ابرکامپیوترها کجای زندگی ما هستند؟

بیگ بنگ: تقریبا بیشتر کشورهای جهان ابرکامپیوتر دارند و برخی از آنها به دلیل برخورداری از سرعت عمل و قدرت خیره‌کننده در پردازش اطلاعات چیزی ماورای تصور هستند. در دنیای محاسبات، معیار برتری کشورها، برخورداری از ابرکامپیوترهای قدرتمند است که خود گویای واقعیتی مهم است؛ داشتن ابرکامپیوتر قدرتمندتر، یعنی داشتن توان بیشتر برای انجام پیچیده‌ترین محاسبات و تمام این معادلات به معنای توانمندی کشورهای دارای ابرکامپیوتر در حل پیچیده‌ترین مسائل علمی است.

SuperComputerTA-1024x768دستیابی به سریع‌ترین ابرکامپیوترها، بهانه‌ای هیجان‌انگیز برای شکل‌گیری رقابتی جذاب میان کشورهای پیشرفته جهان است. همین چند روز پیش بود که چین با رونمایی از ابرکامپیوتر قدرتمند سان‌وی‌تایهولایت(Sunway TaihuLight) در صدر کشورهای دارای این فناوری قرار گرفت. اما حالا خبر می‌رسد شرکت آی‌بی‌ام، ابرکامپیوتر قدرتمندتری به نام Summit برای وزارت انرژی آمریکا آماده می‌کند تا در سال ۲۰۱۸ کار خود را آغاز کند.

برای درک هر چه بهتر توان محصول جدید آی‌بی‌ام کافی است به این ارقام توجه کنیم: ابر کامپیوتر چینی‌ها که اکنون قدرتمندترین ابرکامپیوتر جهان محسوب می‌شود، توانایی انجام ۹۳ ‌هزار تریلیون محاسبه در ثانیه را دارد. حال آن که Summit با قیمت نجومی ۳۲۵ میلیون دلار (حدود ۱۱۳۷ میلیارد تومان)، اندکی بیش از دو برابر آن قدرت دارد. حالا این پرسش مطرح می‌شود که اصولا ابرکامپیوترها چه سطحی از فناوری به حساب می‌آیند که کشورهای جهان حاضرند برای داشتن آنها چنین ارقام خیره کننده‌ای بپردازند؟

نخستین ابرکامپیوترها

نزدیک به ۷۳ سال از ساخت نخستین کامپیوتر جهان یعنی ENIAC می‌گذرد. هرچه زمان می‌گذشت فناوری ساخت این دسته از ماشین‌آلات محاسباتی پیشرفته‌تر از قبل می‌شد، اما هنوز کامپیوترهایی ساخته می‌شد که ساختار کلی آنها به اندازه فضای یک اتاق بزرگ بودند. بتدریج سر و کله ترانزیستورها و مدارهای ترکیبی پیدا شد و این یعنی فشرده‌ سازی توان کامپیوتر در ریزتراشه‌هایی به بزرگی ناخن انگشت. همزمان با توسعه فناوری‌های دیگر به ویژه طراحی ماشین‌آلات پیشرفته و ارائه تکنیک‌های نوین درمانی، نیاز به کامپیوترهای قوی‌تر بیش از هر زمان دیگری احساس می‌شد تا این که بشر به ایستگاه جدیدی در دنیای محاسبات رسید؛ ابرکامپیوترها. اگر نخستین کامپیوترها فضایی به بزرگی یک اتاق اشغال می‌کردند، حالا ابرکامپیوترهایی ساخته می‌شوند که به بزرگی همان اتاق‌ها هستند. با این تفاوت که انبوهی از ریزتراشه‌های قدرتمند را در دل خود جای داده‌اند. نخستین ابرکامپیوتر جهان موسوم به CDC600 در سال ۱۹۶۴ ساخته شد.

عکسی از نخستین ابرکامپیوتر جهان موسوم به CDC600

عکسی از نخستین ابرکامپیوتر جهان موسوم به CDC600

این ماشین محاسباتی ابعادی به بزرگی چهار کابینت داشت و جالب این که با هزینه هشت میلیون دلار آن دوران که معادل ۶۰ میلیون دلار امروز می‌شود، ساخته شد. ابرکامپیوتر CDC600 توانایی انجام سه میلیون محاسبه در یک ثانیه (flops) را داشت. این ابرکامپیوتر ده برابر سریع‌تر از سریع‌ترین کامپیوتر زمان خود یعنی IBM 7030 Stretch بود. حالا اما CDC600 تنها خراشی کوچک در دنیای ابرمحاسبات به حساب می‌آید؛ جایی که نسل قدرتمندی از آنها با بودجه‌های چند صد میلیون دلاری با هدف درک بهتر ناشناخته‌های عالم و حل پیچیده‌ترین مسائل علمی جهان ساخته می‌شوند.

تفاوت اصلی کامپیوتر با ابرکامپیوتر

اگر قرار باشد تفاوت شاخصی میان کامپیوتر و ابرکامپیوتر قائل شویم باید به این نکته اشاره کنیم: یک ابرکامپیوتر اصولا یک کامپیوتر بسیار بزرگ یا صرفا سریع نیست که روی اطلاعات ورودی عملیات پردازش را انجام دهد و داده‌های خروجی را ارائه کند؛ بلکه در چنین ابرماشین محاسباتی به جای انجام پردازش‌های سریالی، از پردازش‌های موازی (همزمان) استفاده می‌شود. پس می‌توان گفت یک ابرکامپیوتر به جای انجام یک محاسبه در یک زمان، انبوهی از محاسبات را در یک لحظه انجام می‌دهد و به این ترتیب است که برای محاسبه زمان رسیدن یک فضاپیما به نقطه‌ای مشخص در فضا، تنها این ابرکامپیوتر است که می‌تواند کارگشا باشد.

Watson Computer Jeopardy - (Bob Goldberg/Feature Photo Service for IBM)چرا ابرکامپیوترها مهم هستند؟

زندگی امروز میلیاردها انسان با اینترنت پیوند خورده است. آنها از طریق این شبکه جهانی با یکدیگر در ارتباط هستند و از این طریق بسیاری از امور روزمره خود را که شامل تبادل حجم عظیمی از اطلاعات می‌شوند به پیش می‌برند. تخمین زده می‌شود تا پایان سال ۲۰۱۵، پنج‌ میلیارد واحد ساختاری از طریق اینترنت به یکدیگر متصل شده باشند. حال آن که پیش‌بینی می‌شود این رقم تا سال ۲۰۲۰ به ۲۵ میلیارد واحد برسد. در نتیجه دور از تصور نخواهد بود که حجم اطلاعاتی که از این طریق در دنیا جابه جا می‌شود به ۵۰۰ میلیارد دی‌وی‌دی یا معادل دو زتابایت افزایش یابد. در این میان فقط این ابرکامپیوترها هستند که می‌توانند چنین حجم عظیمی از اطلاعات را پردازش کنند.

حرکت دنیای امروز از دوران صنعتی به عصر دیجیتال به ابزار مهم و غیرقابل چشمپوشی به نام ابرکامپیوتر نیاز دارد. فقط کافی است به اطرافمان نگاهی بیندازیم. طی دو دهه اخیر، انبوهی از فناوری‌های جدید با مقیاس‌های عظیم روانه زندگی روزمره مردم شده‌اند. طراحی و ساخت ایرباس A380 که به عنوان بزرگ‌ترین هواپیمای حال حاضر دنیا شناخته می‌شود تنها در گروی استفاده از ابرکامپیوترها ممکن شده است. در واقع مهندسان خبره صنایع هواپیماسازی از مهم‌ترین ابزار خود برای شبیه‌سازی پرواز هواپیمای غول‌ پیکری استفاده می‌کنند که هنوز ساخته نشده، اما آن قدر به نتایج حاصل از آن باور داشتند که با تکیه بر آنها دست به سرمایه‌گذاری میلیارد دلاری زدند. برای درک اهمیت ابرکامپیوترها همیشه نباید رو به آسمان‌ها داشت. اینجا و روی زمین، حیات مهم‌ترین صنایع حال حاضر دنیا یعنی خودروسازی صرفا در گروی استفاده از این ماشین‌ آلات پیشرفته محاسباتی است. تحقیقات نشان می‌دهد استفاده از ابرکامپیوترها، مدت زمان طراحی پلتفرم‌های جدید خودروسازان را از ۶۰ ماه به ۲۴ ماه کاهش داده‌اند؛ حال آن که در این مسیر ضریب ایمنی و آسایش سرنشینان نیز به طرز خیره‌ کننده‌ای بهبود یافته است.

super-computer-84053پیش‌بینی‌های دقیق اوضاع جوی

باز هم به آسمان می‌رویم؛ جایی که به واسطه عوامل مختلف و پیچیده همواره باید منتظر تغییرات پیچیده جوی باشیم. تشخیص یا به عبارت بهتر پیش‌بینی این تغییرات فقط با استفاده از ابرکامپیوتر امکان‌پذیر است. برای آگاهی هرچه بهتر از اهمیت به کارگیری ابرکامپیوترها در پیش‌بینی اوضاع جوی باید به نتایج تحقیقاتی تکان‌ دهنده توجه کرد؛ تنها در حد فاصل سال‌های ۱۹۷۰ تا ۲۰۱۲، اوضاع نامساعد جوی در سراسر اروپا ۱۵۰ هزار قربانی و ضرر و زیان ۲۷۰ میلیارد یورویی به همراه داشته است، اما با استفاده از ابرکامپیوترهایی که از مدل‌های متنوع جوی به عنوان داده‌های ورودی استفاده می‌کنند تا مطمئن‌ترین پیش‌بینی‌های جوی را ارائه کنند، این ارقام کاهش قابل توجهی می‌یابند.

اکنون دانشمندان به این سطح توانمندی دست یافته‌اند که بزرگی و حتی مسیر دقیق طوفان‌ها و سیلاب‌ها را با استفاده از این ماشین آلات محاسباتی پیش‌بینی کنند. بدون شک هیچکس طوفان قدرتمند ششم آبان ۱۳۹۲ را ـ که جنوب انگلیس را درنوردید ـ از یاد نمی‌برد. البته ساکنان این منطقه وسیع به لطف پیش‌بینی‌های صورت گرفته با ابرکامپیوترها از چهار روز پیش خود را برای این توفان مخرب آماده کرده بودند.

مهدی پیرگزی / جام‌جم

منابع بیشتر: wired.comextremetech.com

  computerworld.comec.europa.eu

image_pdfimage_print
(10 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=52541
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *