گشودن مرز شبیه سازی جهان

یک ابرکامپیوتر که با قطعات طراحی شده برای دستگاه بازی پلی استیشن۳ سونی ساخته شده است، به رکورد جدیدی در سرعت دست یافت.
این دستگاه که توسط شرکت آی بی ام ساخته شده است و نام رمز «رودرانر» به آن داده شده، به سرعتی در ابعاد پتافلاپ (معادل یک هزار تریلیون محاسبه در ثانیه) دست یافته است. این رقم به این معنی است که سرعت «رودرانر» دوبرابر سریع ترین کامپیوتر جهان است که آن هم توسط شرکت آی بی ام ساخته شده است. قرار است کامپیوتر جدید در اواخر سال میلادی جاری در یک آزمایشگاه دولت امریکا نصب شود و از آن برای نظارت بر ذخایر مواد هسته یی امریکا استفاده شود. از این کامپیوتر می توان برای پژوهش در نجوم، علوم ژنتیک، مدل سازی و پیش بینی تغییر وضعیت جوی کره زمین استفاده کرد. دکتر «بیژن داوری» معاون رئیس بخش سیستم های کامپیوتری نسل آینده در آی بی ام در این باره می گوید؛ «ما به غتوانف شبیه سازی جهان اطراف نزدیک می شویم.» او در ادامه افزود؛ «از این کامپیوتر می توان برای محاسبه مخاطره بازارهای مالی نیز استفاده کرد. زمان لازم برای انجام محاسبه غتوسط این کامپیوترف به اندازه یی پایین است که برای هر منظوری که از آن استفاده شود، فوراً می توان به جواب دست یافت.»
● انباری از پردازنده
سریع ترین کامپیوتر حال حاضر جهان هم که بلوجین (ژن آبی) نسخه ال نام دارد و توسط آی بی ام ساخته شده، در آزمایشگاه ملی لس آلاموس نگهداری می شود. از این کامپیوتر در برنامه نظارت انبار وزارت انرژی امریکا استفاده می شود که بر وضعیت تسلیحات اتمی امریکا نظارت دارد. این کامپیوتر اخیراً ارتقا داده شد و اکنون با به کارگیری ۲۱۲۹۹۲ پردازنده با سرعتی معادل ۲/۴۷۸ ترافلاپ (تریلیون محاسبه در ثانیه) کار می کند. در عوض «رودرانر» که سرعتی دوبرابر این میزان دارد، از کمتر از ۲۰ هزار پردازنده استفاده می کند. دلیل این مساله استفاده کامپیوتر جدید از یک سیستم ترکیبی (هیبرید) است که هم پردازنده های متعارف ابرکامپیوترها و هم پردازنده های ساخته شده برای دستگاه های پلی استیشن۳ موسوم به «سل» را به کار می گیرد. این پردازنده که توسط کنسرسیومی متشکل از آی بی ام، سونی و توشیبا ساخته شده، هشت هسته مرکزی (ریزپردازنده داخلی) دارد و با سرعتی بیش از ۴ گیگاهرتز کار می کند. البته این پردازنده برای استفاده در «رودرانر» به گونه یی تغییر داده شده که برای انجام محاسبات بیشتر بتواند پهنای باند (حجم) اطلاعات بیشتری را دریافت کند. «رودرانر» بیش از ۱۲ هزار پردازنده از این نوع را (که در این سیستم با نام «شتاب دهنده» شناخته می شوند) در کنار هفت هزار پردازنده معمولی ابرکامپیوتر به کار می گیرد.
دکتر «داوری» درباره قدرت تراشه سل گفت؛ «تراشه سل برای شبیه سازی این نوع پدیده های بسیار پیچیده طبیعی، فوق العاده قدرتمند است.» او گفت این اولین کامپیوتری است که از مرز یک پتافلاپ عبور می کند. وی در ادامه افزود؛ «برای من به عنوان یک شخص آشنا به مسائل فنی نکته هیجان انگیز این است که اکنون می توانیم ملزومات استفاده از کامپیوترهای پرسرعت در ۱۰ ، ۱۵ سال آینده را ببینیم.»
اکنون قطعات مختلف این کامپیوتر از یکدیگر جدا شده و به نیومکزیکو منتقل خواهد شد. در آنجا این دستگاه در ۲۲۸ جعبه به اندازه یخچال نصب خواهد شد که قطعات مختلف آن با بیش از ۹۲ کیلومتر کابل فیبرنوری به یکدیگر متصل شده اند.
با این حال به زودی کامپیوترهای دیگری به سرعت های بالاتر دست خواهند یافت. شرکت آی بی ام در حال حاضر روی نسخه یی دیگر از بلوجین موسوم به نسخه پی کار می کند که قرار است در سرعت های بالاتر از پتافلاپ کار کند.
این دستگاه قسمت عمده یی از نرم افزار و سخت افزار نسخه مادر خود (بلوجین ال) را به ارث خواهد برد و اواخر سال جاری در آزمایشگاه ملی آرگن وزارت انرژی امریکا نصب خواهد شد.
شرکت های سان و کری نیز برنامه هایی را برای ساخت سیستم هایی با توانایی دستیابی به سرعت محاسباتی بالای یک پتافلاپ در آینده نزدیک اعلام کرده اند.
● خنک کردن پردازنده ها با آب
پژوهشگران شرکت آی بی ام می گویند می توان از شبکه یی از لوله های ریز آب برای خنک کردن نسل بعدی تراشه های کامپیوتری استفاده کرد.
دانشمندان این موسسه، نمونه یی را به نمایش گذاشته اند که در آن چندین لایه لوله آب به قطر مو برای خنک کردن قطعه به کار گرفته شده است. آنها معتقدند در شرایطی که تراشه های کامپیوتری روز به روز متراکم تر شده و قطعات بیشتری در آنها گنجانده می شود، از این روش می توان برای حل مشکل میزان رو به افزایش حرارت تولیدشده در این قطعات استفاده کرد. این فناوری در تراشه های سه بعدی به نمایش گذاشته شد که در آنها مدارهای الکترونیکی روی یکدیگر قرار داده می شوند. چیدمان عمودی مدارهای الکترونیکی (به جای چیدن مدارها در کنار یکدیگر) از مسافتی که اطلاعات باید در داخل قطعه بپیماید، کم می کند و عملکرد محاسباتی تراشه را افزایش می دهد. «تامس برانشوایلر» در آزمایشگاه تحقیقاتی آی بی ام در زوریخ گفت؛ «وقتی تراشه ها را به طور عمودی روی یکدیگر قرار می دهیم و به هم متصل می کنیم، می بینیم که خنک کننده های متعارفی که به تراشه ها متصل می شوند، نمی توانند به میزان لازم حرارت را دفع کنند. در نتیجه ما باید از سیستم خنک کننده یی استفاده کنیم که حرارت بین لایه ها را دفع می کند.»

www.bbc.co.uk

منبع : روزنامه اعتماد