اینجا چراغی روشن است

کامپیوترها امروزه به بخش اصلی زندگی روزمره مردم تبدیل شده اند، از تلفن های همراه گرفته تا سیستم های پردازش بانکی و... در زندگی ما جریان دارند و مردم را به خود وابسته کرده اند. اما آیا به راستی کامپیوترها هم فکر می کنند؟ این سوال برای نخستین بار در سال ۱۹۵۰ توسط "آلن تورینگ" پدر علوم پایه کامپیوتر مطرح شد و اکنون که نیم قرن از نظریه معروف او می گذرد، هنوز پاسخ دقیقی برای آن داده نشده است. با وجود آنکه کامپیوتر ساخته بشر است و بر این اساس، نمی تواند بر انسان و توانایی های ذهنی او رجحان یابد، گروهی از منتقدان بر این باورند که روی کار آمدن ابزاری به اسم "ابرکامپیوتر"(Supercomputer) باعث شد تا انسان توان رقابت خود با فناوری را از دست بدهد و عرصه را به رقیب سرسختش واگذار کند. زیرا این ابرکامپیوتر قادر بود است در آن واحد میلیون ها مساله سخت و پیچیده را به طور هم زمان حل کند و خدمات گسترده خود را به میلیون ها نفر در سراسر جهان ارائه دهد. تولید و استفاده از ابرکامپیوترها امروزه به عاملی برای برتری کشورها بر یکدیگر تبدیل شده و به دنبال آن، مراکز فناوری در کشورهای مختلف سعی می کنند با افزایش سرمایه گذاری های خود در این حوزه موفقیت های بیشتری کسب کنند.
از آنجایی که تولید و راه اندازی ابرکامپیوترها برای کشورهای منطقه خاورمیانه نیز بسیار اهمیت یافته، دولت عربستان به تازگی با انتشار خبری ادعا کرده است که در حال ساخت ابرکامپیوتر جدیدی است که می تواند جزو ۱۰ ابرکامپیوتر برتر جهان قرار گیرد. این محصول که در گروه ابرکامپیوترهای با سرعت پتافلاپ(Petaflop) قرار می گیرد، طی دو سال آینده به بهره برداری می رسد و باعث می شود اقتصاد تک محوری عربستان و کشورهای همسایه که تنها به نفت وابسته است، جهش تازه ای داشته باشد و به سمت رشد و ترقی پیش رود.
اگر چه اقتصاد کشورهای خاورمیانه وابستگی زیادی به درآمدهای نفتی دارد و در اصل، درآمدهای نفتی اقتصاد این منطقه را شکل می دهند، اما دولت سعودی تصمیم گرفته است که از این پس درآمد خود از فروش منبع تمام شدنی نفت را به گونه ای دیگر هدایت کند. دولت عربستان که سرمایه گذاری در بخش های مختلف فناوری را از چند سال قبل آغاز کرده، هم اکنون می کوشد با راه اندازی این ابرکامپیوتر، گام های موثری در حوزه علم و فناوری بردارد تا از قافله پیشرفت های روزافزون تکنولوژی عقب نماند. ابرکامپیوتر جدید این کشور که با همکاری شرکت IBM تولید شده، در دانشکده علم و فناوری وابسته به دانشگاه "شاه عبدالله" (KAUST) نصب خواهد شد. مرکز داده ای که قرار است از این ابرکامپیوتر پشتیبانی کند نیز تا تابستان آینده فعالیت خود را آغاز خواهد کرد.
ابرکامپیوتر جدید عربستان "شاهین" (Shaheen) نام گرفته است و شامل ۱۶ سیستم رک (Rack) از نوع IBM Blu Gene/P به همراه ۶۵ هزار و ۵۳۶ هسته پردازنده می شود و سرعت آن ۲۲۲ ترافلاپ است (هر ترافلاپ معادل یک تریلیون محاسبه در ثانیه است).
بر اساس آخرین پیش بینی های IBM که برای چندمین سال متوالی همچنان به عنوان برترین تولیدکننده ابرکامپیوترها در جهان محسوب می شود، شاهین پس از تکمیل شدن ششمین ابرکامپیوتر برتر جهان خواهد بود و این در حالی است که مدیران دانشگاه شاه عبدالله عربستان اعلام کرده اند که به زودی ظرفیت آن را افزایش خواهند داد. مرکز داده ای که برای این ابرکامپیوتری طراحی شده، قادر است بیش از ۵۰۰ سیستم رک را در کنار دیگر تجهیزات و زیرساخت های فناوری در خود جا دهد.
"مجید الغسلان" مدیر این مرکز دانشگاهی اعلام کرده که این ابرکامپیوتر در زمینه های مختلف، توسط محققان مورد استفاده قرار خواهد گرفت. از مهم ترین بخش هایی که این ابرکامپیوتر قرار است در آن ها مورد استفاده قرار گیرد می توان به محاسبات کامپیوتری در زمینه فیزیک و تحقیقات کامپیوتری بسیاری پیشرفته اشاره کرد. ابرکامپیوتر ایرانی در کنار سرمایه گذاری ها و تلاش های فراوان دولت عربستان و دیگر کشورهای منطقه برای راه اندازی ابرکامپیوتر، ایران سال گذشته توانست با استفاده از متخصصان داخلی، سریع تری نو قوی ترین ابرکامپیوتر خاورمیانه را تولید و راه اندازی کند. قویترین ابرکامپیوتر فوق سریع ایران و خاورمیانه که چندی پیش به دست محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر ساخته شد، با سرعت ۸۶۰ گیگافلاپ فعالیت می کند. با ساخت این سامانه، ایران هم اکنون به جمع چند کشور پیشرفته دارای این فناوری پیوسته است.
دکتر احمد معتمدی که مدیریت این طرح را برعهده داشت، این ابرکامپیوتر را با همت محققان مرکز تحقیقات پردازش های فوق سریع دانشگاه صنعتی امیرکبیر ساخت و در این باره توضیح داد که این ابرکامپیوتر به سفارش سازمان هواشناسی ساخته شده و حاصل تلاش دو ساله این گروه تحقیقاتی است.
ابرکامپیوتر ایران بر اساس سیستم PC Cluster به منظور دستیابی به سرعت پردازش بالا طراحی شده و شامل ۳۲ پردازنده به عنوان واحد های پردازشگر می شود که به راحتی قابل گسترش هستند. ارتباط این سیستم با کاربر توسط یک کامپیوتر به عنوان مدیر سیستم برقرار می شود. این ابرکامپیوتر از طریق شبکه Fast Ethernet با دیگر شبکه های موجود ارتباط برقرار می کند. در این سامانه ۲۱۶ هسته پردازشی Opteron با توان ۲ گیگاهرتز با بهره گیری از فناوری PC Cluster به صورت موازی در کنار یکدیگر عمل می کنند. حافظه مرکزی این سیستم ۵۶ گیگابایت اعلام شده که ظرفیت ذخیره سازی آن معادل ۵۸۰۰ گیگابایت است.
در حالی که حداکثر توان پردازشی این ابرکامپیوتر ۸۶۰ میلیارد عمل در ثانیه است، در قوانین تجارت جهانی آمده است که ابرکامپیوتر های قویتر از ۱۹۰ میلیارد عمل در ثانیه، کالای راهبردی محسوب شده و فروش آن ها مشمول تحریم می شود.
سیستم عامل مورد استفاده در این سامانه لینوکس است و یک نرم افزار نیز برای مدیریت، نظارت و کنترل سیستم توسط محققان دانشگاه امیرکبیر تهیه شده است. همچنین مجموعه ای از نرم افزارهای کاربردی مانند MM۵ و ARPS برای پیش بینی وضع هوا روی این ابرکامپیوتر نصب و مورد استفاده قرار گرفته و نتایج به دست آمده آزمایش های صورت گرفته روی این محصول نیز به تایید کارشناسان شرکت های اروپایی رسیده است. ساخت این ابرکامپیوتر بسیار توانمند ایرانی به قدری شرکت های بزرگ نظیر IBM را نگران کرده که چندی پیش، هفته نامه صاحب نام InformationWeek چاپ نیویورک در این باره نوشت: «محققان دانشگاه امیرکبیر ایران در حالی می گویند قوی ترین ابرکامپیوتر این کشور را با استفاده از میکروپردازشگرهای شرکت AMD ساخته اند که این شرکت آمریکایی چنین تجهیزاتی را مستقیم یا غیرمستقیم به ایران می فروشد».
این هفته نامه تخصصی نوشت: «به رغم تحریم ها و محدودیت های وضع شده از سوی آمریکا در خصوص صادرات تجهیزات کامپیوتری به ایران، محققان ایرانی قوی ترین ابرکامپیوتر این کشور را با موفقیت طراحی کرده و ساخته اند». این هفته نامه افزود: «دانشمندان و محققان مرکز عالی تحقیقات محاسبات دانشگاه امیرکبیر از ساخت قوی ترین ابرکامپیوتر ایران از ساختار شاخه لینوکس در ساخت سیستم پردازشگرهای Opteron استفاده کردند. قوی ترین ابرکامپیوتر ایران از حداکثر قابلیت عملکرد ۸۶۰ گیگافلاپ برخوردار است».
مرکز تحقیقات پردازش فوق سریع ایران، سال ۲۰۰۱ اولین ابرکامپیوتر کشور را ساخت. پس از آن، سال ۲۰۰۳ ابرکامپیوتر دیگری برای پردازش تصاویر ماهواره ای جهت استفاده در سازمان فضایی ایران ساخته شد. ابرکامپیوتر جدید با این که در زمره ابرکامپیوترهای سریع جای می گیرد، اما با سریع ترین کامپیوترهای جهان فاصله زیادی دارد. در نوامبر ۲۰۰۷، سیستم BlueGene/L که با همکاری IBM و سازمان انرژی امریکا ساخته شده بود، با سرعتی معادل ۲/۴۷۸ ترافلاپ (یک تریلیون محاسبه در ثانیه) به عنوان سریع ترین رایانه جهان شناخته شد.
البته باید توجه داشت که تلاش های متخصصان ایرانی در این حوزه تنها محدود به ساخت این ابرکامپیوتر نمی شود. متخصصان ایرانی چندی پیش موفق به ساخت فناوری راهبردی دستیابی به سرعت عمل ابرکامپیوتر ها با سود جستن از کامپیوترهای شخصی شدند. به گفته دکتر "محسن شریفی" رئیس دانشکده مهندسی کامپیوتر دانشگاه علم و صنعت ایران، این فناوری برای نخستین بار در جهان ابداع شده است.
این نرم افزار که "سی- شریفی" نام گرفته، با هزینه بسیار کم، توان پردازشی سه برابر سرعت ابرکامپیوتر های بسیار گران و پیچیده را دارد.
دکتر محسن شریفی در این خصوص توضیح داد: «این نرم افزار سیستمی بنیادین است که برای نخستین بار در جهان، با ورود به هسته سیستم عامل کامپیوتر ها و از طریق هم بندکردن تعدادی کامپیوتر شخصی ایجاد شده است. برای مثال، این سیستم در سازمان هواشناسی کشور با هم بندی ۸ کامپیوتر شخصی اجرایی شده و توانسته است برخی محاسبات بسیار سنگین به کارگیری داده های هواشناسی دریافتی از ماهواره ها در پیش بینی وضع هوا را که با فناوری موجود، ۶۵ دقیقه طول می کشد، در ۱۶ دقیقه انجام دهد». این سیستم، دو سیستم رقیب با استفاده از ابرکامپیوتر دارد که نخستین مدل آن ها آمریکایی است که گروهی برنامه عادی را در اختیار برنامه ریز می گذارد و نمونه دیگر آن اسرائیلی بوده که برنامه های جدیدی را به سیستم عامل پیوند می دهد. در این میان، محققان ایرانی مدعی هستند که سیستم سی- شریفی از نظر نحوه کار در راستای مدیریت دستیابی به سرعت بالا، ممتاز است. زیرا درون هسته سیستم عامل همه چیز قابل اجراست و هسته سیستم عامل قابلیت انجام هر کاری دارد.
شریفی برای توضیح این گفته افزود: «در حالی که سیستم آمریکایی بسیار گران قیمت و کارکرد آن بسیار پیچیده با بیش از ۱۳۰ فرمان است (که یادگیری آن را برای متخصصان رشته های غیرکامپیوتری که می خواهند تئوری های خود را برنامه سازی کنند، بسیار دشوار می کند)، سی- شریفی با هزینه ای بسیار ارزان و با حدود ۳۰ فرمان به انجام می رسد.
نرم افزار سی- شریفی قابلیت اجرا در تمامی صنایع و کارهایی مانند زمین شناسی، زلزله نگاری و ... را دارد که نیازمند محاسبات پیچیده و طولانی روی داده ها هستند. به هر حال باید توجه داشت، با توجه به این که کشور ایران برای خرید سخت افزارهای ابرکامپیوتری تحریم است، این نرم افزار می تواند آغازی برای راه طولانی قطع وابستگی در این زمینه باشد.
شریفی همچنین اظهار داشت که سیستم های دیگری که در برخی دانشگاه های ایران مورد بررسی قرار می گیرد، شبیه این سیستم نیستند و قرابتی با آن ندارند؛ زیرا از نسخه های رایگان سیستم آمریکایی و یا رقیب آن بهره برداری کرده اند که به نظر نمی رسد با روایت رایگان یک سیستم بتوان در مرزهای دانش حرکت کرد. دکتر شریفی که می گوید که نام پروژه سی- شریفی گذاشته شده که با واژه شریفی، ایرانی بودن این محصول در سراسر جهان مشخص شود. این نرم افزار با همکاری دو دانش آموخته دیگر برنامه سازی کامپیوتر به نام های مهندس احسان موسوی خانقاه و مهندس سیده لیلی میرطاهری به انجام رسیده است.
● قوی ترین ابرکامپیوترهای دنیا
ابرکامپیوتر Blue GeneL که توسط شرکت IBM ساخته شده، پرسرعت ترین ابرکامپوتر جهان محسوب می شود و چندی پیش، کارشناسان توانستند رکورد سرعت محاسبات کامپیوتری را توسط این دستگاه بشکنند و سرعت آن را به ۱۳۵/۵ ترافلاپ برسانند. این سرعت دو برابر سرعتی است که این کامپیوتر را در لیگ ۵۰۰ ابرکامپیوتر برتر به مقام اول رساند و بر این اساس، سریع ترین ابرکامپیوتر جهان موفق شد رکورد خود را بشکند. ابرکامپیوتر Blue Gene شرکت IBM در آزمایشگاه ملی "لارنس لیورمور"(Lawrence Livermore) وابسته به وزارت انرژی آمریکا فعالیت می کند. این ماشین سال گذشته توانست با سرعت ۷۲/۷۰ ترافلاپ، ابرکامپیوتر NEC Earth Simulator ژاپن را پشت سربگذارد . رکورد جدید Blue Gene نتیجه دو برابر کردن فریم های محافظ فلزی برای مدارها است که ابتدا تعداد آن ها ۳۲ عدد بود، ولی هم اکنون به ۶۴ عدد رسیده است. هر فریم محافظ دارای ۱۰۲۴ پردازنده است، ولی تعداد تراشه ها با تراشه های موجود در کامپیوتر های گران قیمت برابری می کند. این پردازنده ها موتورهای مخصوص دو گانه ای هستند که به هسته شهرت یافته اند.
ساخت ابرکامپیوتر ایران را باید تقریبا همزمان با گذشت نیم قرن از تولید ابرکامپیوتر دنیا دانست. شرکت IBM چندی پیش با برگزاری مراسمی در موزه تاریخ کامپیوتر شهر "مونتین ویو" ایالت کالیفرنیا آمریکا، پنجاهمین سال تولد ابرکامپیوتر Stretch را جشن گرفت و یاد سه تن از همکاران بزرگ خود با نام های "فرد بروکس"، "فران آلن" و "هاروود کولسکی" را گرامی داشت. این شرکت در دهه ۱۹۵۰ برای نخستین بار ابرکامپیوتر را به دنیا معرفی کرد. IBM در زمان معرفی این سیستم پیشرفته به دنیا، قصد ساخت یک کامپیوتر توانمند و بزرگ را داشت که می توانست ۱۰۰ برابر سریع تر از ابرکامپیوترهای کنونی (ابرکامپیوتر ۷۰۴) این شرکت فعالیت کند. اما در نهایت، محصول جدید IBM توانست ۳۰ تا ۴۰ برابر، سریع تر از ابرکامپیوتر ۷۰۴ عمل کند. نخستین نمونه از این ابرکامپیوتر به دنبال انعقاد قراردادی با کمیسیون انرژی اتمی آمریکا، در اختیار آزمایشگاه علمی Los Alamos این کشور قرار گرفت. این ابرکامپیوتر از سال ۱۹۶۷ به طور رسمی فعالیت خود را در مرکز یاد شده آغاز کرد و ۱۳/۵ میلیون دلار (۷/۵ میلیون پوند) برای آن هزینه شد. البته بعدها به دنبال بروز مشکلاتی در بخش پیش بینی و احتمالات این ابرکامپیوتر، مرکز علمی یاد شده ۷/۷۸ میلیون دلار برای این ابرکامپیوتر پرداخت کرد. ابرکامپیوتر IBM همچنان در مرکز علمی Los Alamos مشغول به کار است و آن ها در ژوئن سال جاری موفق به نخستین ابرکامپیوتر دنیا شدند که می تواند میزان ایمنی و توانایی های سلاح های هستی در کشورهای مختلف را شناسایی کند. این ابرکامپیوتر Roadrunner نام دارد.
اما باید توجه داشت که این تحولات تنها محدود به آمریکا و آسیا نمی شود و اروپایی ها نیز تلاش هایی را در این حوزه انجام داده اند. دولت بریتانیا با کمک مالی ۵۲ میلیون پوندی اعلام کرد که قصد دارد بزرگ ترین ابرکامپیوتر خود را بیش از پیش تقویت کند. زمانی که این ابرکامپیوتر تکمیل شود، سرعت اینترنت، حجم انتقال اطلاعات و... در بریتانیا سریع تر از تمام کشورهای اروپایی خواهد شد. بزرگ ترین ابرکامپیوتر بریتانیا که قرار است نام آن Terascale Resource یا Hector گذاشته شود، به موسسه تحقیقاتی مجلس بریتانیا تعلق دارد. این ابرکامپیوتر می تواند محاسبات مختلف از تغییرات آب و هوایی تا تشخیص ساختار اتمی را با سرعتی بسیار بالا انجام دهد. سرعت بزرگ ترین ابرکامپیوتر اروپا به ۱۰۰ ترافلاپ می رسد و قادر است در هر ثانیه بیش از ۱۰۰ تریلیون محاسبه را انجام دهد که این رقم ۱۰۰ هزاربار سریع تر از سرعت محاسبه در کامپیوترهای معمولی است.دولت بریتانیا بر این باور است که راه اندازی بزرگ ترین ابرکامپیوتر این کشور می تواند به عنوان گام مهمی برای توسعه جامعه اطلاعاتی در این منطقه محسوب شود. کشور بریتانیا در حال حاضر از دو ابرکامپیوتر استفاده می کند و کارشناسان پیش بینی می کنند با ساخت ابرکامپیوتر جدید، هر دو آن ها برای همیشه بازنشست شوند.

نویسنده: میثم لطفی

منبع : ماهنامه تحلیلگران عصر اطلاعات