سریع ترین ابررایانه های جهان

اگر فکر می‌کنید رایانه خانگی یا لپ‌تاپ شما خیلی سریع است، پس باید با آمدن ابررایانه تیانهه ۲ (Tianhe-۲)‌ منتظر بمانید. کاری را که این ابررایانه نیرو گرفته از پردازنده‌های اینتل و واحد‌های پردازشگر گرافیکی را انویدیا در چند ثانیه انجام می‌دهد، رایانه دوهسته‌ای ‌ شخصی شما شاید بتواند طی ۱۶۰ سال انجام دهد.

بتازگی ابررایانه چینی «تیانهه ۲» به عنوان سریع ترین دستگاه رایانشی جهان معرفی شد. این ابررایانه توانست با دو برابر شدن سرعتش رکورددار دستیابی به سرعت ۳۳.۸۶ پترافلاپ (petraflops) شود.

این رکوردشکنی رسما اعلام شد و نام تیانهه ۲ در فهرست ۵۰۰ ابررایانه برتر قرار گرفت (هر شش ماه یک بار، طرح Top ۵۰۰ project قوی ترین سیستم های رایانشی یا سوپر رایانه های جهان را درجه بندی و فهرست نام و مشخصات و رتبه آنها را در سایت خود منتشر می کند).

این ابررایانه برتر در دانشگاه ملی فناوری دفاعی چین توسعه یافته و تا پایان امسال در مرکز ملی ابررایانه های این کشور به صف آرایی می پردازد.

ظهور «تیانهه ۲» که دو سال زودتر از زمان پیش بینی شده برای آن صورت گرفت، موجب شد چین جایگاه قبلی خود به عنوان اولین کشور دنیا در زمینه ساخت سریع ترین ابررایانه ها را دوباره از آن خود کند.

پیشتر در سال ۱۳۹۰، ابررایانه تیانهه ـ ۱ A که در آن زمان عنوان سریع ترین سیستم رایانشی جهان را داشت، در سایت ۵۰۰ ابررایانه جهان برای این کشور به ثبت رسیده بود.

تیانهه ۲ تعداد ۱۶ هزار نود دارد که هریک از آنها از دو پردازنده زئون ایوی بریج اینتل (Intel Xeon Ivy Bridge) و سه پردازنده زئون فای (Xeon Phi) برای به دست آوردن ترکیبی از سه میلیون و ۱۲۰ هزار هسته پردازشی بهره می برد.

یک پترافلاپ نمایانگر یک کوادریلیون (quadrillion) نقاط شناور عملیاتی بر ثانیه یا به عبارتی یک میلیون میلیارد است.

۲۶ عدد از این سیستم های رایانشی دست کم به کارایی یک پترافلاپ می رسند. ابررایانه بلو ژن / کیو (Blue Gene / Q) شرکت IBM نیرو بخش چهار سیستم رایانشی برتر از ۱۰ ابررایانه سریع جهان است، در حالی که اینتل ۸۰ درصد از پردازنده های فهرست ۵۰۰ سیستم رایانشی برترجهان را فراهم آورده است.

۳۹ عدد از این سیستم ها واحد پردازشگر گرافیکی انویدیا را به منظور سرعت بخشیدن به محاسبات به کار برده و ۱۵ عدد از آنها از فناوری های شتاب دهنده ای مانند AMD ATI Radeon یا زئون فای اینتل، استفاده می کنند.

۲۵۲ دستگاه از ۵۰۰ ابررایانه های برتر جهان در آمریکا نصب شده اند، ۱۱۲ عدد از آنها در اروپا و ۶۶ عدد از آنها در چین است.

۳۰ عدد بقیه آنها در ژاپن به کار گرفته شده اند. در بین این ابررایانه ها کمترین سرعت ۹۶.۶ ترافلاپ (Terafops) است.

کم سرعت ترین سیستم رایانشی فهرست پیشین زمستان گذشته از سرعت ۷۶.۵ پترافلاپ برخوردار بود.

بعد از تیانهه ۲، تنها رقیب تازه وارد بین ۱۰ عدد بهترین ها، سیستم بلوژن / کیو است که ولکان (vulcan) نامیده شده و در کتابخانه ملی لاورنس لیورمور نصب شده است. حال بیایید با هم نگاهی به ده ابررایانه سریع و برتر جهان بیندازیم.

● تیانهه ۱ ـ A مرکز سوپرکامپیوتر آیونان، چین

در آذر ۱۳۸۹ به عنوان ابررایانه شماره ۱ جهان رده بندی شد. پردازنده های زئون اینتل را در ۱۸۳.۳۸۶ هسته پردازشی آن به کار رفته اند که ۲.۶ پترافلاپ نرخ محاسبات پردازشی را تامین می کنند.

● سوپر ام. یو. سی - مرکز سوپرکامپیوتر لیبنیز، آلمان

سوپر ام. یو. سی از سرورهای iDataPlex شرکت آی.بی.ام استفاده می کند، ۳۰۰ ترابایت حافظه رم دارد. تعداد ۱۴۷.۴۵۶ هسته پردازشی آن، سرعت ۲.۹ پترافلاپ را به دست آورده اند.

هزینه های مصرف انرژی در آن به واسطه استفاده از تراشه های مجهز به سامانه خنک کنندگی مستقیم با آ ب سرد به میزان زیادی کاهش یافته است.

● وکلان - آزمایشگاه ملی لاورنس لیورمور، آمریکا

این سیستم ۴.۳ پترافلاپی با ۳۹۳.۲۱۶ عدد هسته پردازشی، بر اساس فناوری ابررایانشی (Supercomputing) بلو ژن/ کیو از شرکت آی. بی. ام و منحصرا برای انجام کارهای دولتی ساخته شده است.

بتازگی درهای ولکان روی دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی به منظور همکاری با آنها در طرح های مشترک باز شده است.

● جوکوئین - مرکز ابررایانشی جولیش، آلمان

سیستم بلو ژن / کیویی این ابرکامپیوتر با تعداد ۷۵۲/۴۵۸ هسته پردازشی جوکویین، سرعت پنج پترافلاپ را تامین می کند.

این ابررایانه با مصرف ۲۰۳۱ کیلووات برق، در آذر سال گذشته به عنوان پنجمین سیستم ابررایانشی کارا با در نظر گرفتن میزان مصرف انرژی در فهرست ۵۰۰ ابررایانه برتر جهان به ثبت رسیده است.

● استمپد - مرکز رایانش پیشرفته تگزاس، آمریکا

ابر رایانه استمپد که از سرورهای PowerEdge شرکت دل نیرو می گیرد، با قلب تپنده پردازشی زئون اینتل و ارتباط داخلی InfiniBand توانسته به سرعت ۵.۲ پترافلاپ دست یابد.

این یکی از بزرگ ترین سیستم های رایانشی جهان محسوب می شود که وقف تحقیقات علمی شده است.

هر پژوهشگری در سازمان های تحقیقاتی آمریکا می تواند تقاضا کند تا سهمی از قدرت رایانشی آن را به خدمت گیرد.

● میرا - مرکز انرژی لابراتوار ملی، آرون

این سیستم رایانشی بلو ژن / کیو تعداد ۷۸۶.۴۳۲ عدد هسته پردازشی را به کار می برد تا به سرعت ۸.۶ پترافلاپ برسد.

هنگامی که میرا در سال ۱۳۹۳ به حداکثر تولید خود برسد، می تواند پنج میلیارد ساعت رایانش را به دانشمندان ارائه کند (زمان شمارش جداگانه روی هر هسته).

● کامپیوتر K - انستیتوی دانش پردازشی ریکن، ژاپن

این ابررایانه سال ۱۳۹۰ مقام اول را کسب کرده بود. کامپیوتر K که از سوی شرکت فوجیتسو ساخته شده، ۱۰.۵ پترافلاپ را از سوی ۷۰۵۰۲۴ هسته پردازشی خود فراهم می آورد.

این سیستم برتر رایانشی از اتصالات داخلی شش بعدی به نام توفو (Tofu) بهره می برد.

● سکویا - لابراتوار ملی لاورنس لیورمور، آمریکا

ابررایانه شماره یک سال گذشته جهان، سکویا از سوی وزارت امنیت ملی هسته ای با هدف افزایش عمر سلاح های هسته ای با شبیه سازی و واپاشی آنها مورد استفاده قرار می گرفت.

این سیستم برتر رایانشی بلو ژن / کیو تقریبا ۱.۶ میلیون هسته پردازشی دارد و سرعتش به ۱۷.۲ پترافلاپ می رسد.

● تایتان - لابراتوار ملی او آک ریج، آمریکا

تایتان با سرعت ۶.۱۲ پترافلاپی خود در آذر سال گذشته اولین سیستم برتر ابررایانشی جهان بود. پردازشی در این ابر رایانه بر اساس پردازنده های کری و با ۵۶۰.۶۴۰ عدد هسته پردازشی صورت می گیرد.

این ابررایانه در همان زمان که مقام اول را به دست آورد، به عنوان سومین سیستم برتر رایانشی کم مصرف نیز لوح صرفه جویی در مصرف انرژی را دریافت کرد. مصرف برق تایتان ۸۲۰۹ کیلووات است.

● تیانهه ۲ - دانشگاه ملی فناوری دفاعی، چین

به دنبال تیانهه ۱ـ A، ابررایانه شماره یک فعلی جهان رکورد سرعت و کارایی ۳۳.۸۶ پترافلاپ را شکست.

تیانهه ۲ از پردازنده های زئون اینتل که بر اساس زئون فای اینتل ساخته شده اند، جمعا ۳.۱۲ میلیون هسته پردازشی دارد.

این ابررایانه ۱۷۸۰۸ کیلووات برق مصرف می کند و به صورت تئوری می تواند به سرعت پردازشی ۵۴.۹ پترافلاپ نیز برسد.

جواد ودودزاده