"سیمرغ" ایرانی چه ویژگی و کاربردهایی دارد؟

به گزارش گروه اجتماعی یکتاپرس، ابررایانه‌ها قدرتمندترین رایانه‌های دوران خود هستند که معمولا برای اجرای برنامه‌های معدود و خاصی بهینه‌ شده‌اند و اطلاعات را بسیار سریع پردازش و اجرا می‌کنند. ساخت و نگهداری ابررایانه‌ها علاوه بر پرهزینه بودن ، نیاز به تکنولوژی و دانش بالایی دارد به همین دلیل معدود کشورهایی در جهان توانایی طراحی و ساخت آن را دارند. در این زمینه ، خوشبختانه محققان کشورمان نیز با توجه به پیشرفت های که طی سال های اخیر به دست آورده اند توانسته اند 14 نمونه از آن ها را طراحی کرده و با اعلام رئیس دانشگاه صنعتی امیرکبیر قرار است قدرتمندترین ابررایانه ایرانی با نام "سیمرغ" در اردیبهشت ماه رونمایی شود. در این گزارش سعی خواهیم کرد علاوه بر معرفی ابررایانه ها و کاربردهای آن ها ، شما را با این دستاورد جدید دانشمندان کشورمان آشنا کنیم.

ابر رایانه چیست و چه کاربردی هایی دارند ؟

ابر کامپیوترها 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

مقایسه‌ی قدرت پردازشی ابر کامپیوتر‌ها با کامپیوتر‌های خانگی

قدرت پردازشی ابر کامپیوتر‌ها به صورت تعداد اعمال محاسباتی که در هر ثانیه انجام می‌دهند، بیان می‌شود. برای اندازه‌گیری این فاکتور در کامپیوتر‌های معمولی که پردازنده و پردازنده‌ی گرافیکی شناخته‌شده‌ای دارند، نرم‌افزار‌های امتیازدهی یا بنچ‌مارک طراحی شده است. شاید یک سیستم گیمینگ امروزی به اندازه‌ی ابر کامپیوتر‌های قدیمی قدرتمند باشد، به همین دلیل نمی‌توان در تعریف کردن لغت Supercomputer، قدرت پردازشی خاصی را ذکر کرد.

ابررایانه بلو جین، محصول آی بی ام در آزمایشگاه ملی آرگون

در حال حاضر قدرت پردازشی یک کارت گرافیک قدرتمند معمولی، در حد ۵ الی ۱۵ ترافلاپس است. یک FLOPS یا Floating Operation Per Second به معنی یک عمل اعشاری در هر ثانیه است که ممکن است با دقت ۳۲ بیت یا ۶۴ بیت (دقت مضاعف یا دابل) و یا ۱۶ بیت انجام شود ولیکن در عرصه‌ی کامپیوتر‌های معمولی، همواره دقت محاسبات اعشاری ۳۲ ملاک است.

GFLOPS معادل ۱ میلیارد عمل اعشاری در ثانیه است و TFLOPS نیز معادل ۱ بیلیارد عمل اعشاری در ثانیه یا به زبان دیگر، معادل ۱۰۰۰ گیگافلاپس است. قدرت ابر کامپیوتر‌های امروزی در حد چند پتافلاپس است. یک PFLOPS معادل ۱۰۰۰ ترافلاپس است؛ بنابراین می‌توان گفت که قدرت ابر کامپیوتر‌های امروزی نسبت به کامپیوتر‌های قدرتمند گیمینگ خانگی که شاید ۱۰ ترافلاپس قدرت پردازشی داشته باشند، چند هزار برابر بیشتر و البته بهینه‌تر است.

۱۰۰۰ گیگافلاپس = ۱ ترافلاپس

۱۰۰۰ ترافلاپس = ۱ پتافلاپس

طراحی سخت‌افزار و نرم‌افزار مورد نیاز ابرریانه ها

ابررایانه‌هایی که پردازنده‌های سفارشی داشتند پیش‌تر سرعتی که روی رایانه‌های معمولی داشتند را از طراحی‌های ابتکاری شان به دست می‌آوردند که اجازه می‌داد مثل یک مهندسی به هم پیچیده چند کار را به صورت موازی انجام دهند و آن‌ها را تنها برای انواع مشخصی از محاسبات مثل محاسبات عددی استفاده کنند و در محاسبات کلی تر رایانه‌ای ضعیف عمل می‌کردند. سلسله مراتب حافظه آن‌ها به دقت طراحی می‌شد تا دائماً اطلاعات و دستورالعمل در دسترس پردازنده قرار گیرد. در اصل عمده‌ترین تفاوت بین ابررایانه‌ها و رایانه‌های کندتر در سلسله مراتب حافظه‌شان است. سامانه ورودی/خروجی آن‌ها نیز برای پهنای باندهای بالا با تأخیر بسیار پایین طراحی شده‌است چرا که اساساً ابررایانه‌ها برای پردازش انتقالات طراحی نشده‌اند. در این‌جا هم مثل هر سامانه موازی قانون آمدال صدق می‌کند. طراحی‌های مختلف ابررایانه‌ها برای حذف تتابع (serialization) نرم‌افزارها تلاش بسیاری می‌کنند و برای رفع مشکلات و تنگناهای باقی‌مانده و تسریع آن‌ها از سخت‌افزار استفاده می‌کنند.

با 10 ابررایانه برتر دنیا آشنا شوید

سه کشور آمریکا، چین و ژاپن قدرت‌های برتر تولید ابررایانه در دنیا هستند و همواره بین این سه کشور رقابت برای تولید بهترین ابرکامپیوتر وجود دارد. آمریکا با داشتن 199 ابررایانه، بیشترین تعداد را به خود اختصاص داده است. پس از آن چین با 109و ژاپن با 37 ابر رایانه در جایگاه‌های بعدی قرار دارند. برای رتبه بندی این غول‌های پردازشگر، پارامترهای مختلفی بررسی می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها فلاپ(flop) است. فلاپ در واقع واحد اندازه‌گیری قدرت پردازش همزمان یک سیستم در ثانیه است. در ادامه با 10 ابرکامپیوتر برتر دنیا و ویژگی‌های آن‌ها آشنا می‌شوید.

1- سامیت (SUMMIT)

سامیت در لغت به معنای قله و بلندی است. به راستی که شرکتIBM با ارائه‌ی این ابرکامپیوتر توانسته بر قله‌ی ابررایانه‌های دنیا قرار گیرد. قدرت این ابرکامپیوتر فوق پیشرفته 143پتافلاپس است که تقریبا 1.5برابر رقبایش است. حدود 2397800 هسته‌ی پردازشی در این کامپیوتر جای گرفته‌اند تا سرعت فوق‌العاده‌ای برای محاسبات و تحلیل‌ها فراهم کنند.

2- سیرا (SIERRA)

سیرا یکی از قدرتمندترین ابرکامپیوترهای حال حاضر دنیاست که توسط شرکتIBM عرضه شده است. هرچند سیرا از رقیب قدرتمندش، سان وی تعداد پردازنده‌های کمتری دارد؛ بااین حال با قدرت معادل 94پتا فلاپس از سان وی پیشی گرفته است.

3- سان وی تایهو لایت(SUNWAY TAIHU LIGHT)

سان وی قدرتمندترین ابر رایانه‌ی چینی در دردنیاست. نکته‌ی قابل توجه در این رایانه این است که کاملا بومی است و تمام قطعات و پردازنده‌های آن کاملا در چین تولید شده است. قدرت آن 93پتافلاپس و تعداد هسته‌های آن10649600 است.

4- تیان هه (TIANHE2-A)

تیان هه در زبان چینی به معنی کهکشان راه شیری است. این ابررایانه‌ زمانی به عنوان قوی‌ترین نمونه‌ی موجود شناخته می‌شد و در صدر لیست قرار داشت. تیان‌هه-۲ از وجود 4981760 هسته‌ی پردازشی بهره می‌برد که قدرت 61 پتافلاپسی را در اختیار کاربرانش قرار می‌دهد. دانشگاه ملی تکنولوژی دفاعی چین میزبان این رایانه است.

5- PIZ DIANT

این ابررایانه با ظرفیت 21پتا فلاپس و 387872 هسته در شرکت کری ساخته شده و در اختیار مرکزملی محاسبات پیشرفته در کشور سوییس قرار دارد.

6- ترینیتی (TRINITY)       

 ترینیتی آخرین فرزند کمپانی کری تا به امروز است. ترینیتی متعلق به آزمایشگاه ملی لس الاموس است که با هدف پیش‌بینی و مقابله با گسترش سلاح‌های هسته‌ای برای استفاده‌ی دانشمندان توسعه یافته است. قدرت آن 20.1 پتا فلاپس و 979000 هسته برای پردازش اطلاعات مربوط به سلاح‌های هسته ای دارد.

7- ABCI

این ابررایانه تنها نماینده‌ی ژاپن درلیست 10کامپیوتر برتر دنیاست.  ABCI که محصول شرکت فوجیتسو است، در دانشگاه توکیو قرار دارد و در اختیار مرکز ملی علوم و تکنولوژی ژاپن است تا با  قدرت  19.9پتافلاپس و 391.680 هسته ای که دارد، تحولی در محاسبات ایجادکند.

8- SUPER MUC-NG

شرکت لنوو این ابرکامپیوتر رادر سال 2018 و برای مرکز لینبیز واقع در شهر مونیخ آلمان طراحی کرده است. قدرت 19.47 پتا فلاپس و 305856 هسته پردازشی، این کامپوتر را به یکی از قدرتمندترین رایانه‌ها در اروپا تبدیل کرده است.

9- تیتان (TITAN)

تیتان در آزمایشگاه ملی اوک ریج و زیر نظر وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا قرار دارد. این ابررایانه که در کمپانی کری ساخته و طراحی شده است، 17.6پتا فلاپس  و 560000 هسته‌ی پردازش‌گر دارد و در مدل‌سازی‌ها و محاسبات وزارت انرژی کاربرد دارد. تیتان با 8209 کیلووات مصرف انرژی سومین ابررایانه‌ی بهینه‌ی دنیاست.

10- سکویا (sequoia)

کمپانی IBM این ابرکامپیوتر را در سال2012 برای لابراتوار ملی لاورنس لیورمور طراحی کرد. قدرت پردازشی سکویا 17.1پتافلاپس است و از 1573000 هسته‌ی پردازشی استفاده می‌کند. در حال حاضر سازمان امنیت ملی هسته ای امریکا برای شبیه سازی های بزرگ در زمینه افزایش طول عمر تسلیحات هسته ای از سکویا بهره می‌برد.

«سیمرغ»، قدرتمندترین ابرریانه ایران اردیبهشت ۱۴۰۰ به بهره‌برداری می‌رسد

ساخت ابررایانه با معیارهای جهانی احتیاج به دانش بالایی دارد که بتواند محاسبات پیشرفته در کوتاه ترین زمان و با درصد خطای پایین را انجام دهد. خوشبختانه طی سال های اخیر جمهوری اسلامی ایران نیز علارغم تحریم های علمی و اقتصادی توانسته است به جمع کشورهای دارای تکنولوژی ساخت این ابررایانه بپیوند و با توجه به اعلام مسئولین قرار است در اردیبهشت ماه از قدرتمندترین ابررایانه ایرانی رونمایی شود. در این زمینه ، روز گذشته، سید احمد معتمدی رئیس دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: از آنجا که داشتن ابررایانه جزو شاخص‌های قدرت نرم در کشورها محسوب می‌شود، ابررایانه سیمرغ نیز در ایران مراحل ساخت خود را پشت سر می‌گذارد.

وی با اشاره به اینکه دانشگاه صنعتی امیرکبیر با سرمایه گذاری و نظارت پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات در این پروژه همکاری دارند، افزود: دانشگاه امیرکبیر پیش از این بزرگترین ابررایانه کشور را در سال ۹۰ به سفارش معاونت علمی و فناوری رئیس جمهور ساخته بود که تا به امروز هم در حال خدمات رسانی است و در ادامه آن، ساخت ابررایانه سیمرغ در دستور کار این دانشگاه قرار گرفت.

رئیس دانشگاه صنعتی امیرکبیر تصریح کرد: هدف از ساخت این ابررایانه این است که زیرساخت‌های لازم را برای ارائه خدمات در حوزه علوم، مهندسی فناوری و … فراهم سازد؛ همچنین این ابررایانه در صنعت انیمیشن و بازی‌های رایانه‌ای نیز کاربرد دارد.

معتمدی ادامه داد: با ساخت این ابررایانه زیرساخت‌های لازم برای پردازش در حوزه هوش مصنوعی به وجود خواهد آمد و این پروژه در مسائلی مانند کلان‌داده‌ها و اینترنت اشیا کاربردهای خوبی دارد.

وی با اعلام اینکه این ابررایانه اردیبهشت ماه سال آینده به بهره برداری می‌رسد، بیان کرد: تجهیزات و قطعات این ابررایانه، خارجی هستند که در دنیا توسط یکی دو شرکت ساخته می‌شود اما ارزش این پروژه به قطعات آن نیست بلکه به طراحی سیستمی آن است که محققان و پژوهشگران دانشگاه امیرکبیر موفق به دستیابی آن شده‌اند. حدود ۲۰ نفر از دانش آموختگان دانشگاه، هیأت علمی، متخصصان و دانشجویان در این پروژه مشارکت می‌کنند.

ابررایانه سیمرغ چه ویژگی هایی دارد ؟

ابررایانه سیمرغ با تعریف نیازهای پردازشی فوق سریع در کشور کلید خورده تا به صورت کاربردی در حوزه‌هایی چون هوش مصنوعی، کلان داده‌ها، اینترنت اشیا و بلاکچین مورد استفاده قرار گیرد. این ابررایانه،علاوه بر جنبه تحقیقاتی، پیش بینی سریع آب و هوا، تحلیل‌های زمین شناسی و زلزله شناسی و تحلیل‌های داده‌های ژنتیکی را بر بستر شبکه ملی اطاعات امکان پذیر می‌کند.

با توجه به اعلام مسئولین قرار است در این طرح در ابتدا مدل مهندسی و پیش نمونه ابررایانه با ظرفیت پردازشی حدود ۱۶۰ ترافلاپس (۱۶۰ تریلیون عملیات پردازش در یک ثانیه) به بهره برداری برسد و عملیات توسعه آن تا مقیاس پتافلاپس یا ۱۰ به توان ۱۵ (یک میلیون میلیارد محاسبه در یک ثانیه) هم خواهد رسید. مطالعه برای توسعه سرعت پردازش در مقیاس اگزافلاپس یا ۱۰ به توان ۱۸ (یک میلیارد میلیارد محاسبه در یک ثانیه) نیز ادامه پیدا ‌کند.

منبع: خبرگزاری علم و فناوری

انتهای پیام/