رود رنر (حاسوب فائق)

كان "رود رنر" حاسوبًا فائقًا بنته شركة آي بي إم لمختبر لوس ألاموس الوطني في نيو مكسيكو، الولايات المتحدة الأمريكية. صُمم "رود رنر"، الذي بلغت تكلفته 100 مليون دولار أمريكي، ليحقق أداءً ذروةً قدره 1.7 بيتافلوب . وقد حقق 1.026 بيتافلوب في 25 مايو 2008، ليصبح أول نظام في العالم ضمن قائمة TOP500 LINPACK يحقق أداءً مستدامًا قدره 1.0 بيتافلوب. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

في نوفمبر 2008، حقق جهاز Roadrunner أداءً فائقًا بلغ 1.456 بيتافلوب ، محافظًا على صدارته في قائمة TOP500 . ^{[ 4 ]} كما احتل المرتبة الرابعة بين أكثر الحواسيب العملاقة كفاءة في استهلاك الطاقة على مستوى العالم في قائمة Supermicro Green500، بمعدل تشغيل بلغ 444.94 ميغافلوب لكل واط من الطاقة المستهلكة. ثم أُعيد استخدام تصميم Roadrunner الهجين في العديد من الحواسيب العملاقة الأخرى الموفرة للطاقة. ^{[ 5 ]} أُخرج Roadrunner من الخدمة في مختبر لوس ألاموس في 31 مارس 2013. ^{[ 6 ]} واستُبدل به حاسوب عملاق يُدعى Cielo ، والذي تم تركيبه في عام 2010.

قامت شركة IBM ببناء هذا الحاسوب لصالح الإدارة الوطنية للأمن النووي التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية . ^{[ 7 ] [ 8 ]} كان تصميمه هجينًا، إذ ضمّ 12960 معالجًا من نوع IBM PowerXCell 8i ^{[ 9 ]} و6480 معالجًا ثنائي النواة من نوع AMD Opteron ^{[ 10 ]} موزعة على خوادم شفرية مصممة خصيصًا، ومتصلة عبر تقنية InfiniBand . استخدم حاسوب Roadrunner نظامي التشغيل Red Hat Enterprise Linux و Fedora ^{[ 11 ]} ، وتمت إدارته بواسطة برنامج الحوسبة الموزعة xCAT . كما استخدم أيضًا واجهة تمرير الرسائل Open MPI . ^{[ 12 ]}

شغل جهاز رود رنر ما يقارب 296 خزانة خوادم ^{[ 13 ]} ، غطت مساحة 560 مترًا مربعًا (6000 قدم مربع ) ^{[ 14 ]} ، وبدأ تشغيله عام 2008. وتم إيقاف تشغيله في 31 مارس 2013. ^{[ 13 ]} استخدمت وزارة الطاقة الأمريكية هذا الحاسوب لمحاكاة كيفية تقادم المواد النووية بهدف التنبؤ بمدى أمان وموثوقية ترسانة الأسلحة النووية الأمريكية المتقادمة. وشملت الاستخدامات الأخرى لجهاز رود رنر قطاعات العلوم والمالية والسيارات والفضاء.  

اختلف حاسوب رود رنر عن غيره من الحواسيب العملاقة المعاصرة لاستمراره في النهج الهجين ^{[ 13 ]} لتصميم الحواسيب العملاقة، الذي قدمه سيمور كراي عام 1964 مع حاسوب CDC 6600 التابع لشركة Control Data Corporation، واستمر مع حاسوب CDC 7600 الأسرع منه بعشرة أضعاف عام 1969. مع ذلك، في هذا التصميم، استُخدمت المعالجات الطرفية فقط لوظائف نظام التشغيل، بينما عملت جميع التطبيقات على المعالج المركزي. معظم الحواسيب العملاقة السابقة اعتمدت على بنية معالج واحد فقط، لاعتقادهم بسهولة تصميمها وبرمجتها. ولتحقيق الإمكانات الكاملة لرود رنر، كان لا بد من كتابة جميع البرامج خصيصًا لهذا التصميم الهجين. يتكون التصميم الهجين من معالجات خادم Opteron ثنائية النواة ، من إنتاج AMD باستخدام بنية AMD64 . ويُلحق بكل نواة Opteron معالج PowerXCell 8i من تصميم وتصنيع IBM . باعتباره حاسوبًا فائقًا، كان يُعتبر جهاز Roadrunner عبارة عن مجموعة Opteron مع مسرعات Cell، حيث تتكون كل عقدة من خلية متصلة بنواة Opteron، وتتصل وحدات Opteron ببعضها البعض. ^{[ 15 ]}

بدأ تطوير جهاز رود رنر عام 2002، ودخل حيز التشغيل عام 2006. ونظرًا لتصميمه المبتكر وتعقيده، تم بناؤه على ثلاث مراحل، وأصبح جاهزًا للعمل بكامل طاقته عام 2008. وكان سلفه جهازًا آخر طُوّر في مختبر لوس ألاموس يُدعى دارك هورس. ^{[ 16 ]} وكان هذا الجهاز من أوائل أنظمة البنية الهجينة، حيث اعتمد في البداية على معالج ARM، ثم انتقل إلى معالج Cell. وكان تصميمه ثلاثي الأبعاد بالكامل، إذ دمج ذاكرة ثلاثية الأبعاد، وشبكات، ومعالجات، وعددًا من التقنيات الأخرى.

المرحلة الثالثة

كان الهدف من المرحلة الثالثة هو تحقيق أداء مستدام يتجاوز 1 بيتافلوب. أُضيفت وحدات Opteron إضافية ومعالجات PowerXCell جديدة إلى التصميم. تتميز معالجات PowerXCell هذه بقوة تفوق معالجات Cell المستخدمة في المرحلة الثانية بخمسة أضعاف. بُني النظام بكامل طاقته في منشأة IBM في بوكيبسي، نيويورك ، ^{[ 1 ]} حيث تجاوز حاجز 1 بيتافلوب خلال محاولته الرابعة في 25 مايو 2008. نُقل النظام بالكامل إلى موقعه الدائم في نيو مكسيكو صيف عام 2008. ^{[ 1 ]}

أُغلق حاسوب IBM Roadrunner العملاق في 31 مارس 2013. ^{[ 13 ]} ورغم أنه كان من أسرع الحواسيب في العالم، إلا أن كفاءته في استهلاك الطاقة كانت منخفضة نسبيًا. فقد حقق Roadrunner أداءً بلغ 444 ميغا فلوب لكل واط، مقارنةً بـ 886 ميغا فلوب لكل واط لحاسوب عملاق مماثل. ^{[ 17 ]} قبل تفكيك الحاسوب العملاق، سيقضي الباحثون شهرًا في إجراء تجارب على الذاكرة وتوجيه البيانات، مما سيساعد في تصميم حواسيب عملاقة مستقبلية. ^{[ 13 ]}

بعد تفكيك حاسوب IBM Roadrunner، سيتم إتلاف مكوناته الإلكترونية. ^{[ 18 ]} سيتولى مختبر لوس ألاموس معظم عملية تدمير الحاسوب العملاق، نظرًا لطبيعة حساباته السرية. وسيتم الاحتفاظ ببعض أجزائه لأغراض تاريخية. ^{[ 18 ]}

• وحدات المعالجة المركزية
• هندسة الحاسوب
• علوم الحاسوب
• الحوسبة
• معالج متعدد النوى

• "الصفحة الرئيسية لمختبر لوس ألاموس الوطني رود رنر" . مختبر لوس ألاموس الوطني. 30 مارس 2007. تاريخ الاسترجاع: 31 مايو 2008 .
• «بالصور: نظرة من الداخل على ما قد يكون أسرع حاسوب عملاق في العالم» . مجلة كمبيوتر وورلد. ١٣ مايو ٢٠٠٨. مؤرشف من الأصل في ١٢ يونيو ٢٠١٢. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٣١ مايو ٢٠٠٨ .
• أسرع حاسوب في العالم