ابر کامپیوتر ها یا همان سوپر کامپیوتر ها برای پردازشهای سنگین به کار گرفته میشوند. این اصطلاح معمولاً برای سیستم هایی به کار میرود که قدرت پردازش اطلاعات فراوانی را در کسری از ثانیه را داشته باشند. تعریف ابر رایانه از زبان ویکی پدیا به صورت زیر است:
به کامپیوتری اطلاق می‌گردد که در زمان معرفی آن در زمینه میزان ظرفیت محاسبه در واحد زمان در دنیا پیشرو باشد. عبارت ابر رایانه برای اولین بار توسط مجله «نیویورک ورلد» برای اشاره به جدول‌سازهای آی‌بی‌ام ( IBM ) در دانشگاه کلمبیا به کار رفت.
اینگونه کامپیوتر ها در درجه اول برای کارهای علمی و مهندسی مورد استفاده قرار می گیرند که نیاز به محاسبات بسیار سریع و پیچیده دارند.
از جمله مواردی که ابر کامپیوتر ها در تهیه آنها نقش دارند عبارت اند از:
آزمایش مدل های ریاضی برای پدیده های پیچیده فیزیکی
شبیه سازی آب و هوای آینده
شبیه سازی پیدایش و تکامل کیهان
شبیه سازی سلاح های هسته ای و عملکرد راکتور ها
تحقیقات بر روی مواد شیمیایی برای ساخت دارو های جدید
رمز نگاری
با کاهش هزینه های ابر کامپیوتر ها در دهه 1990، مشاغل بیشتری شروع به استفاده از ابر کامپیوتر ها برای تحقیقات و سایر مدل های مرتبط با تجارت کردند.
ویژگی ابر کامپیوتر ها
ابرکامپیوتر ها ویژگی های متمایز خاصی دارند. بر عکس کامیپوتر های معمولی، ابر رایانه ها معمولا دارای بیش از یک CPU ( پرادزشگر مرکزی ) هستند. این پردازشگرها مدارهای مخصوصی برای تفسیر اطلاعات و دستور العمل های برنامه و انجام محاسبات عملی و منطقی در توالی مناسب را در خود جای داده اند.
استفاده از چندین پردازنده پر قدرت برای محاسبات سنگین و پیچیده ضروری است. سیگنال های الکترونیکی نمی توانند سریعتر از سرعت نور حرکت کنند، بنابراین محدودیت سرعت اساسی ترین مشکل برای انتقال سیگنال و سوئیچینگ در مدار های CPU است.
بازیابی سریع داده ها و دستورالعمل های ذخیره شده برای رسیدن به سرعت محاسباتی بالا در CPU ها لازم است. بنابراین، اکثر ابرکامپیوتر ها از ظرفیت ذخیره سازی بسیار بزرگی استفاده میکنند. همچنین ابرکامپیوتر ها از قابلیت ورودی و خروجی بسیار سریعی برخوردار هستند.
یکی دیگر از ویژگی های متمایز کننده ابرکامپیوتر ها، استفاده آنها از حسگر برداری (vector arithmetic) برای پردازش است که باعث میشود ابرکامپیوتر ها بتوانند چندین هزار محاسبه را هم زمان پردازش کنند. به عنوان مثال ، یک ابر رایانه معمولی می تواند لیستی از میزان دستمزد ساعتی برای گروهی از کارگران کارخانه را با لیستی از ساعات کار اعضای آن گروه ضرب کند تا لیستی از سود آوری کسب شده توسط هر کارگر را به دست آورد.
کاربردهای ابرکامپیوتر ها
ابرکامپیوتر ها در ابتدا در برنامه های مربوط به امنیت ملی، از جمله طراحی سلاح های هسته ای و رمزنگاری استفاده می شدند. امروزه از آنها به طور معمول در صنایع هوافضا، نفت و صنایع اتومبیل استفاده می شود. علاوه بر این، ابر رایانه ها کاربردهای زیادی در زمینه های مربوط به مهندسی یا تحقیقات علمی پیدا کرده اند.
بدون شک ابرکامپوتر ها در رسیدن ما به فهم قابل قبولی در مورد کیهان، طراحی سلاح های هسته ای و رمزنگاری نقش فراوانی داشته اند. همچنین ابرکامپیوتر ها در پیش بینی های مربوط به آب و هوا کاربرد های فراوانی دارند. این پیش بینی ها بر اساس مدل های عددی صورت میگیرد.
با کاهش هزینه های ساخت ابرکامپیوترها و گسترش روز افزون تکنولوژی و فراهم شدن بستر مناسب برای بازی های آنلاین استفاده از این کامپیوتر ها در این صعنت نیز امری بدیهی گشت. در سال 2007 ابرکامپیوتر های بازی World of Warcraft توانست بیش از یک میلیون نفر را در دنیای آنلاین بازی جمع کنند و این گونه راه را برای پیشرفت در این زمینه باز کنند.
واحد اندازگیری در ابرکامپیوتر ها
ترافلاپ یا TFLOP در واقع کوتاه شده عبارت “teraflop” است. ترافلاپ روشی برای محاسبه ی قدرت سخت افزاری کامپیوتر بر اساس ظرفیت ریاضی است. یک ترافلاپ به ظرفیت پردازنده برای محاسبه یک تریلیون ممیز شناور (Floating Point) در هر ثانیه می گویند. مثلا وقتی می گوییم یک قطعه سخت افزاری دارای قدرت 6 ترافلاپ است، بدین معناست که می تواند در هر ثانیه 6 تریلیون (معادل 6 هزار میلیارد) ممیز شناور را محاسبه و پردازش کند.
محاسبه ممیز شناور چیست؟
محاسبه ممیزهای شناور یک روش مرسوم برای اندازه گیری قدرت پردازش سیستم هاست. در واقع همین که از ترافلاپ صحبت می کنیم، یک واحد جهانی و استاندارد برای محاسبه قدرت کامپیوتر ها خواهیم داشت.
اگر درس ریاضی دوران تحصیل خود را به خاطر بیاورید، ممیز شناور در واقع همان “اعداد حقیقی” هستند، که از دیدگاه محاسبات ریاضی، به هر نوع محاسبه محدود (کرانه دار) گفته می شود که از اعداد حقیقی (خصوصا در سیستم ده دهی) استفاده می کند.
در نهایت، ترافلاپ یعنی تعداد معادلات ریاضی بر اساس اعداد حقیقی که پردازنده قادر است در هر ثانیه پردازش کند. دستگاه های مختلف ممکن است به مقادیر متفاوتی از فلاپس نیاز داشته باشند. مثلا یک ماشین حساب معمولی تنها با 10 فلاپس می تواند تمام دستورات و محاسبات ریاضیِ شما را انجام دهد. در نتیجه وقتی از مگافلاپ (میلیون فلاپ)، گیگافلاپ (میلیارد فلاپ) و ترافلاپ (تریلیون فلاپ) صحبت می کنیم، می توانید تصور کنید که از چه میزان قدرت حرف می زنیم.
تولیدکنندگان سخت افزارهای مختلف معمولا برای بیان سرعت پردازش دستگاه های خود از واحد فلاپس استفاده می کنند.
هر پتافلاپ یک ترافلاسپ یا یک کوادریلیون (عدد یک با ۱۵ صفر به توان دو) واحد سرعت است.
ده ابر کامپیوتر برتر جهان
طبق جدیدترین رده بندی سریع ترین ابرکامپیوتر ها که اخیراً اعلام شد ده ابرکامپیوتر برتر این لیست نیز مشخص شد که ما نیز در این مقاله به این سوپر کامپیوتر ها نگاهی خواهیم انداخت.
10 – ابر کامپیوتر LASSEN
LASSEN برادر کوچک ابر کامپیوتر Sierra در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور، توسط IBM با همان معماری ساخته شده است. ابر رایانه لاسن برای تحقیقات غیر طبقع بندی طراحی و ساخته شده است. لاسن بر خلاف برادر بزرگ تر خود سیرا 18.2 پتافلاپ آهسته تر است.
این ابر کامپیوتر از 795 نود، 34,848 پردازشگر مزکزی ( CPUs ) و با 3,168 گرافیک ( GPUs ) انویدیا ( NVIDIA ) ساخته شده است، همچنین این ابر رایانه 253,440 رم ( RAM ) را در خود جای داده است.
9 – ابر کامپیوتر SUPERMUC-NG
در سال 2018، ابر کامپیوتر نسل جدید SuperMUC به طور رسمی در سوپرکامپیوتر های Leibniz در گارچینگ ( در نزدیکی مونیخ آلمان ) به بهره برداری رسید و در سال 2019 شروع به کار کرد. قدرتمندترین ابر کامپیوتر اتحادیه اروپا با فناوری شرکت های Lenovo و اینتل ساخته شده است.
SuperMUC قدرتمندترین سوپر کامپیوتری است که فقط توسط پردازننده های سری x86 کار میکند. سرعت پردازش ابر رایانه SUPERMUC-NG به 19.5 پتافلاپ می رسد.
8 – ابر کامپیوتر ABCI
در رده هشتم رنک برترین ابر کامپیوتر ها، سوپر کامپیوتر ABCI قرار گرفته است که توسط شرکت فوجیتسو ساخته شده و متعلق به انستیتوی ملی علوم و فناوری پیشرفته صنعتی ژاپن است. البته ناگفته نماند که این ابر کامپیوتر نسبت به رده بندی قبلی یک رده افت پیدا کرده است.
ابر رایانه ABCI به عنوان یک منبع هوش مصنوعی مبتنی بر ابر ( cloud-based ) طراحی و ساخته شده است که در اختیار شرکت ها و گروه های تحقیقاتی ژاپنی قرار گرفته است.
7 – TRINITY
ابر کامپیوتر TRINITY یکی از قدرتمند ترین کامپیوتر هایی دنیاست که شرکت Cray آن را توسط آزمایشگاه لس آلاموس ( Los Alamos National ) تولید کرده است و توانسته است در رده هفتم برترین سوپرکامپیوتر ها قرار بگیرد.
این دستگاه که نام خود را از اولین آزمایش هسته ای ایالات متحده در سال 1945 به ارث برده است، عمدتا به محاسبات مربوط به سلاح های هسته ای اختصاص یافته است. نخستین بمب اتمی جهان به سرپرستی دکتر رابرت اوپنهایمر طی پروژه منهتن در این آزمایشگاه ساخته شد.
قدرت پردازش ابر رایانه TRINITY به 3.678 گیگا فلاپ بر وات میرسد.
6 – ابر کامپیوتر PIZ DAINT
قدرتمندترین سیستم اروپا در رده ششم این فهرست قرار دارد. این سوپر کامپیوتر در مرکز ملی سوئیس قرار دارد. اسم این ابر کامپیوتر بر گرفته از کوه Piz Daint در آلپ است. در اواخر سال 2016، ابر رایانه Piz Daint به سه برابر رسد تا به رکورد 25 پتافلاپ دست یابد و در آن زمان در رتبه 3 ابر کامپیوتر ها قرار داشت.
این ابر کامپیوتر در واقع ارتقاء یافته ابر کامپیوتری است که توسط شرکت آمریکایی Cray و به دست پدر سوپر کامپیوتر های جهان یعنی سیمور کری ساخته شده است. پردازنده های Intel و NVIDIA آن سرعت 21.2 پتافلاپ را به آن می دهند. از Piz Daint در تحقیقات گسترده در زمینه علوم مواد، فیزیک، ژئوفیزیک، علوم زندگی، اقلیم شناسی و علوم داده استفاده میشود.
5 – frontera
ابرکامپیوتر frontera توسط شرکت Dell ساخته شده است و در مرکز محاسبات پیشرفته دانشگاه تگزاس قرار گرفته است. این سوپر کامپیوتر مجهز به پردازند های اینتل میباشد. این ابر کامپیوتر توانست به سرعت جای خود را میان برترین های این حوزه باز کند و در رده پنجم این لیست قرار بگیرد.
frontera در سپتامبر 2019 به عنوان سریعترین ابرکامپیوتر جهان که در یک دانشگاه قرار دارد، رونمایی شد. سه تیم علمی در زمینه تحقیقات مربوط به فیزیک سیاه چاله ها ، مکانیک کوانتومی ، طراحی دارو و مدل های اقلیمی پژوهش های خود را با این سیستم انجام داده اند.
قدرت 23.5 پتافلاوب این سوپرکامپیوتر در خدمت علم قرار گرفته است. این ظرفیت محاسباتی بسیار بالا در رشته های اختر فیزیک، علم مواد، انرژی، ژنومیک و الگوبرداری از بلایای طبیعی مفید واقع خواهد شد.
4 – TIANHE-2A
در رتبه چهارم این لیست ابر کامپیوتر چینی TIANHE-2A یا راه شیری قرار گرفته است. این سوپر کامپیوتر توسط دانشگاه ملی چین تهیه شده است و مجهز به پردازنده Intel Xeon با تعداد نزدیک به 5 میلیون هسته است که به آن اجازه میدهد سرعت آن تا به 61.4 پتافلاپ برسد، طبق صحبت های مقامات چینی از این سیستم برای محاسبات مربوط به امنیت دولت این کشور استفاده میشود.
3 – ابر کامپیوتر SUNWAY TAIHULIGHT
چین با ابر کامپیوتر TAIHULIGHT برای 2 سال در رتبه یک برترین ابرکامپیوتر ها قرار گرفته بود ولی با روی کار آمدن دو سوپر کامپیوتری که در ادامه مقاله خواهید خواند به رتبه سوم سقوط کرد. با این حال هنوز هم این سیستم جزو برترین های این حوزه محسوب میشود.
TAIHULIGHT در مرکز ملی تحقیقات مهندسی و فناوری محاسبات چین ساخته و در مرکز ملی ابرکامپیوترها در Wuxi نصب شده است. این سوپر کامپیوتر بر خلاف سایر دستگاه های هم رده خود، فاقد تراشه شتاب دهنده است و سرعت پردازنده آن به 93.0 پتافلاپ میرسد.
این ابر کامپیوتر حاصل یک نوع جنگ تجاری بین چین و امریکا است، زیرا ساخت آن در پاسخ به تحریم هایی بود که ایلات متحده بر چین در این زمینه اعمال کرده بود. این ابر رایانه در تحقیقاتی مانند شبیه سازی تولد و گسترش جهان با استفاده از 10 میلیارد ذره دیجیتال شرکت کرده است.
2 – ابرکامپیوتر Sierra
دومین ابر کامپیوتر در این رده بندی یعنی Sierra هم ساخت شرکت IBM است که برای آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در کالیفرنیا ساخته شده است. این سوپر کامپیوتر دارای 1,572,480 هسته است که توسط پردازندههای IBM Powe9 تهیه شده و توسط شتاب دهنده های Nvidia Volta GV100 تقویت شده است. عملکرد این ابر رایانه به 94.6 پتالفاپس رسیده است و در 6 ماه اخیر بدون تغییر بوده است.
1 – سوپر کامپیوتر Summit
بدون شک در حال حاضر IBM پیشتاز ابرکامپیوترها به حساب محسوب میشود. Summit قدرتمندترین سوپر کامپیوتر دنیا نیز ساخت این شرکت است که برای آزمایشگاه ملی اوک ریج ( Oak Ridge ) وزارت انرژی ایالات متحده در تنسی ساخته شده است.
قدرتمندترین ابر رایانه در جهان امروز Summit است که توسط IBM برای آزمایشگاه ملی اوک ریج وزارت انرژی ایالات متحده در تنسی ساخته شده است. این ابر کامپیوتر معادل دو زمین بسکتبال را اشغال می کند و به لطف 2.41 میلیون هسته خود به عملکرد بینظیر 148.6 پتالفاپ می رسد.
Summit با هشت برابر سرعت سریع ترین ابر کامپیوتر قبلی امریکا، یک پیشرفت بزرگ برای این کشور و حتی جهان به حساب می آید. تیم Oak Ridge می گوید این سیستم که 200 میلیون دلار برای ساخت آن هزینه شده است، اولین سوپرکامپیوتری است که برای استفاده در برنامه های هوش مصنوعی ساخته شده است.
برگرفته از سایت سپهر انفورماتیک
شرکت پیشران صنعت ویرا با اساس نامه اتوماسیون صنعتی و کنترل ابزار دقیق و ساخت تابلوهای برق فشار قوی و ضعیف از سال 92 تاسیس گشت و ازهمان ابتدا در حوزه کاربرد ابزار دقیق در bms و سپس تولید و ساخت آنها قدم نهاد و در ادامه مسیر توانست با اتکا به تجربیات چندین ساله و استخدام نیروهای متخصص برق عملا جزو شرکتهایی باشد که محصولات قابل اتکایی با عناوین مانیتورینگ شرایط محیطی اتاق سرور -کنترلرهای دمای دیتا سنتر -دیتالاگرهای سردخانه و انبار -هشدار دهنده های دمای یخچال و فریزر و شمارشگرهای نمایشگاهی و فروشگاهی و تابلوهای برق متنوع با کاربردهای مختلف روانه بازار نماید در حال حاضر سیستمهای کنترل دما و رطوبت اتاق سرور این شرکت تنها سیستم مبتنی بر سخت افزار صنعتی plc-hmi در ایران است.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
