با ۱۰ ابر رایانه برتر جهان آشنا شوید
چندی پیشی لیستی از ۵۰۰ ابر رایانه برتر جهان منتشر شد. در حال حاضر بین شرکت‌های بزرگ که عمدتا هم آمریکایی و چینی هستند برای ساخت ابررایانه‌ها رقابت تنگاتنگی وجود دارد. اما این همه رقابت برای چیست؟ شاید ابتدا باید بدانیم اصولا ابررایانه چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟ اصول کار ابر رایانه بر مبنای کار زیاد در حداقل زمان است. ابررایانه‌ها قادر به انجام کارهایی در چند ثانیه هستند که یک کامپیوتر معمولی برای انجام آن به چند هفته یا شاید چند ماه زمان نیاز دارد. ابر رایانه‌ها از تعداد بسیار زیادی ریز پردازنده تشکیل شده است که توان بالایی از انرژی را برای پردازش اطلاعات در کمترین زمان ممکن مصرف می‌کنند.
چندی پیشی لیستی از 500 ابر رایانه برتر جهان منتشر شد. در حال حاضر بین شرکت‌های بزرگ که عمدتا هم آمریکایی و چینی هستند برای ساخت ابررایانه‌ها رقابت تنگاتنگی وجود دارد. اما این همه رقابت برای چیست؟ شاید ابتدا باید بدانیم اصولا ابررایانه چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟ اصول کار ابر رایانه بر مبنای کار زیاد در حداقل زمان است. ابررایانه‌ها قادر به انجام کارهایی در چند ثانیه هستند که یک کامپیوتر معمولی برای انجام آن به چند هفته یا شاید چند ماه زمان نیاز دارد. ابر رایانه‌ها از تعداد بسیار زیادی ریز پردازنده تشکیل شده است که توان بالایی از انرژی را برای پردازش اطلاعات در کمترین زمان ممکن مصرف می‌کنند. به همین دلیل نگهداری این ماشین‌های قدرتمند بسیار مشکل و پر هزینه است. آنها باید در اتاق‌هایی بزرگ و دمایی بسیار پایین نگهداری شوند.
در تعریف ابر رایانه در ویکی پدیا آمده است که ابررایانه (Super computer) به رایانه‌ای اطلاق می‌شود که در زمان معرفی آن، در زمینه میزان ظرفیت محاسبه در واحد زمان در دنیا پیشرو باشد. این عبارت برای اولین بار توسط مجله «نیویورک ورلد» برای اشاره به جدول‌سازهای آی‌بی‌ام در دانشگاه کلمبیا به کار رفت. ابررایانه‌ها با رم‌ها و کارایی‌های بسیاری که دارند معمولا برای عملیات حساس روی محاسبه از جمله مسائل فیزیک کوانتوم، هواشناسی، تحقیقات آب و هوا (از جمله تحقیق در مورد گرم شدن کره زمین) مدل‌سازی مولکولی (مطالعه ساختارها و محتویات ترکیبات شیمیایی، ماکرومولکول‌های بیولوژیکی، پلیمرها و بلورها) شبیه‌سازی‌های فیزیکی (مثل شبیه‌سازی هواپیماها در تونل‌های هوا، شبیه‌سازی انفجار سلاح‌های هسته‌ای و تحقیق در مورد پیوست هسته‌ای) تحلیل مخفی و... استفاده می‌شوند.
ابررایانه‌هایی که پردازنده‌های سفارشی دارند قبلا سرعتی را که روی کامپیوترهای معمولی داشتند از طراحی‌های ابتکاری‌شان به دست می‌آوردند که اجازه می‌داد مثل یک مهندسی به هم پیچیده چند کار را به‌صورت موازی انجام دهند. سرعت ابررایانه براساس FLOPS محاسبه می‌شود که مخفف عملیات دقیق شناور در هر لحظه است و معمولا هم یک پسوند SI مثل ترا یا پتا با آن است. با این توضیحات شاید بخواهید بدانید در حال حاضر برترین ابررایانه‌های دنیا متعلق به چه شرکتی است و این ابررایانه‌ها در کجا نگهداری می‌شوند. برای رسیدن به این جواب می‌توانید در ادامه با این گزارش همراه باشید. در گزارش زیر 10 ابر رایانه پرقدرت جهان را به شما معرفی می‌کنیم.
شماره ۱۰: Stampede
ابررایانه Stampede در دانشگاه تگزاس قادر به انجام ۹.۶ کوادریلیون محاسبه در ثانیه است. این ابررایانه با همکاری شرکت دِل اسمبل شده و اگرچه اکنون در لیست ما رتبه دهم را کسب کرده، با این حال کماکان با بهره‌گیری از هسته‌های Xeon اینتل قادر به پردازش ۵,۱۸۶ ترافلاپس در ثانیه است. این یکی از بزرگ‌ترین سیستم‌های کامپیوتری جهان است که به پژوهش‌های آزاد علمی اختصاص یافته و هر محقق آمریکایی می‌تواند درخواست استفاده از منابع آن را بدهد.
شماره 9: Shaheen II
نسل دوم ابرکامپیوتر Shaheen که اکنون به عنوان بخشی از سیستم Cray XC۴۰ در دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله در عربستان سعودی فعالیت خود را آغاز کرده به عنوان برترین ابر کامپیوتر خاورمیانه با قدرت ۵,۵۳۷ ترافلاپس در ثانیه به کمک ۱۹۶,۶۰۸ پردازنده از نسل پنجم Xeon اینتل شناخته می‌شود.
شماره 8: Hazel Hen
Hazel Hen به عنوان تازه وارد این لیست شناخته می‌شود که به همت مرکز ابر رایانه Hazel Hen آلمان واقع در دانشگاه اشتوتگارت طراحی و ساخته شده است. این رایانه با قدرت ۵,۶۴۰ ترافلاپس اکنون جایگاه Juqueen به عنوان قدرتمندترین ابررایانه آلمان را تصاحب کرده است.
شماره 7: Piz Daint
ابررایانه آلپ موسوم به Piz Daint مبتنی بر سیستم Cray XC۳۰ ساخته شده است و در مرکز ملی ابرکامپیوتری سوئیس (CSCS) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه با بهره‌گیری از ۷۳,۸۰۸ هسته پردازش گرافیکی Nvidia Tesla قادر است توانی معادل ۶,۲۷۱ ترافلاپس را ارائه می‌دهد. این ابررایانه دارای بهینه‌ترین سیستم مصرف انرژی را در لیست ما داشته به طوری که به ازای هر وات مصرف انرژی ۲۶۹۷.۲ مگافلاپ پردازش انجام می‌دهد.
شماره 6: Trinity
Trinity به عنوان دومین تازه وارد به لیست قدرتمندترین رایانه‌های جهان شناخته می‌شود که با قدرت ۸,۱۰۰ ترافلاپس در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس در نیومکزیکو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
شماره 5: Mira
Mira که توسط شرکت IBM اسمبل شده، از ۷۸۶,۴۳۲ هسته پردازشی بهره می‌برد و دارای توانی معادل ۸,۵۹۶ ترافلاپس است. این دستگاه بر پایه نسل قبل ابررایانه‌های IBM یعنی Blue Gene استوار بوده و توسط لابراتوار ملی آرگون متعلق به وزارت انرژی ایالات‌متحده کنترل می‌شود. از این ابررایانه در پیشبرد اهداف تحقیقاتی وزارت انرژی امریکا در رابطه با باتری‌های بسیار کم‌مصرف خودروهای الکتریکی، تحلیل رشد اقتصادی و تحلیل تغییرات وضعیت آب و هوا استفاده می‌شود.
شماره 4: K Computer
K Computer حضور دیرین در لیست برترین ابررایانه‌های جهان را داشته به طوری که در سال ۲۰۱۱ در صدر این لیست قرار گرفته بود.K Computer توسط شرکت فوجیتسو ژاپن طراحی گردیده و دارای سرعت ۱۰.۵ ترافلاپس با ۷۰۵,۰۲۴ عدد هسته پردازشی Sparc است. در لیست ما این ابررایانه که در انستیتو پیشرفته ریکن برای علوم رایانه‌ای استفاده می‌شود در رده دوم کم‌مصرف‌ترین‌ها قرار خواهد گرفت.
شماره 3: Sequoia
در رده سوم این لیست ابررایانه Sequoia قرار دارد که اکنون توسط سازمان امنیت ملی هسته‌ای آمریکا برای شبیه سازی‌های بزرگ در زمینه افزایش طول عمر تسلیحات هسته‌ای در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در کالیفرنیا به کار می‌رود. این مجموعه نیز بر پایه معماری Blue Gene/ Q شکل گرفته و با ۱,۵۷۲,۸۶۴ هسته پردازشی قادر است ۱۷,۱۷۳ ترافلاپس در ثانیه عملیات تحلیلی انجام دهد.
شماره 2: Titan
تیتان که مدت‌ها به عنوان قوی‌ترین ابررایانه جهان شناخته می‌شد، اکنون در رده دوم این جدول قرار دارد که در اختیار وزارت انرژی آمریکا قرار گرفته و مبتنی بر سیستم Cray XK۷ طراحی گردیده است. این ابررایانه با قدرتی معادل ۱۷,۵۹۰ ترافلاپس پردازش در ثانیه در آزمایشگاه ملی اوک ریج در ایالت تنسی به کار گرفته می‌شود.
شماره 1: Tianhe-2
Tianhe-2 برای ششمین دوره پیاپی به عنوان قدرتمندترین ابررایانه کره زمین شناخته شده و با نام اختصاری راه شیری دو نیز شناخته می‌شود. Tianhe-2 به عنوان ابرکامپیوتر دانشگاه ملی فناوری‌های دفاعی چین از پردازنده‌های Xeons و Xeon Phi اینتل از سری آیوی بریج استفاده می‌کند و در مجموع 3 میلیون و 120 هزار هسته پردازشی دارد. قدرت نهایی این ابررایانه حدود 33,862 ترافلاپس برآورد شده است.
در تعریف ابر رایانه در ویکی پدیا آمده است که ابررایانه (Super computer) به رایانه‌ای اطلاق می‌شود که در زمان معرفی آن، در زمینه میزان ظرفیت محاسبه در واحد زمان در دنیا پیشرو باشد. این عبارت برای اولین بار توسط مجله «نیویورک ورلد» برای اشاره به جدول‌سازهای آی‌بی‌ام در دانشگاه کلمبیا به کار رفت. ابررایانه‌ها با رم‌ها و کارایی‌های بسیاری که دارند معمولا برای عملیات حساس روی محاسبه از جمله مسائل فیزیک کوانتوم، هواشناسی، تحقیقات آب و هوا (از جمله تحقیق در مورد گرم شدن کره زمین) مدل‌سازی مولکولی (مطالعه ساختارها و محتویات ترکیبات شیمیایی، ماکرومولکول‌های بیولوژیکی، پلیمرها و بلورها) شبیه‌سازی‌های فیزیکی (مثل شبیه‌سازی هواپیماها در تونل‌های هوا، شبیه‌سازی انفجار سلاح‌های هسته‌ای و تحقیق در مورد پیوست هسته‌ای) تحلیل مخفی و... استفاده می‌شوند.
ابررایانه‌هایی که پردازنده‌های سفارشی دارند قبلا سرعتی را که روی کامپیوترهای معمولی داشتند از طراحی‌های ابتکاری‌شان به دست می‌آوردند که اجازه می‌داد مثل یک مهندسی به هم پیچیده چند کار را به‌صورت موازی انجام دهند. سرعت ابررایانه براساس FLOPS محاسبه می‌شود که مخفف عملیات دقیق شناور در هر لحظه است و معمولا هم یک پسوند SI مثل ترا یا پتا با آن است. با این توضیحات شاید بخواهید بدانید در حال حاضر برترین ابررایانه‌های دنیا متعلق به چه شرکتی است و این ابررایانه‌ها در کجا نگهداری می‌شوند. برای رسیدن به این جواب می‌توانید در ادامه با این گزارش همراه باشید. در گزارش زیر 10 ابر رایانه پرقدرت جهان را به شما معرفی می‌کنیم.
شماره ۱۰: Stampede
ابررایانه Stampede در دانشگاه تگزاس قادر به انجام ۹.۶ کوادریلیون محاسبه در ثانیه است. این ابررایانه با همکاری شرکت دِل اسمبل شده و اگرچه اکنون در لیست ما رتبه دهم را کسب کرده، با این حال کماکان با بهره‌گیری از هسته‌های Xeon اینتل قادر به پردازش ۵,۱۸۶ ترافلاپس در ثانیه است. این یکی از بزرگ‌ترین سیستم‌های کامپیوتری جهان است که به پژوهش‌های آزاد علمی اختصاص یافته و هر محقق آمریکایی می‌تواند درخواست استفاده از منابع آن را بدهد.
شماره 9: Shaheen II
نسل دوم ابرکامپیوتر Shaheen که اکنون به عنوان بخشی از سیستم Cray XC۴۰ در دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله در عربستان سعودی فعالیت خود را آغاز کرده به عنوان برترین ابر کامپیوتر خاورمیانه با قدرت ۵,۵۳۷ ترافلاپس در ثانیه به کمک ۱۹۶,۶۰۸ پردازنده از نسل پنجم Xeon اینتل شناخته می‌شود.
شماره 8: Hazel Hen
Hazel Hen به عنوان تازه وارد این لیست شناخته می‌شود که به همت مرکز ابر رایانه Hazel Hen آلمان واقع در دانشگاه اشتوتگارت طراحی و ساخته شده است. این رایانه با قدرت ۵,۶۴۰ ترافلاپس اکنون جایگاه Juqueen به عنوان قدرتمندترین ابررایانه آلمان را تصاحب کرده است.
شماره 7: Piz Daint
ابررایانه آلپ موسوم به Piz Daint مبتنی بر سیستم Cray XC۳۰ ساخته شده است و در مرکز ملی ابرکامپیوتری سوئیس (CSCS) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه با بهره‌گیری از ۷۳,۸۰۸ هسته پردازش گرافیکی Nvidia Tesla قادر است توانی معادل ۶,۲۷۱ ترافلاپس را ارائه می‌دهد. این ابررایانه دارای بهینه‌ترین سیستم مصرف انرژی را در لیست ما داشته به طوری که به ازای هر وات مصرف انرژی ۲۶۹۷.۲ مگافلاپ پردازش انجام می‌دهد.
شماره 6: Trinity
Trinity به عنوان دومین تازه وارد به لیست قدرتمندترین رایانه‌های جهان شناخته می‌شود که با قدرت ۸,۱۰۰ ترافلاپس در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس در نیومکزیکو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
شماره 5: Mira
Mira که توسط شرکت IBM اسمبل شده، از ۷۸۶,۴۳۲ هسته پردازشی بهره می‌برد و دارای توانی معادل ۸,۵۹۶ ترافلاپس است. این دستگاه بر پایه نسل قبل ابررایانه‌های IBM یعنی Blue Gene استوار بوده و توسط لابراتوار ملی آرگون متعلق به وزارت انرژی ایالات‌متحده کنترل می‌شود. از این ابررایانه در پیشبرد اهداف تحقیقاتی وزارت انرژی امریکا در رابطه با باتری‌های بسیار کم‌مصرف خودروهای الکتریکی، تحلیل رشد اقتصادی و تحلیل تغییرات وضعیت آب و هوا استفاده می‌شود.
شماره 4: K Computer
K Computer حضور دیرین در لیست برترین ابررایانه‌های جهان را داشته به طوری که در سال ۲۰۱۱ در صدر این لیست قرار گرفته بود.K Computer توسط شرکت فوجیتسو ژاپن طراحی گردیده و دارای سرعت ۱۰.۵ ترافلاپس با ۷۰۵,۰۲۴ عدد هسته پردازشی Sparc است. در لیست ما این ابررایانه که در انستیتو پیشرفته ریکن برای علوم رایانه‌ای استفاده می‌شود در رده دوم کم‌مصرف‌ترین‌ها قرار خواهد گرفت.
شماره 3: Sequoia
در رده سوم این لیست ابررایانه Sequoia قرار دارد که اکنون توسط سازمان امنیت ملی هسته‌ای آمریکا برای شبیه سازی‌های بزرگ در زمینه افزایش طول عمر تسلیحات هسته‌ای در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در کالیفرنیا به کار می‌رود. این مجموعه نیز بر پایه معماری Blue Gene/ Q شکل گرفته و با ۱,۵۷۲,۸۶۴ هسته پردازشی قادر است ۱۷,۱۷۳ ترافلاپس در ثانیه عملیات تحلیلی انجام دهد.
شماره 2: Titan
تیتان که مدت‌ها به عنوان قوی‌ترین ابررایانه جهان شناخته می‌شد، اکنون در رده دوم این جدول قرار دارد که در اختیار وزارت انرژی آمریکا قرار گرفته و مبتنی بر سیستم Cray XK۷ طراحی گردیده است. این ابررایانه با قدرتی معادل ۱۷,۵۹۰ ترافلاپس پردازش در ثانیه در آزمایشگاه ملی اوک ریج در ایالت تنسی به کار گرفته می‌شود.
شماره 1: Tianhe-2
Tianhe-2 برای ششمین دوره پیاپی به عنوان قدرتمندترین ابررایانه کره زمین شناخته شده و با نام اختصاری راه شیری دو نیز شناخته می‌شود. Tianhe-2 به عنوان ابرکامپیوتر دانشگاه ملی فناوری‌های دفاعی چین از پردازنده‌های Xeons و Xeon Phi اینتل از سری آیوی بریج استفاده می‌کند و در مجموع 3 میلیون و 120 هزار هسته پردازشی دارد. قدرت نهایی این ابررایانه حدود 33,862 ترافلاپس برآورد شده است.
ارسال نظر