( HPC ( HIGH PERFORMANCE COMPUTING را بیشتر بشناسید

0
131

HPC یا فناوری‌های رایانشی با پردازش فوق سریع به سیستم‌ها و محیط‌های رایانه‌ای گفته می‌شود که از پردازشگرهای و سرور های متعدد و یا مجموعه ای از چند رایانه که در یک کلاستر سازمان یافته‌اند استفاده می‌کنند.

از دیر باز بشر با روش های مختلفی که همراه با خطا بوده است با تکیه بر تحلیل‌های نه چندان علمی و منسجم، سعی در تسخیر طبیعت داشته‌ است. در سده‌های اخیر با ظهور روش‌های علمی، قلمرو دانش بشری به طور خیره کننده‌ای گسترش یافته است. در دهه‌های اخیر با اختراع ماشین‌های محاسباتی، دریچه‌ای نو به روی دانش و معرفت بشری گشوده شد. سرعت پیشرفت دانش صد چندان گردید و پیرو آن، کاربرد این ابزار جدید در ارتباطات، جهان پهناور و ناشناخته‌ی گذشته‌ را به دهکده‌ای کوچک بدل کرد. این غول‌های محاسباتی، مسأله‌های غیر قابل حل روش‌های نظری و پژوهش‌های پرهزینه‌ی روش‌های تجربی را به آسانی و ارزانی حل کرده و دنیای ما را به شدت به خود وابسته کردند. امروزه روش‌های مبتنی بر کاربرد ماشین‌های محاسباتی در حل مسائل علمی را روش‌‌‌ محاسباتی می‌گویند و به عنوان سومین روش معتبر پیشبرد علم در کنار روش‌های تجربی و نظری جایگاه ویژه‌ای یافته‌اند.

دلیل آنکه رایانه پردازش فوق سریع نام گرفته این است که در مقایسه با سرور ریزرایانه‌ها یا کامپیوترهای شخصی ارزان، از مزایای اجرایی و کاربردی بهتری برخوردار است. در این مقاله، شما اطلاعاتی درباره کاربردهای HPC خواهید آموخت. رایانه‌های پردازش فوق سریع همچنین به دسته‌های درجه پایین، متوسط، و بالا تقسیم می‌شوند، و بازار آن به سرعت درحال گسترش است.

از دیدگاه کاربرد و بازار، دو نمونه سیستم با قیمت متوسط و بالا وجود دارد. یکی از اینها سوپر کامپیوتر نام دارد و عمدتا برای محاسبات و طراحی‌های خاص علمی مهندسی به کار می‌رود.

روند توسعه HPC، غالبا در زمینه‌های رایانش گرید و توانمندسازی معماری، باز بودن و استانداردسازی، و تنوع بخشی به کاربردها همیشه در حال رشد و پیشرفت است. استراتژی گرید مهم‌ترین گرایش در HPC است .

 کاربری اصلی رایانه پردازش سریع، host  در یک محیط رایانش تحت شبکه می‌باشد. در آینده، اکثر برنامه‌ها، برنامه‌های محیط شبکه و میلیاردها دستگاه کلاینت خواهند داشت. تمام داده‌ها و برنامه‌های مهم روی سرورهای پردازش سریع مستقر خواهند شد. مدل سرورها و سرویس گیرنده وارد نسل دوم خود خواهد شد، یعنی فاز تراکم سرورها که یک روند توسعه‌ای می‌باشد.

گرید به یک موضوع داغ پژوهشی در پردازش فوق سریع تبدیل شده و یک فناوری نوظهور بسیار مهم به شمار می‌آید. مدل مورد استفاده محیط رایانش شبکه‌ای همچنان اینترنت خواهد بود، اما بعد از 5 تا 10 سال، گرید اطلاعات به تدریج متداول و به روند اصلی تبدیل می‌گردد.

ایالات متحده در زمینه رایانش گرید به طرز قابل توجهی از بقیه کشورها جلوتر است. گفته می‌شود که حمایت و تامین امروز آنها از پژوهش‌های رایانش گرید مشابه حمایتی است که در دهه 1970 از پژوهش‌های اینترنت می‌شده است، همچنین انتظار آن می‌رود که طی 10 سال در تمامی حیطه‌های اقتصاد ملی و توسعه اجتماعی نیز گسترش یابد.

تفاوت اصلی میان گرید و اینترنت یکپارچگی است. گرید تمامی رایانه‌ها، داده‌ها، تجهیزات باارزش، کاربران، نرم‌افزارها و اطلاعاتی که در سراسر کشور توزیع شده را در یک کلیت منطقی سامان‌دهی می‌کند. صنایع می‌توانند برنامه‌های کاربردی گرید خود را بر این پایه اجرا کنند. ایالات متحده در تلاش برای توسعه گرید در سراسر جهان برنامه‌ای به نام STAR-TAP را آغاز نموده است.

محاسبات سریع

بسیاری از مسائل علمی و فنی، از چنان پیچیدگی و حجم بالای عملیات محاسباتی برخوردارند که یک ماشین محاسباتی چند هسته‌‌ای نیز قادر به حل آن ها نیست. برای غلبه بر این محدودیت، صدها و گاه هزاران ماشین‌ محاسباتی چند هسته‌ای را به هم متصل می‌کنند و یک ابر کامپیوتر می‌سازند، سپس همه‌ یا تعدادی از هسته‌های ابرکامپیوتر را به صورت همزمان به کار می‌گیرند. به چنین محاسباتی که به صورت هماهنگ و همزمان، توسط تعدادی هسته‌ی محاسباتی انجام می‌شود محاسبات موازی (Parallel Computing) می‌گویند و شاخه‌ای از علم که هدف آن حداکثر بهره‌وری از ماشین‌های محاسباتی به ویژه ابرکامپیوترهاست، محاسبات سریع (High Performance Computing) نامیده می‌شود. اولین گام در محاسبات سریع، انتخاب و طراحی بهینه‌ی سیستم اتصال کامپیوترها به همدیگر است که اساسا یک بحث سخت‌افزاری است. در گام بعد انتخاب سیستم عامل، زبان برنامه‌نویسی و تکنیک‌های برنامه‌نویسی مناسب اهمیت پیدا می‌کند که تماماً در حوزه‌ی نرم‌افزاری قرار می‌گیرند. به راحتی می‌توان نشان داد که در این حوزه از علم، اهمیت و کارایی بهره‌وری نرم‌افزاری بسیار بیشتر از بهینه‌سازی‌های سخت‌افزای است. بنابراین نیروی انسانی متخصص، بیشترین نقش را در این شاخه برعهده دارد و سخت‌افزار مناسب فقط به عنوان یک مکمل عمل می‌کند، به طوری که می‌توان ماشین‌های محاسباتی معمولی را وادار به انجام محاسباتی در حد ابرکامپیوترها کرد. از این روست که با سرمایه‌گذاری در تربیت نیروی انسانی ماهر می توان دوشادوش کشورهای توسعه‌یافته در این شاخه از علم گام برداشت.

از مشخصه های پردازش سریع میتوان به مشخصه‌های ذیل اشاره کرد :

  • عملکرد بالا  (High Performance)
  • توسعه‌پذیری  (Expendability)
  • مقیاس پذیری (Scalability) افقی (Scale out) و  عمودی  (Scale up)
  • مدیریت بهتر منابع  (Manageability)
  • قابلیت دسترسی بالا High Availability
  • توان عملیاتی (Throughput) بالا کاهش قطعی سیستم (Downtime)

ویژگی های راه حل ها و سیستم های پیشنهادی ما:

  • استفاده از جدید ترین و بروز ترین تکنولوژی های ساخت این گونه سیستم ها
  • سخت افزار های بروز و پر قدرت متناسب با نیاز
  • راه حل های کم هزینه و مقرون به صرفه اقتصادی
  • امنیت, عملکرد و قابلیت دسترسی پذیری بالا
  • توسعه پذیری و میزان پذیری
  • توان عملیاتی بالا
  • شبکه ارتباطی پر سرعت
  • ارائه راه کار های موازی سازی نرم افزار ها
  • مدیریت یکپارچه سیستم
  • استفاده از سیستم عامل قابل اطمینان