super computer
مانند اکثر ابعاد تکنولوژی در ساخت ابر رایانه ها نیز رقابت پیوسته ای بین کشورهای صاحب این تکنولوژی وجود داشته است.ابر کامپیوتر ها رایانه هایی با قدرت پردازش بسیار بالا هستندکه برای کارهای حجیم محاسباتی نظیر فیزیک کوانتوم،پیش بینی هوا، مدلینگ مولکولی و ده ها مورد دیگر به کار گرفته می شوند. ژاپن در حال ساخت ابر رایانه ای است که قدرت پردازش آن با یک میلیون کامپیوتر برابری کرده و در نوع خود سریع ترین در دنیا می باشد. ژاپن با ساخت این رایانه به سلطه ۶ ماهه چین در این زمینه پایان داد و خود لقب دارنده سریع ترین ابر رایانه دنیا را تصاحب کرد.این رایانه با نام ” K Computer ” توسط شرکت فوجیتسو ساخته شده و ۳ برابر از سریع ترین ابر رایانه پیشین سریع تر است.این رایانه می تواند در عرض یک ثانیه ۸ کوادریلیون محاسبه را به انجام برساند.کوادریلیون یعنی یک به توان ۱۵ و به اصطلاح کامپیوتری این دستگاه ۸.۵ پتا فلاپ سرعت دارد. سریع ترین ماشین محاسباتی گذشته Tianhe-1A نام داشت که سرعت آن به ۲.۵۰۷ پتافلاپ می رسید.چین با ساخت آن با پیشی گرفتن از رقبای آمریکای در صدر لیست ابر رایانه ها قرار گرفته بود.مختصصان ،توسعه K Computer ژاپنی که سرعت آن از جمع سرعت پنج رقیب نزدیک به خود ، بیش تر است را جهشی عظیم و رو به جلو در دنیای تکنولوژی قلمداد کرده اند.ژاپن بعد از صرف ۱.۲ میلیارد دلار برای توسعه این ابر رایانه بعد از ۷ سال به صدر جدول ابر رایانه ها باز می گردد. K Computer در محلی با شرایط جوی تحت کنترل و در یک فضای انبار مانند نگه داری می شود.مجموعه K Computer شامل ۶۷۲ اتاقک با تعدادی بسیاری زیادی برد الکترونیکی و تقریبا ۷۰هزار پردازنده می شود.انرژی موردنیاز این مجموعه با میزان انرژی مورد نیاز ۱۰ هزار خانه برابری میکند.با این حال مسئولان بازده انرژی این دستگاه را مناسب می دانند.نگه داری سریع ترین ابر رایانه دنیا سالانه ۶ میلیون یورو خرج خواهد داشت. انتظار می رود کاربردهای این ابر رایانه تاثیرات به سزایی در تحقیقات آب و هوایی جهانی ، هواشناسی ، پیش بینی فجایع طبیعی و پزشکی داشته باشد.هم اکنون ایالات متحده آمریکا ۵ دستگاه از ۱۰ ابر رایانه سریع دنیا را در اختیار دارد،سهم چین و ژاپن هر کدام ۲ دستگاه و فرانسه یک دستگاه می باشد. پیشوند K در این ابر رایانه از واژه ژاپنی Kei به معنای ۱۰ کوادریلیون گرفته شده است.این دستگاه توانایی پردازش ۸.۱۶۲ کوادریلیون محاسبه در یک ثانیه را داراست.سیستم کنونی از ۶۸,۵۴۴ پردازنده ۸ هسته ای SPARC64 VIIIfx که در ۶۷۲ اتاقک تعبیه شده اند بهره می برد.تا مجموعا ۵۴۸,۳۵۲ هزار هسته پردازنده را تشکیل دهند.شایان ذکر اینکه این ابر رایانه هنوز در دست ساخت می باشد و در نوامبر ۲۰۱۲ با ۸۶۴ اتاقک پردازش افتتاح خواهد شد.(اطلاعات از ویکی پدیا) بخش های مختلف این کامپیوتر را خودتان بررسی کنید: ( اینجا ) با فن آوری سوپرکامپیوترها Super Computer یا کامییوتر بزرگ موسوم به ابر رایانه همراه شویم شاید نام سوپرکامپیوترها Super Computer یا کامییوتر بزرگ موسوم به ابر رایانه را بارها شنیده اید به خصوص هنگام مسابقه قهرمان روسی شطرنج که بارها در جهان پخش شد؛ یا اینکه پیش بینی وضع آب وهوا توسط ابر رایانه سازمان هواشناسی جهانی محاسبه می شوند. در مجموع ابر رایانه ؛ سوپرکامپیوترها Super Competer یا کامییوتر بزرگ رایانه ای است، که در زمان معرفی از نظر ظرفیت پردازش و به خصوص سرعت محاسبه ازدیگر ماشین ها قوی تر باشد. اولین ابر رایانه ها در دهه ی ۱۹۶۰به طور عمده در موسسه اطلاعات کنترل (CDC) توسط سیمور کری Seymour Cray طراحی شد. کری تا دهه ی ۱۹۷۰ زمانی که برای تاسیس شرکت خود پژوهشکده کری, از آن جدا شد آنرا هدایت می کرد. ابـــــرکامپیوترهایـــــی کـه دارای ســـــرعت محاسباتی بسیــــار بالایی هستنـــــد، تولید انبـــــوه نمی‌شونــد؛ یعنی از آنها معمـــولا یک عدد یا نهایتـــــا تعداد معـــــدودی ساختـــــه می‌شـود. در هـــر صورت قبل از ساخت یک ابــرکامپیوتر، ابتــدا مراحل طراحی انجام می‌شود و بعد از پیدا کـــــردن خریـــــدار، بنا به در خواست او مـــــراحل ســـــاخت طی خواهد شد. همچنیـن بنا به در خواست خریدار، کارخانه سازنده ممکـــــن است تغییراتی روی سخت‌افـــــزار و نرم‌افزار‌های سیستم انجام دهد تا دقیقا با نیازهای خریدار مطابقت کند. با فن آوری سوپرکامپیوترها Super Computer یا کامییوتر بزرگ موسوم به ابر رایانه همراه شویم ● تعریف ابرکامپیوتر super computer از واژه ابرکامپیوتر super computer برای معرفی کامپیوترهایی استفاده می‌شود که سرعت محاسباتی آنها خیلی بالاتر از سرعت محاسباتـــــی کامپیوترهـــــای معمولـــــی (PC) است. معمــــولا تعداد محاسباتی کـــه این نوع کامپیوترها در یک ثانیه انجام می‌دهند، در حــد ترافلاپ است؛ بدین معنی که می‌توانند ۱۲^۱۰ عملیـات ریاضی را در هر ثانیـــــه روی داده‌هـــــایی که با قرارداد نقطه اعشار شناور (floating-point operation) ذخیره شده‌انـــــد، انجام دهند. این رقم در مورد کامپیوترهای معمولی در حد مگافلاپ (۶^۱۰ عملیات) تـــــا گیگافلاپ (۹^۱۰عملیات) در یک ثانیـــــه است. علاوه بر بالا بودن سرعت اجرای دستورالعمل‌ها، ابرکامپیوترها از حافظه‌های اصلی و جـــــانبی بزرگی نیـــــز برخوردارند. حافظه RAM و هارددیسک ابـــــرکامپیوتر‌ها حجمـــــی در محدوده ترابایت دارند، در حالـــــی که معمولا حافظه RAM کامپیوترهای معمولی کمتر از یک گیگا بایت بوده و ظرفیت هارددیسک‌های آنها تا مرز ۱۲۰ گیگا بایت می‌رسد. ابـــــرکامپیوترهایـــــی کـه دارای ســـــرعت محاسباتی بسیــــار بالایی هستنـــــد، تولید انبـــــوه نمی‌شونــد؛ یعنی از آنها معمـــولا یک عدد یا نهایتـــــا تعداد معـــــدودی ساختـــــه می‌شـود. در هـــر صورت قبل از ساخت یک ابــرکامپیوتر، ابتــدا مراحل طراحی انجام می‌شود و بعد از پیدا کـــــردن خریـــــدار، بنا به در خواست او مـــــراحل ســـــاخت طی خواهد شد. همچنیـن بنا به در خواست خریدار، کارخانه سازنده ممکـــــن است تغییراتی روی سخت‌افـــــزار و نرم‌افزار‌های سیستم انجام دهد تا دقیقا با نیازهای خریدار مطابقت کند. سوپرکامپیوترها Super Computer یا کامییوتر بزرگ شاید نام سوپرکامپیوترها Super Computer یا کامییوتر بزرگ موسوم به ابر رایانه را بارها شنیده اید به خصوص هنگام مسابقه قهرمان روسی شطرنج که بارها در جهان پخش شد؛ یا اینکه پیش بینی وضع آب وهوا توسط ابر رایانه سازمان هواشناسی جهانی محاسبه می شوند. در مجموع ابر رایانه ؛ سوپرکامپیوترها Super Competer یا کامییوتر بزرگ رایانه ای است، که در زمان معرفی از نظر ظرفیت پردازش و به خصوص سرعت محاسبه ازدیگر ماشین ها قوی تر باشد. اولین ابر رایانه ها در دهه ی ۱۹۶۰به طور عمده در موسسه اطلاعات کنترل (CDC) توسط سیمور کری Seymour Cray طراحی شد. کری تا دهه ی ۱۹۷۰ زمانی که برای تاسیس شرکت خود پژوهشکده کری, از آن جدا شد آنرا هدایت می کرد. üابر رایانه ها برای کارهایی که به محاسبات زیاد و دقیق نیازمند است به کار می رود. üاز جمله: پیش بینی وضع هوا , تحقیقات آب و هوایی ، نمونه سازی مولکولی محاسبه ی ساختار ها و خصوصیات ترکیب های شیمیایی، درشت مولکول های زیستی، بسپار ها, و بلور ها، شبیه سازی های فیزیکی مانند شبیه سازی هوا پیما در تونل باد، شبیه سازی انفجار جنگ افزار های هسته ای و تحقیقات در مورد جوش هسته ای ، رمز گشایی و مانند آن استفاده می شود. üابر رایانه وسیله ای برای تبدیل مسایل محاسبه ای به مسایل ورودی و خروجی است. ابر رایانه رایانه ای است که در زمان معرفی از نظر ظرفیت پردازش و به خصوص سرعت محاسبه ازدیگر ماشین ها قوی تر باشد. üاولین ابر رایانه ها در دهه ی ۱۹۶۰به طور عمده در موسسه اطلاعات کنترل (CDC) توسط سیمور کری Seymour Cray طراحی شد. کری تا دهه ی ۱۹۷۰ زمانی که برای تاسیس شرکت خود پژوهشکده کری, از آن جدا شد آنرا هدایت می کرد. کری بعدها با طرح های جدید خود بازار ابر رایانه را در دست گرفت و تا ۲۵ سال (۱۹۶۵ ۱۹۹۰) بی رقیب ماند. üدر دهه ی ۱۹۸۰به موازات تولید یک دهه قبل تر کامپیوتر کوچک ها شمار زیادی از رقیبان کوچکتر وارد بازار شدند اما بسیاری از آنها در" رکود بازار ابر رایانه ها" ی اواسط دهه ی ۱۹۹۰ ناپدید شدند. امروزه ابر رایانه ها طرح های یک بار تولید شونده هستند که توسط شرکت های "سنتی" مانند IBM و HP طراحی می شوند. این شرکت ها بسیاری از شرکت های دهه ی ۱۹۸۰ را برای استفاده از تجاربشان خریداری کردند، هر چند در طراحی ابر رایانه ها موسسه ی کری متخصص تر است . üمعنای کلمه ی ابر رایانه تا حدی متغیر است , و ابر رایانه های امروزی فردا دیگر کاربردی نخواهند داشت، همانگونه که از کولاسوس (Colossus)، اولین رایانه ی الکترونیکی برنامه دار رقمی دنیا، که طی جنگ جهانی دوم رمز های آلمانی ها را می شکست- پیدا است. ماشین های اولیه ی سی دی سی (CDC) صرفاً پردازنده های منفرد پر سرعتی بودند که تا ده برابر سریع تر از سریع ترین ماشین هایی که توسط دیگر شرکت ها معرفی شده بودند کار می کردند. یک تحول در ابر رایانه در دهه ی ۱۹۷۰ بیشتر ابر رایانه ها برای استفاده از پردازنده ی برداری طراحی می شدند و بسیاری از بازیگر های تازه کار برای ورود به بازار پردازنده هایی از این نوع را با قیمت ارزان تر عرضه می کردند. در دهه های ۱۹۸۰و ۱۹۹۰ پردازنده های برداری جای خود را به سیستم های پردازش موازی فشرده با هزاران سی پی یو (CPU) ساده ای داد که برخی از آنها واحد های غیر مرسوم و برخی طرح های متداول و سنتی بودند. امروزه طرح های موازی بر پایه ی ریز پردازنده های RISC " غیر مرسوم" مانند PowerPC یا PA_RISC قرار دارند. ● تکنولوژی ساخت ابرکامپیوترها super computer پردازنده هایی که در ابرکامپیوترها استفاده می‌شوند، از معماری RISC (مخفف Reduced Instruction Set Computer ) بهره می‌برنـــــد. هزاران پردازنـــــده از این خانواده در یک ابـــــرکامپیوتر به‌صورت مـــــوازی پردازش داده‌ها را انجام می‌دهند. چون در این نوع کامپیوترها پردازنده‌ها به صورت موازی کار می‌کنند، اصطلاح کامپیوترهـــــای موازی (Parallel Computer) نیـــــز در مورد آنها به کار می‌رود. البتـــــه نمی‌توان گفت کـــــه هـــــر کامپیوتر موازی یک ابرکامپیوتر نیز هست. ابزار های نرم افزاری ابزار های نرم افزار ی پردازش توزیعی، API های استاندارد از جمله MPI و PVM و راه حل های نرم افزاری متکی بر منبع باز مانند Beowulf و openMosix، که کار ساخت نوعی از " ابر رایانه های مجازی" با استفاده از مجموعه های ایستگاه کار ها و خدمتگذار های عادی را تسهیل بخشید، را شامل می شود. فن آوری هایی مانند Rendezvous راه تولید خوشه های رایانه های ویژه را هموار ساخت. یک نمونه، تابع تفسیر توزیعی در برنامه کاربردی ترکیبیApple ۰۳۹;s Shake ست. رایانه هایی که از نرم افزار Shake استفاده می کنند کافی است فقط در شبکه در مجاورت یک دیگر باشند تا به طور خود کار منابع همدیگر را پیدا و مورد استفاده قرار دهند. در حالی که هنوز هیچ کس خوشه رایانه ی ویژه ای ای بهتر از ابر رایانه های سال گذشته نساخته است فاصله ی بین رایانه های رومیزی، یا حتی لپ تاپ ها و ابر رایانه ها در حال ناپدید شدن است و این احتمال وجود دارد که این روند با افزایش پشتیبانی توکار برای همسانی(parallelism) و پردازش توزیعی در سیستم عامل های رایانه های رومیزی تداوم یابد. یک زبان برنامه نویسی آسان برای ابر رایانه ها مبحث تحقیقاتی باز و وسیعی را در علم رایانه به جا ی می گذارد . ● کاربرد ابرکامپیوترها super computer بـــــا توجه بـــــه توان محاسباتی ابرکامپیوترهـــــا، آنها عمدتـا در حل مسائلی که از درجه پیچیدگی بالایی برخـــــوردار بوده و محاسبات زیـــــادی را لازم دارند، به کار گرفتـــــه می‌شوند. از جملــه این موارد می‌توان به انجام شبیه‌سازی‌ها در شاخه‌های مختلف علوم اشاره کرد؛ فرضـــــا در نجوم برای محاسبات کهکشانـــــی و یا چگونگی به‌وجـــــود آمـــــدن ستارگـــــان، در فیـــــزیک برای شبیه‌سازی نحوه شکافته شدن هستـــــه اتم‌ها و غیره کاربـــــرد دارند. علاوه بر اینها، ابرکامپیوترها در صنعت فیلم‌سازی نیز جهت سـاخت انیمیشن‌ها و در اقتصـــــاد بـــــرای مدیریت سهـام در بـــــورس مـورد استفـــــاده قرار می‌گیرند. انواع دیگر از کاربرد ها ابر رایانه ها ابر رایانه ها برای کارهایی که به محاسبات زیاد و دقیق نیازمند است به کار می رود از جمله: پیش بینی وضع هوا , تحقیقات آب و هوایی ( که شامل گرم شدن جهانی می شود)، نمونه سازی مولکولی (محاسبه ی ساختار ها و خصوصیات ترکیب های شیمیایی، درشت مولکول های زیستی، بسپار ها, و بلور ها، شبیه سازی های فیزیکی ( مانند شبیه سازی هوا پیما در تونل باد، شبیه سازی انفجار جنگ افزار های هسته ای و تحقیقات در مورد جوش هسته ای )، رمز گشایی و مانند آن. موسسه های نظامی و علمی از بزرگترین مشتری ها می باشند. ● سریع‌ترین ابرکامپیوترها بر حسب آماری که در سال ۲۰۰۲ منتشر شد، در بین ۵۰۰ کامپیوتر سریع در دنیـــــا، کامپیوتر Asci White SP Power۳ســـــاخت شرکت IBM در رتبه اول قـــــرار گرفت. این کامپیوتر با فرکانسی معادل ۳۷۵ میلیون سیکل در ثانیه (Mhz ۳۷۵) و ۸۱۹۲ پردازنده، تـــــوان محاسباتی ۷۲۲۶ گیگا فلاپ را دارا است. معمولا سنجش سرعت پردازش این کامپیوترهـــــا بـــــا بسته نرم‌افزاری Linpack صورت می‌گیرد. ایـــــن نرم‌افزار که در دهه ۷۰ میلادی بـــــرای زبان برنامه نویسی Fortran طراحی و نوشته شد، حاوی روتین‌هایی برای حــل معادلات خطی و سیستم‌هـای معادلاتـــــی است. در اوایل دهه ۹۰ میلادی بسته نرم‌افزاری LApack که کامل‌تر از Linpack بود، به بازار عرضه شد. در حـــــال حاضـــــر کامپیوتـــــر Asci White SP Power۳در یک لابراتوار امریکایـــــی جهت انجام آزمایشـــــات ذرات فیزیکی به کار گرفته شده است. البته با گذشت زمان، ابرکامپیوترهای سریع‌تری نیز عرضه شده‌انـــــد که در ماه‌هـــــای اخیـــــر، کامپیوتر Blue Gen شرکت IBM از نظر سرعت در رتبه نخست قرار داشته است. ● طبقه‌بندی ابرکامپیوترها از نظر معماری عملا همه ابر کامپیوترها در کلاس کامپیوترهایی با معماری MIMD (مخفف Multiple Data Stream و Multiple Instruction Stream ) قرار دارند. در این طبقه که درواقع زیر مجموعه‌ای از کامپیوترهای موازی محسوب می‌شوند، تعداد زیادی پردازنده به طور همزمان، دستورالعمل‌های مختلف را روی مجموعه داده‌هـــای مختلف اجرا می‌کنند. نکته قابل ذکر آنکه بین سیستمی با چندین پردازنده که یک یـا چند فرآیند ( برنامه) را به طور پشت سر هم اجـــــرا میکند و یک سیستم موازی شامل چندیـــــن پردازنده کـــــه اجرای برنامه‌هـــــا را به طور همزمان انجام می‌دهند، تفاوت‌هــای اساسی وجود دارد. در هر دو سیستم، پردازنده‌هـــــا می‌توانند حافظه اصلی مشترکـــــی را به کار ببرند و یا دارای حافظه اصلی مختص به خود باشند. ● رقبای ابرکامپیوترها super computer رقیب ابرکامپیوترهای امروزی تنها نسل‌های بعدی این کامپیوترها نیستنـــــد بلکــه کلاسترهـــــا Clusters نیـــــز رقیب ابرکامپیوترها محســـــوب می‌شونـــــد. کلاسترها در واقع کامپیوترهای معمولی هستند (مانند ایستگاه‌های کاری) که بـــــه همدیگر متصل شده‌اند. همچنیـن پردازش شبکه‌ای (Grid Computing) که عبارت است از انجـــــام محاسبات توزیع‌شـــــده توسط کامپیوترهایـــــی کـــــه با استفاده از شبکـــــه جهانی اینترنت به یکدیگر متصل بــوده و تبادل اطلاعـــــات می‌کننـــــد نیـــــز از دیگـــــر فنـــــاوری‌‌هـــــای رقیب بـــــرای ابرکامپیوترها به حساب می‌آیند. این نوع پردازش در انفورماتیک بـــه (Wrold Wide Grid (WWG معروف است. WWG در واقع پروژه‌ای چند ملیتی است که مطالعات آن از اوایل سال ۲۰۰۱ توسط اتحادیه اروپا آغاز شد. هـدف این پروژه آن است که دانشمندان دنیا بتواننـــــد به منابع اطلاعاتی در سراسر جهـــــان دسترسی داشته و انجام محاسباتی را که در مراکـز محل کار خود ممکن نیست، روی کامپیوترهـای مراکز علمـــــی در جاهـــــای دیگر جهان انجام دهنـــــد. در این پروژه چندین مرکز علمی اروپایی از کشورهای فرانسه، ایتالیا، هلند و انگلستـــــان و همیـــــن‌طور ۱۵ موسســـــه از کشورهای مختلف اروپـــا شرکت داشته و حدود ۲۰۰ دانشمنـــــد در طراحـــــی و ایجـــــاد WWG با هم همکاری می‌کنند |
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد