهتمام بالنظر إلى شبكات RC التي ظهرت على الرقائق كنوع خاص من المشاكل. بول بنفيلد وآخرون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا فعلوا ذلك إلمور تقريب خطوط RC باستخدام اللحظة الأولى للاستجابة النبضية. إنها من بحث إلمور في ثلاثينيات القرن العشرين حول تقدير تأخير مكبرات الصوت. مارك هورويتز، أحد طلاب Penfield، حاول تمديد ذلك إلى لحظات قليلة. ما فعلناه كان أكثر من مجرد نهج عام، وذلك باستخدام العديد من اللحظات وبناء تقديرات تقريبية عالية الترتيب يمكنك تطبيقها على خطوط RC هذه. إذن فأنت تستخدم هذا حقًا لحساب ثوابت الوقت السائدة، أو الأقطاب السائدة، في الشبكة. وبالنسبة لدوائر RC، الأمر المثير للاهتمام حقًا هو أنه كلما كبرت الشبكة، أصبحت الأقطاب أكثر هيمنة. لذلك من الممكن أن يكون لديك مليون عقدة هناك - وهي مليون مكثف ومليون قطب - ولكن بالنسبة لخط RC، ثلاثة منهم سوف يصممونه بشكل جيد حقًا. وهذا يجعل الأمور فعالة حقًا، بشرط أن تتمكن من التقاط هؤلاء الثلاثة بكفاءة. كنت ساذجًا، ولم أكن أعلم أن علماء الرياضيات الفرنسيين مثل [هنري] بيد لقد حاولت بالفعل إجراء تقريبيات Pade قبل فترة طويلة. قلت في نفسي: "أوه، هذا يجب أن ينجح". ولقد واجهت الكثير من الحقائق حول سبب عدم نجاح ذلك. ولكن بعد ذلك تمكنت من تطبيق بعض خبرات الدائرة لوضعها في مكان حيث تعمل بفعالية كبيرة.
SE: كان الكثير من هذا العمل المبكر يدور حول إشارات الراديو. ولكن عندما تنقل ذلك إلى عالم الحوسبة، ماذا يمكنك أن تفعل به أيضًا؟ وإذا لم يكن عليك الآن وضع كل شيء على شريحة واحدة، فهل هذا يغير الأمور؟
بيليجي: لنأخذ توزيع الطاقة لدائرة متكاملة، على سبيل المثال. هذا هو ما تهيمن عليه في المقام الأول ظاهرة RC. تهيمن المقاومة بشكل كبير على ممانعة jωL - الحث. ولكن عندما تنتقل إلى الحزمة، فإن الأمر يختلف. إذا قمت بتجميع شرائح مختلفة معًا، سواء قمت برصها أو وضعها على وسيط، فإن الحث يبدأ في إبراز رأسه القبيح. الحث سيء للغاية للنمذجة والمحاكاة. المشكلة هي أنه عندما تنظر إلى السعات، فهذه مصفوفة محتملة حيث تأخذ أقرب أدوات التوصيل، وتقول، "حسنًا، لدي ما يكفي من هذه السعة لأقول أن هذا سوف يهيمن على السلوك." أنت في الأساس تتخلص من ما لا تحتاجه. مع الحث، هناك علاقة رأسية مقارنة بالسعة. الآن، إذا كنت تريد تأثير الحث السائد، فهذا ليس من السهل الحصول عليه. إذا كان لديك أدوات اقتران متبادلة من كل شيء إلى كل شيء آخر، وإذا قلت إنني سأتخلص من أدوات التوصيل إلى أشياء بعيدة، فهذا أمر يبدو معقولًا من وجهة نظر الدقة، ولكنه يؤثر على استقرار التقريب. في الأساس يمكن أن ينتهك مبدأ حفظ التدفق، بحيث تحصل على أقطاب موجبة. لذلك يمكنك في الواقع إنشاء أنظمة غير مستقرة بمجرد التخلص من مصطلحات الحث الصغيرة. عادةً عندما ترى شخصًا يحسب الحث، فهو في الواقع مجرد تقدير، أو أنه قد فعل بعض الأشياء لتحويله إلى نموذج مستقر.
سراج الدين: هل تعتمد هذه المحاكاة على قاعدة 80/20 أم 90/10؟
بيليجي: حتى بالنسبة للحزم التي كانت لدينا قبل أن نبدأ في عمل الأشياء متعددة الرقائق، كان توزيع الطاقة هو RC، ولكن عندما تقلبه في حزمة تحتوي على طبقات عديدة من المعدن، فهو LC. لقد واجهنا نفس المشكلة طوال العشرين عامًا الماضية، لكن ما حدث تمت إدارته بواسطة مهندسين جيدين. إنهم يطبقون أساليب متحفظة للغاية للتأكد من أن الرقائق ستعمل.
SE: والآن، عندما تقوم بتجميع ذلك في العقد والحزم المتقدمة وإزالة كل هذا الهامش، فإنك تواجه تحديات خطيرة، أليس كذلك؟
بيليجي: نعم، ولهذا السبب كان الوقت مناسبًا بالنسبة لي للتحول إلى شبكات الطاقة الكهربائية.
سراج الدين: تواجه شبكات الطاقة في مجتمعاتنا مجموعة من المشكلات الخاصة بها، مثل التوطين والخلط بين التيار المباشر والمتناوب، ومجموعة من المحولات.
بيليجي: إنها مشكلة رائعة. عندما دخلت في هذا الأمر لأول مرة، بدأ أحد طلابي يخبرني عن كيفية إجراء المحاكاة. فقلت: واو، هذا ليس له أي معنى. اعتقدت بسذاجة أنها كانت بمثابة دائرة كبيرة، لكنها أكثر من ذلك بكثير. إنها مشكلة رائعة جدًا للعمل عليها. لقد قمنا بتطوير الكثير من التقنيات المثيرة حقًا لهذه المشكلة. مع العاكسون، هناك حلقة تحكم كاملة. ليس هناك الجمود الذي تعاني منه الآلات الدوارة الكبيرة التي تغذيها الفحم. ولكن لديك كل هذه المكونات على نفس الشبكة. إن كيفية تصرف الشبكة ديناميكيًا تمثل مشكلة شاقة.
SE: هل يختلف ذلك أيضًا حسب الطقس؟ لديك اختلافات واسعة في درجة الحرارة المحيطة وجميع أنواع الضوضاء التي يجب عليك مواجهتها.
بيليجي: نعم بالتاكيد. وفي الواقع، فإن سلوك الخطوط يعتمد إلى حد كبير على درجة الحرارة. يؤثر ذلك على مدى مقاومة خطوط النقل. التردد منخفض جدًا، ولكن الأطوال طويلة جدًا، لذلك لديك مشاكل مماثلة، ولكن بشكل أكبر مع مصادر الطاقة المتجددة. هناك شمس، ثم سحابة، ثم شمس. أو الرياح تغير اتجاهها. كيف تخزن الطاقة لاستخدامها لاحقا؟ هذا هو المكان الذي يتحدثون فيه عن البطاريات الثقيلة الموجودة في الأرض وأشياء من هذا القبيل. إن القيام بذلك باستخدام شبكة قديمة، مثل تلك الموجودة لدينا، يمثل تحديًا. أفضل أن أبدأ من الصفر.
SE: عندما بدأت في مجال الإلكترونيات، هل كان الأمر إلى حد كبير مجالًا لبعض الشركات الكبيرة جدًا ذات الميزانيات البحثية الكبيرة جدًا؟
بيليجي: نعم، وهذا هو المكان الذي رأيت فيه أن الإدارة تُحدث فرقًا حقًا. بعض تلك الشركات، مثل شركة وستنجهاوس للأبحاث، كان لديها مرافق بحث وتطوير مذهلة، لكنها لم تستخدمها بشكل فعال، مثل كل أبحاث زرنيخيد الغاليوم حيث كنت أعمل. يبدو أنه في كل مرة نقوم بتطوير شيء ما لتحسين شيء ما، لم تكن الإدارة تعرف دائمًا ما يجب فعله به. لقد عملت مع بعض من أذكى الأشخاص الذين قابلتهم في حياتي، وقد عملوا على مشاريع مثل أول كاميرا في الفضاء، لكنهم كانوا يعيشون في غموض. لم يكن أحد يعرف أي شيء عن عملهم، لكنه كان مذهلاً.
SE: سؤال آخر متعلق بالرياضيات. من الواضح أنك تتمتع بسمعة طيبة لكونك لاعب بوكر قويًا جدًا. كيف اصطدم هذين العالمين؟
بيليجي: كنت في لاس فيغاس لحضور اجتماع DARPA وحصلت على إجازة بعد الظهر وكانت هناك دورة بوكر في تكساس هولدم. اعتقدت أن الأمر سيكون ممتعًا نوعًا ما، لذا لعبت لمدة أربع أو خمس ساعات، وخرجت، وكلفني ذلك 100 دولار. لقد كنت مفتونًا به، رغم ذلك. عدت إلى بيتسبرغ ووجدت أن الكازينو المحلي الخاص بنا قد بدأ غرفة بوكر بها دورات. بدأت أتحسن، ربما لأنني قرأت حوالي 30 كتابًا حول هذا الموضوع. كلما لعبت أكثر، كلما أدركت أن هناك الكثير من الطبقات لهذا الأمر. لقد لعبت أخيرًا في بطولة العالم في فيغاس، لأنها كانت بمثابة قائمة دلو، وتلك المرة الأولى التي وصلت فيها إلى اليوم الثاني من الحدث الرئيسي. وهذا يعادل الانتهاء من أعلى 40% من الملعب. عندما عدت إلى بيتسبرغ، كان هناك حدث "ليلة البوكر في أمريكا" في الكازينو. كان هناك حوالي 300 شخص وبعض الإيجابيات. لقد لعبت في ذلك، وفزت بالمركز الأول. كان ذلك يوم سبت في فترة عيد الشكر عام 2013. لعبنا من الظهر حتى بعد منتصف الليل مباشرة، ثم نبدأ مرة أخرى يوم الأحد. لعبنا حتى الساعة الخامسة صباحًا
SE: لا بد أن ذلك كان له أثره.
بيليجي: نعم، لأنني كنت أترأس عملية البحث عن رؤساء أقسام جدد. كان لدي اجتماع مقرر صباح يوم الاثنين ولم أستطع تفويته، لذلك قمت بإرسال بريد إلكتروني للجميع لأقول إنني سأتأخر لمدة ساعة وسألت عما إذا كان بإمكانهم تأجيل الاجتماع. عدت إلى المنزل وأكلت شيئًا ما، ونمت لمدة ساعة، ثم ذهبت إلى الحرم الجامعي لإجراء التصويت النهائي. سألوا ماذا حدث؟ قلت أنني كنت في بطولة البوكر. ظنوا أنني كنت أمزح. ولكن بعد ذلك رأوني على شاشة التلفزيون. جميع محطات الأخبار المحلية غطت الأمر على هذا النحو: "الأستاذ المحلي يتغيب عن المدرسة". تلقيت مكالمة من شخص لم أتحدث معه منذ 34 عامًا. قال عميدي إن ابنه يعتقد أن الهندسة كانت غبية. لكنه اكتشف بعد ذلك أن هذا المهندس فاز بدورة البوكر هذه، والآن يعتقد أن الهندسة رائعة حقًا.'
SE: كيف أثر ذلك على دروس الهندسة الخاصة بك؟
بيليجي: لقد قدمت نفسي لمجموعة من الطلاب هنا منذ عامين عندما أصبحت رئيس القسم وسألتهم إذا كانت لديهم أي أسئلة. رفعت سيدة شابة يدها وقالت: "نعم، هل يمكنك أن تعلمنا كيفية لعب البوكر؟" والآن أقوم بإجراء جلسة تدريب على البوكر مع الطلاب مرة واحدة في الفصل الدراسي.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://semiengineering.com/latency-interconnects-and-poker/
