حاسوب عملاق

الموسوعة الحرة

يقوم حاسوب IBM Blue Gene/P العملاق "Intrepid" في مختبر أرجون الوطني بتشغيل 164000 نواة معالج باستخدام تكييف الهواء العادي لمركز البيانات، مجمعة في 40 رفًا/خزانة متصلة بشبكة دائرية ثلاثية الأبعاد عالية السرعة . [1] [2]
قوة الحوسبة لأفضل حاسوب عملاق كل عام، مقاسة بوحدة FLOPS

الحاسوب العملاق هو نوع من الحاسوب ذو مستوى عالٍ من الأداء مقارنةً بالحاسوب العام. يقاس أداء الحاسوب العملاق عادةً بالعمليات ذات الفاصلة العائمة في الثانية ( FLOPS ) بدلاً من مليون تعليمة في الثانية (MIPS). منذ عام 2022، وُجدت حواسيب عملاقة يمكنها أداء أكثر من 10 18  FLOPS، وهو ما يسمى بحواسيب إكساسكيل العملاقة . [3] للمقارنة، يتمتع الحاسوب المكتبي بأداء يتراوح بين مئات الجيجا فلوب (10 11 ) إلى عشرات التيرافلوب (10 13 ). [4] [5] منذ نوفمبر 2017، تعمل جميع أسرع 500 حاسوب عملاق في العالم على أنظمة تشغيل تعتمد على لينكس . [6] تُجرى أبحاث إضافية في الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي وتايوان واليابان والصين لبناء حواسيب عملاقة أسرع وأقوى وتفوق تكنولوجيًا على إكساسكيل. [7]

تلعب أجهزة الكمبيوتر العملاقة دورًا مهمًا في مجال العلوم الحاسوبية ، وتُستخدم في مجموعة واسعة من المهام الحسابية المكثفة في مجالات مختلفة، بما في ذلك ميكانيكا الكم ، والتنبؤ بالطقس ، وأبحاث المناخ ، واستكشاف النفط والغاز ، والنمذجة الجزيئية (حساب هياكل وخصائص المركبات الكيميائية، والجزيئات البيولوجية ، والبوليمرات، والبلورات)، والمحاكاة الفيزيائية (مثل محاكاة اللحظات الأولى من الكون، وديناميكا الهواء للطائرات والمركبات الفضائية ، وتفجير الأسلحة النووية ، والاندماج النووي ). كانت ضرورية في مجال تحليل الشفرات . [8]

تم تقديم أجهزة الكمبيوتر العملاقة في ستينيات القرن العشرين، ولعدة عقود من الزمان، كان أسرعها من صنع سيمور كراي في شركة Control Data Corporation (CDC)، وشركة Cray Research والشركات اللاحقة التي تحمل اسمه أو حرفه. كانت أولى هذه الآلات عبارة عن تصميمات تقليدية عالية الضبط تعمل بسرعة أكبر من معاصريها الأكثر عمومية. وعلى مدار العقد، تمت إضافة كميات متزايدة من التوازي ، حيث كان من المعتاد استخدام معالج واحد إلى أربعة معالجات . في سبعينيات القرن العشرين، أصبحت معالجات المتجهات التي تعمل على مجموعات كبيرة من البيانات هي السائدة. ومن الأمثلة البارزة على ذلك جهاز Cray-1 الناجح للغاية في عام 1976. ظلت أجهزة الكمبيوتر المتجهة التصميم السائد حتى تسعينيات القرن العشرين. ومنذ ذلك الحين وحتى اليوم، أصبحت أجهزة الكمبيوتر العملاقة المتوازية الضخمة التي تحتوي على عشرات الآلاف من المعالجات الجاهزة هي القاعدة. [9] [10]

لطالما كانت الولايات المتحدة رائدة في مجال الحواسيب العملاقة، أولاً من خلال هيمنة شركة كراي شبه المستمرة على المجال، ولاحقًا من خلال مجموعة متنوعة من شركات التكنولوجيا. قطعت اليابان خطوات كبيرة في هذا المجال في الثمانينيات والتسعينيات، مع تزايد نشاط الصين في هذا المجال. اعتبارًا من يونيو 2024، أسرع حاسوب عملاق في قائمة TOP500 للحواسيب العملاقة هو Frontier ، في الولايات المتحدة، بدرجة معيارية LINPACK تبلغ 1.102 ExaFlop/s، يليه Aurora . الولايات المتحدة لديها خمسة من أفضل 10؛ اليابان وفنلندا وسويسرا وإيطاليا وإسبانيا لديها واحد لكل منها. [11] في يونيو 2018، حطمت جميع الحواسيب العملاقة مجتمعة في قائمة TOP500 علامة 1  exaFLOPS . [12]

تاريخ

لوحة دوائر من IBM 7030
جهاز CDC 6600. خلف وحدة التحكم في النظام يوجد اثنان من "أذرع" الخزانة ذات الشكل الموجب مع فتح الأغطية. يحتوي كل ذراع من الماكينة على ما يصل إلى أربعة رفوف من هذا القبيل. على اليمين يوجد نظام التبريد.
سفينة كراي-1 محفوظة في المتحف الألماني

في عام 1960، قامت UNIVAC ببناء جهاز كمبيوتر أبحاث ليفرمور الذري (LARC)، والذي يُعتبر اليوم من بين أوائل أجهزة الكمبيوتر العملاقة، لمركز الأبحاث والتطوير التابع للبحرية الأمريكية. ولا يزال يستخدم ذاكرة الأسطوانة عالية السرعة ، بدلاً من تقنية محرك الأقراص الناشئة حديثًا . [13] أيضًا، كان من بين أوائل أجهزة الكمبيوتر العملاقة جهاز IBM 7030 Stretch . تم بناء جهاز IBM 7030 بواسطة IBM لمختبر لوس ألاموس الوطني ، والذي طلب في عام 1955 جهاز كمبيوتر أسرع 100 مرة من أي جهاز كمبيوتر موجود. استخدم جهاز IBM 7030 الترانزستورات وذاكرة النواة المغناطيسية والتعليمات المخططة والبيانات المُسبقة من خلال وحدة تحكم في الذاكرة وشمل محركات أقراص الوصول العشوائي الرائدة. تم الانتهاء من جهاز IBM 7030 في عام 1961 وعلى الرغم من عدم تلبية تحدي زيادة الأداء مائة ضعف، فقد تم شراؤه من قبل مختبر لوس ألاموس الوطني. كما اشترى العملاء في إنجلترا وفرنسا الكمبيوتر أيضًا، وأصبح أساسًا لجهاز IBM 7950 Harvest ، وهو كمبيوتر فائق تم تصميمه لتحليل الشفرات . [14]

كان المشروع الرائد الثالث للحاسوب العملاق في أوائل الستينيات هو أطلس في جامعة مانشستر ، والذي بناه فريق بقيادة توم كيلبورن . لقد صمم أطلس ليكون به مساحة ذاكرة تصل إلى مليون كلمة من 48 بت، ولكن نظرًا لأن التخزين المغناطيسي بهذه السعة كان باهظ التكلفة، فإن الذاكرة الأساسية الفعلية لأطلس كانت 16000 كلمة فقط، مع وجود أسطوانة توفر ذاكرة لـ 96000 كلمة أخرى. قام مشرف أطلس بتبادل البيانات في شكل صفحات بين النواة المغناطيسية والأسطوانة. كما قدم نظام التشغيل أطلس تقاسم الوقت للحوسبة الفائقة، بحيث يمكن تنفيذ أكثر من برنامج واحد على الحاسوب العملاق في أي وقت. [15] كان أطلس مشروعًا مشتركًا بين فيرانتي وجامعة مانشستر وصُمم للعمل بسرعات معالجة تقترب من ميكروثانية واحدة لكل تعليمة، أي حوالي مليون تعليمة في الثانية. [16]

تم الانتهاء من تصميم CDC 6600 ، الذي صممه سيمور كراي ، في عام 1964 وكان بمثابة بداية الانتقال من ترانزستورات الجرمانيوم إلى ترانزستورات السيليكون . يمكن أن تعمل ترانزستورات السيليكون بشكل أسرع وتم حل مشكلة ارتفاع درجة الحرارة عن طريق إدخال التبريد إلى تصميم الكمبيوتر العملاق. [17] وبالتالي، أصبح CDC6600 أسرع كمبيوتر في العالم. ونظرًا لأن أداء 6600 تفوق على جميع أجهزة الكمبيوتر المعاصرة الأخرى بنحو 10 مرات، فقد أُطلق عليه اسم الكمبيوتر العملاق وحدد سوق الحوسبة الفائقة، عندما تم بيع مائة جهاز كمبيوتر بمبلغ 8 ملايين دولار لكل منها. [18] [19] [20] [21]

غادر كراي مركز السيطرة على الأمراض في عام 1972 ليشكل شركته الخاصة، كراي ريسيرش . [19] بعد أربع سنوات من ترك مركز السيطرة على الأمراض، سلم كراي جهاز كراي-1 بسرعة 80 ميجاهرتز في عام 1976، والذي أصبح أحد أنجح أجهزة الكمبيوتر العملاقة في التاريخ. [22] [23] تم إصدار كراي -2 في عام 1985. كان به ثماني وحدات معالجة مركزية (CPUs) وتبريد سائل وسائل تبريد الإلكترونيات Fluorinert تم ضخه عبر بنية الكمبيوتر العملاق . وصل إلى 1.9  جيجا فلوب ، مما يجعله أول كمبيوتر عملاق يكسر حاجز الجيجا فلوب. [24]

تصميمات متوازية بشكل كبير

خزانة من Blue Gene /L المتوازية بشكل كبير، تُظهر الشفرات المكدسة ، كل منها تحمل العديد من المعالجات

كان الكمبيوتر الوحيد الذي تحدى أداء Cray-1 بشكل جدي في السبعينيات هو ILLIAC IV . كان هذا الجهاز أول مثال محقق لجهاز كمبيوتر متوازي ضخم حقيقي ، حيث تعمل العديد من المعالجات معًا لحل أجزاء مختلفة من مشكلة واحدة أكبر. على النقيض من أنظمة المتجهات، التي صُممت لتشغيل تدفق واحد من البيانات بأسرع ما يمكن، في هذا المفهوم، يقوم الكمبيوتر بدلاً من ذلك بتغذية أجزاء منفصلة من البيانات إلى معالجات مختلفة تمامًا ثم إعادة دمج النتائج. تم الانتهاء من تصميم ILLIAC في عام 1966 بـ 256 معالجًا ويوفر سرعة تصل إلى 1 جيجا فلوب، مقارنة بذروة Cray-1 في السبعينيات البالغة 250 مليون فلوب. ومع ذلك، أدت مشاكل التطوير إلى بناء 64 معالجًا فقط، ولم يتمكن النظام أبدًا من العمل بسرعة أكبر من حوالي 200 مليون فلوب بينما كان أكبر حجمًا وأكثر تعقيدًا من Cray. وكانت المشكلة الأخرى هي أن كتابة برمجيات للنظام كانت صعبة، وكان الحصول على الأداء الأقصى منه مسألة تتطلب جهدًا جادًا.

ولكن النجاح الجزئي الذي حققه ILLIAC IV كان يُنظر إليه على نطاق واسع على أنه يشير إلى الطريق إلى مستقبل الحوسبة الفائقة. وقد جادل كراي ضد هذا، حيث قال مازحًا "إذا كنت تحرث حقلًا، فما الذي تفضل استخدامه؟ ثوران قويان أم 1024 دجاجة؟" [25] ولكن بحلول أوائل الثمانينيات، كانت العديد من الفرق تعمل على تصميمات متوازية مع آلاف المعالجات، ولا سيما آلة الاتصال (CM) التي تم تطويرها من الأبحاث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . استخدم CM-1 ما يصل إلى 65536 معالجًا دقيقًا مخصصًا مبسطًا متصلًا معًا في شبكة لمشاركة البيانات. وتبع ذلك العديد من الإصدارات المحدثة؛ يعد الكمبيوتر العملاق CM-5 كمبيوترًا ضخمًا للمعالجة المتوازية قادرًا على إجراء مليارات العمليات الحسابية في الثانية. [26]

في عام 1982، استخدم نظام الرسوميات الحاسوبية LINKS-1 بجامعة أوساكا بنية معالجة متوازية ضخمة ، مع 514 معالجًا دقيقًا ، بما في ذلك 257 معالج تحكم Zilog Z8001 و257 معالجًا للفاصلة العائمة iAPX 86/20 . وقد تم استخدامه بشكل أساسي لتقديم رسومات حاسوبية ثلاثية الأبعاد واقعية . [27] يعد جهاز VPP500 من فوجيتسو لعام 1992 غير عادي لأنه لتحقيق سرعات أعلى، استخدمت معالجاته GaAs ، وهي مادة مخصصة عادةً لتطبيقات الميكروويف بسبب سميتها. [28] استخدم حاسوب فوجيتسو العملاق Numerical Wind Tunnel 166 معالجًا متجهًا للحصول على المركز الأول في عام 1994 بسرعة قصوى تبلغ 1.7  جيجا فلوب (GFLOPS) لكل معالج. [29] [30] حققت Hitachi SR2201 ذروة أداء بلغت 600 جيجا فلوب في عام 1996 باستخدام 2048 معالجًا متصلًا عبر شبكة ثلاثية الأبعاد سريعة . [ 31] [32] [33] يمكن أن يحتوي Intel Paragon على 1000 إلى 4000 معالج Intel i860 في تكوينات مختلفة وتم تصنيفه باعتباره الأسرع في العالم في عام 1993. كان Paragon عبارة عن آلة MIMD تربط المعالجات عبر شبكة ثنائية الأبعاد عالية السرعة، مما يسمح للعمليات بالتنفيذ على عقد منفصلة، ​​والتواصل عبر واجهة تمرير الرسائل . [34]

ظل تطوير البرمجيات يمثل مشكلة، لكن سلسلة CM أثارت قدرًا كبيرًا من البحث في هذه القضية. تم صنع تصميمات مماثلة باستخدام أجهزة مخصصة من قبل العديد من الشركات، بما في ذلك Evans & Sutherland ES-1 و MasPar و nCUBE و Intel iPSC و Goodyear MPP . ولكن بحلول منتصف التسعينيات، تحسن أداء وحدة المعالجة المركزية للأغراض العامة كثيرًا بحيث يمكن بناء حاسوب عملاق باستخدامها كوحدات معالجة فردية، بدلاً من استخدام رقائق مخصصة. بحلول مطلع القرن الحادي والعشرين، أصبحت التصميمات التي تتميز بعشرات الآلاف من وحدات المعالجة المركزية التجارية هي القاعدة، مع إضافة الأجهزة اللاحقة وحدات رسومية إلى المزيج. [9] [10]

في عام 1998، طور ديفيد بادير أول حاسوب فائق يعمل بنظام لينكس باستخدام أجزاء أساسية. [35] أثناء وجوده في جامعة نيو مكسيكو، سعى بادير إلى بناء حاسوب فائق يعمل بنظام لينكس باستخدام أجزاء جاهزة للمستهلك وشبكة اتصال عالية السرعة ومنخفضة الكمون. استخدم النموذج الأولي "AltaCluster" من Alta Technologies المكون من ثمانية أجهزة كمبيوتر مزدوجة بتردد 333 ميجاهرتز من Intel Pentium II تعمل بنواة لينكس معدلة. نقل بادير كمية كبيرة من البرامج لتوفير دعم لينكس للمكونات الضرورية بالإضافة إلى التعليمات البرمجية من أعضاء التحالف الوطني للعلوم الحاسوبية (NCSA) لضمان التشغيل البيني، حيث لم يتم تشغيل أي منها على لينكس سابقًا. [36] باستخدام تصميم النموذج الأولي الناجح، قاد تطوير "RoadRunner"، أول حاسوب فائق يعمل بنظام لينكس للاستخدام المفتوح من قبل مجتمع العلوم والهندسة الوطني عبر الشبكة التكنولوجية الوطنية التابعة للمؤسسة الوطنية للعلوم. تم وضع RoadRunner في الاستخدام الإنتاجي في أبريل 1999. في وقت نشره، كان يُعتبر واحدًا من أسرع 100 حاسوب فائق في العالم. [36] [37] على الرغم من وجود مجموعات تعتمد على Linux تستخدم أجزاء من الدرجة الاستهلاكية، مثل Beowulf ، قبل تطوير النموذج الأولي لـ Bader وRoadRunner، إلا أنها تفتقر إلى قابلية التوسع وعرض النطاق الترددي وقدرات الحوسبة المتوازية لاعتبارها حواسيب فائقة "حقيقية". [36]

حصة وحدة المعالجة المركزية في TOP500
رسم تخطيطي لربط دائري ثلاثي الأبعاد يستخدمه أنظمة مثل Blue Gene وCray XT3 وما إلى ذلك.

تتخذ الأنظمة التي تحتوي على عدد هائل من المعالجات عادةً أحد مسارين. في نهج الحوسبة الشبكية ، يتم استخدام قوة معالجة العديد من أجهزة الكمبيوتر، المنظمة كمجالات إدارية موزعة ومتنوعة، بشكل انتهازي كلما كان الكمبيوتر متاحًا. [38] في نهج آخر، يتم استخدام العديد من المعالجات بالقرب من بعضها البعض، على سبيل المثال في مجموعة أجهزة كمبيوتر . في مثل هذا النظام المركزي المتوازي الضخم، تكون سرعة ومرونةيصبح الترابط مهمًا جدًا وقد استخدمت أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة طرقًا مختلفة تتراوح منInfinibandالترابطات الدائريةثلاثية الأبعاد.[39][40]استخدامالمعالجات متعددة النواةجنبًا إلى جنب مع المركزية اتجاهًا ناشئًا، على سبيل المثال كما هو الحال فيCyclops64.[41][42]

مع تحسن سعر وأداء وكفاءة الطاقة لوحدات معالجة الرسومات للأغراض العامة (GPGPUs)، بدأ عدد من أجهزة الكمبيوتر العملاقة ذات البتافلوبس مثل Tianhe-I و Nebulae في الاعتماد عليها. [43] ومع ذلك، تستمر أنظمة أخرى مثل كمبيوتر K في استخدام معالجات تقليدية مثل التصميمات القائمة على SPARC وكان التطبيق العام لوحدات معالجة الرسومات للأغراض العامة في تطبيقات الحوسبة عالية الأداء للأغراض العامة موضوعًا للنقاش، حيث أنه في حين يمكن ضبط وحدة معالجة الرسومات للأغراض العامة لتحقيق نتائج جيدة في معايير محددة، فقد تكون قابليتها للتطبيق العام على الخوارزميات اليومية محدودة ما لم يتم بذل جهد كبير لضبط التطبيق عليها. [44] ومع ذلك، تكتسب وحدات معالجة الرسومات أرضية، وفي عام 2012 تم تحويل الكمبيوتر العملاق جاكوار إلى تيتان عن طريق إعادة تجهيز وحدات المعالجة المركزية بوحدات معالجة الرسومات. [45] [46] [47]

تتمتع أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء بدورة حياة متوقعة تبلغ حوالي ثلاث سنوات قبل الحاجة إلى الترقية. [48] يعد حاسوب Gyoukou العملاق فريدًا من نوعه لأنه يستخدم كلًا من التصميم المتوازي الهائل والتبريد بالغمر السائل .

أجهزة كمبيوتر عملاقة لأغراض خاصة

تم تصميم عدد من الأنظمة ذات الأغراض الخاصة، والمخصصة لمشكلة واحدة. وهذا يسمح باستخدام شرائح FPGA المبرمجة خصيصًا أو حتى ASICs المخصصة ، مما يسمح بنسب سعر/أداء أفضل من خلال التضحية بالعمومية. تشمل أمثلة أجهزة الكمبيوتر العملاقة ذات الأغراض الخاصة Belle ، [49] و Deep Blue ، [50] و Hydra [51] للعب الشطرنج ، و Gravity Pipe للفيزياء الفلكية، [52] و MDGRAPE-3 للتنبؤ ببنية البروتين والديناميكيات الجزيئية، [53] و Deep Crack لكسر شفرة DES . [54]

استخدام الطاقة وإدارة الحرارة

كان حاسوب Summit العملاق اعتبارًا من نوفمبر 2018 أسرع حاسوب عملاق في العالم. [55] مع كفاءة طاقة مقاسة تبلغ 14.668 جيجا فلوب/واط، فهو أيضًا ثالث أكثر حاسوب فائق كفاءة في استخدام الطاقة في العالم. [56]

على مدار العقود، ظلت إدارة كثافة الحرارة قضية رئيسية لمعظم أجهزة الكمبيوتر العملاقة المركزية. [57] [58] [59] قد يكون للكمية الكبيرة من الحرارة التي يولدها النظام أيضًا تأثيرات أخرى، على سبيل المثال تقليل عمر مكونات النظام الأخرى. [60] كانت هناك طرق متنوعة لإدارة الحرارة، من ضخ Fluorinert عبر النظام، إلى نظام تبريد سائل هواء هجين أو تبريد الهواء بدرجات حرارة تكييف الهواء العادية . [61] [62] يستهلك الكمبيوتر العملاق النموذجي كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية، والتي يتم تحويلها كلها تقريبًا إلى حرارة، مما يتطلب التبريد. على سبيل المثال، يستهلك  Tianhe-1A 4.04 ميغاواط (MW) من الكهرباء. [63] يمكن أن تكون تكلفة تشغيل النظام وتبريده كبيرة، على سبيل المثال 4 ميغاواط بسعر 0.10 دولار/كيلوواط ساعة تعادل 400 دولار في الساعة أو حوالي 3.5 مليون دولار سنويًا.

شفرة IBM HS20

تعتبر إدارة الحرارة مشكلة رئيسية في الأجهزة الإلكترونية المعقدة وتؤثر على أنظمة الكمبيوتر القوية بطرق مختلفة. [64] تتجاوز مشكلات الطاقة الحرارية التصميمية وتبديد طاقة وحدة المعالجة المركزية في الحوسبة الفائقة تلك الخاصة بتقنيات تبريد الكمبيوتر التقليدية . تعكس جوائز الحوسبة الفائقة للحوسبة الخضراء هذه المشكلة. [65] [66] [67]

إن تجميع آلاف المعالجات معًا يؤدي حتمًا إلى توليد كميات كبيرة من كثافة الحرارة التي يجب التعامل معها. تم تبريد Cray-2 بالسائل ، واستخدمت "شلال تبريد" Fluorinert والذي تم دفعه عبر الوحدات تحت الضغط. [61] ومع ذلك، لم يكن نهج التبريد السائل المغمور عمليًا للأنظمة متعددة الخزانات القائمة على المعالجات الجاهزة، وفي System X تم تطوير نظام تبريد خاص يجمع بين تكييف الهواء والتبريد السائل بالاشتراك مع شركة Liebert . [62]

في نظام Blue Gene ، استخدمت IBM عمدًا معالجات منخفضة الطاقة للتعامل مع كثافة الحرارة. [68] يحتوي IBM Power 775 ، الذي تم إصداره في عام 2011، على عناصر مضغوطة بشكل وثيق تتطلب تبريدًا بالماء. [69] يستخدم نظام IBM Aquasar تبريد الماء الساخن لتحقيق كفاءة الطاقة، حيث يتم استخدام الماء لتدفئة المباني أيضًا. [70] [71]

تقاس كفاءة الطاقة في أنظمة الكمبيوتر عمومًا من حيث " FLOPS لكل واط ". في عام 2008، عملت  Roadrunner من IBM بمعدل 376 MFLOPS/W . [72] [73] في نوفمبر 2010، وصلت Blue Gene/Q إلى 1684 MFLOPS/W [74] [75] وفي يونيو 2011 احتلت آلات Blue Gene في نيويورك المركزين الأولين في قائمة Green 500 (حققت إحداها 2097 MFLOPS/W) مع احتلال مجموعة DEGIMA في ناغازاكي المركز الثالث بمعدل 1375 MFLOPS/W. [76]

نظرًا لأن الأسلاك النحاسية يمكنها نقل الطاقة إلى حاسوب فائق بكثافات طاقة أعلى بكثير من قدرة الهواء القسري أو المبردات المتداولة على إزالة الحرارة المهدرة ، [77] فإن قدرة أنظمة التبريد على إزالة الحرارة المهدرة هي عامل مقيد. [78] [79] اعتبارًا من عام 2015 ، تمتلك العديد من أجهزة الكمبيوتر الفائقة الحالية سعة بنية تحتية أكبر من الطلب الفعلي على الجهاز - يصمم المصممون عمومًا البنية التحتية للطاقة والتبريد بشكل متحفظ للتعامل مع أكثر من ذروة الطاقة الكهربائية النظرية التي يستهلكها الحاسوب الفائق. تكون تصميمات أجهزة الكمبيوتر الفائقة المستقبلية محدودة الطاقة - الطاقة الحرارية التصميمية للحاسوب الفائق ككل، والمقدار الذي يمكن للبنية التحتية للطاقة والتبريد التعامل معه، أكبر إلى حد ما من استهلاك الطاقة الطبيعي المتوقع، ولكن أقل من ذروة استهلاك الطاقة النظرية للأجهزة الإلكترونية. [80]

إدارة البرمجيات والنظام

أنظمة التشغيل

منذ نهاية القرن العشرين، خضعت أنظمة تشغيل الحواسيب العملاقة لتحولات كبرى، استنادًا إلى التغييرات في بنية الحواسيب العملاقة . [81] وفي حين تم تصميم أنظمة التشغيل المبكرة خصيصًا لكل حاسوب عملاق لاكتساب السرعة، كان الاتجاه هو الابتعاد عن أنظمة التشغيل الداخلية إلى تكييف البرامج العامة مثل Linux . [82]

نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة المتوازية الضخمة تفصل عادةً العمليات الحسابية عن الخدمات الأخرى باستخدام أنواع متعددة من العقد ، فإنها عادةً ما تشغل أنظمة تشغيل مختلفة على عقد مختلفة، على سبيل المثال باستخدام نواة خفيفة الوزن وصغيرة وفعالة مثل CNK أو CNL على عقد الحوسبة، ولكن نظامًا أكبر مثل مشتق Linux على الخادم وعقد الإدخال/الإخراج . [83] [84] [85]

في حين أن جدولة الوظائف في نظام الكمبيوتر التقليدي متعدد المستخدمين هي في الواقع مشكلة تكليف لمعالجة الموارد الطرفية، في نظام موازٍ بشكل كبير، يحتاج نظام إدارة الوظائف إلى إدارة تخصيص كل من الموارد الحسابية وموارد الاتصال، بالإضافة إلى التعامل بسلاسة مع أعطال الأجهزة الحتمية عندما تكون عشرات الآلاف من المعالجات موجودة. [86]

على الرغم من أن معظم أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة تستخدم أنظمة تشغيل تعتمد على Linux ، إلا أن كل مصنع لديه مشتق Linux خاص به، ولا يوجد معيار صناعي، ويرجع ذلك جزئيًا إلى حقيقة أن الاختلافات في بنيات الأجهزة تتطلب تغييرات لتحسين نظام التشغيل لكل تصميم للأجهزة. [81] [87]

أدوات البرمجيات وتمرير الرسائل

منظر بزاوية واسعة لمقياس الارتباط ALMA [88]

غالبًا ما تملي الهندسة المعمارية المتوازية لأجهزة الكمبيوتر العملاقة استخدام تقنيات برمجة خاصة لاستغلال سرعتها. تتضمن أدوات البرمجيات للمعالجة الموزعة واجهات برمجة التطبيقات القياسية مثل MPI [89] و PVM و VTL وبرامج مفتوحة المصدر مثل Beowulf .

في السيناريو الأكثر شيوعًا، يتم استخدام بيئات مثل PVM و MPI للمجموعات المتصلة بشكل فضفاض و OpenMP لأجهزة الذاكرة المشتركة المنسقة بإحكام. يتطلب الأمر جهدًا كبيرًا لتحسين خوارزمية لخصائص الترابط بين الأجهزة التي سيتم تشغيلها عليها؛ والهدف هو منع أي من وحدات المعالجة المركزية من إضاعة الوقت في انتظار البيانات من العقد الأخرى. تحتوي وحدات معالجة الرسومات العامة على مئات من أنوية المعالج ويتم برمجتها باستخدام نماذج برمجة مثل CUDA أو OpenCL .

علاوة على ذلك، من الصعب جدًا تصحيح أخطاء البرامج المتوازية واختبارها. يلزم استخدام تقنيات خاصة لاختبار مثل هذه التطبيقات وتصحيح أخطائها.

الحوسبة الفائقة الموزعة

النهج الانتهازي

مثال على هندسة نظام الحوسبة الشبكية الذي يربط العديد من أجهزة الكمبيوتر الشخصية عبر الإنترنت

الحوسبة الفائقة الانتهازية هي شكل من أشكال الحوسبة الشبكية حيث يقوم "كمبيوتر افتراضي فائق" مكون من العديد من آلات الحوسبة التطوعية المرتبطة بشكل فضفاض بأداء مهام حوسبة ضخمة للغاية. تم تطبيق الحوسبة الشبكية على عدد من المشكلات المتوازية المحرجة على نطاق واسع والتي تتطلب مقاييس أداء الحوسبة الفائقة. ومع ذلك، فإن مناهج الحوسبة الشبكية والسحابية الأساسية التي تعتمد على الحوسبة التطوعية لا يمكنها التعامل مع مهام الحوسبة الفائقة التقليدية مثل محاكاة ديناميكية السوائل. [90]

أسرع نظام حوسبة شبكية هو مشروع الحوسبة التطوعي Folding@home (F@h). اعتبارًا من أبريل 2020 ، أبلغ F@h عن 2.5 إكسافلوبس من قوة معالجة x86 . ومن هذا، يساهم العملاء الذين يعملون على وحدات معالجة رسومية مختلفة بأكثر من 100 بي فلوب، والباقي من أنظمة وحدة المعالجة المركزية المختلفة. [91]

تستضيف منصة Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC) عددًا من مشاريع الحوسبة التطوعية. اعتبارًا من فبراير 2017 ، سجلت BOINC قوة معالجة تزيد عن 166 بيتافلوبس من خلال أكثر من 762 ألف جهاز كمبيوتر نشط (مضيفين) على الشبكة. [92]

اعتبارًا من أكتوبر 2016 ، حقق بحث Mersenne Prime الموزع من Great Internet (GIMPS) حوالي 0.313 PFLOPS من خلال أكثر من 1.3 مليون جهاز كمبيوتر. [93] يدعم خادم PrimeNet نهج الحوسبة الشبكية الخاص بـ GIMPS، وهو أحد أقدم مشاريع الحوسبة التطوعية، منذ عام 1997.

النهج شبه الانتهازي

الحوسبة الفائقة شبه الانتهازية هي شكل من أشكال الحوسبة الموزعة حيث يقوم "الكمبيوتر الافتراضي الفائق" للعديد من أجهزة الكمبيوتر المنتشرة جغرافيًا والمتصلة بشبكة بأداء مهام حوسبة تتطلب قوة معالجة هائلة. [94] تهدف الحوسبة الفائقة شبه الانتهازية إلى توفير جودة خدمة أعلى من الحوسبة الشبكية الانتهازية من خلال تحقيق المزيد من التحكم في تعيين المهام للموارد الموزعة واستخدام الذكاء حول توفر وموثوقية الأنظمة الفردية داخل شبكة الحوسبة الفائقة. ومع ذلك، يجب تحقيق التنفيذ الموزع شبه الانتهازي لبرامج الحوسبة المتوازية المتطلبة في الشبكات من خلال تنفيذ اتفاقيات التخصيص على مستوى الشبكة، وأنظمة التخصيص المشترك، وآليات التخصيص التي تدرك طوبولوجيا الاتصالات، ومكتبات تمرير الرسائل المتسامحة مع الأخطاء، وتجهيز البيانات مسبقًا. [94]

سحابات الحوسبة عالية الأداء

لقد استحوذت الحوسبة السحابية بتوسعاتها وتطوراتها السريعة الأخيرة على انتباه مستخدمي ومطوري الحوسبة عالية الأداء في السنوات الأخيرة. تحاول الحوسبة السحابية توفير الحوسبة عالية الأداء كخدمة تمامًا مثل أشكال الخدمات الأخرى المتوفرة في السحابة مثل البرمجيات كخدمة والمنصة كخدمة والبنية الأساسية كخدمة . قد يستفيد مستخدمو الحوسبة عالية الأداء من السحابة في زوايا مختلفة مثل قابلية التوسع، وكون الموارد عند الطلب، والسرعة، والتكلفة المنخفضة. من ناحية أخرى، فإن نقل تطبيقات الحوسبة عالية الأداء يواجه مجموعة من التحديات أيضًا. ومن الأمثلة الجيدة على هذه التحديات تكلفة المحاكاة الافتراضية في السحابة، وتعدد المستأجرين للموارد، وقضايا زمن انتقال الشبكة. يتم إجراء الكثير من الأبحاث حاليًا للتغلب على هذه التحديات وجعل الحوسبة عالية الأداء في السحابة إمكانية أكثر واقعية. [95] [96] [97] [98]

في عام 2016، بدأت Penguin Computing وParallel Works وR-HPC و Amazon Web Services و Univa و Silicon Graphics International و Rescale وSabalcore وGomput في تقديم الحوسبة السحابية عالية الأداء. سحابة Penguin On Demand (POD) هي نموذج حوسبة عادي لتنفيذ التعليمات البرمجية، ولكن يتم منح كل مستخدم عقدة تسجيل دخول افتراضية . ترتبط عقد الحوسبة POD عبر شبكات Ethernet أو QDR InfiniBand غير الافتراضية بسرعة 10 جيجابت في الثانية . يتراوح اتصال المستخدم بمركز بيانات POD من 50 ميجابت في الثانية إلى 1 جيجابت في الثانية. [99] مستشهدة بسحابة EC2 Elastic Compute Cloud من Amazon، تزعم Penguin Computing أن المحاكاة الافتراضية لعقد الحوسبة ليست مناسبة للحوسبة عالية الأداء. كما انتقدت Penguin Computing أن سحابات الحوسبة عالية الأداء ربما تكون قد خصصت عقد حوسبة للعملاء البعيدين عن بعضهم البعض، مما يتسبب في حدوث تأخير يضعف الأداء لبعض تطبيقات الحوسبة عالية الأداء. [100]

قياس الأداء

القدرة مقابل القدرة

تهدف أجهزة الكمبيوتر العملاقة عمومًا إلى تحقيق أقصى قدر من الحوسبة ذات القدرة وليس الحوسبة ذات السعة. وعادةً ما يُنظر إلى الحوسبة ذات القدرة على أنها استخدام أقصى قدر من قوة الحوسبة لحل مشكلة كبيرة واحدة في أقصر وقت ممكن. وغالبًا ما يكون نظام القدرة قادرًا على حل مشكلة بحجم أو تعقيد لا يستطيع أي جهاز كمبيوتر آخر حلها، على سبيل المثال تطبيق محاكاة الطقس المعقد للغاية . [101]

من ناحية أخرى، يُنظر عادةً إلى الحوسبة ذات السعة على أنها استخدام قوة حوسبة فعالة من حيث التكلفة لحل عدد قليل من المشكلات الكبيرة إلى حد ما أو العديد من المشكلات الصغيرة. [101] قد تحتوي البنيات التي تصلح لدعم العديد من المستخدمين للمهام اليومية الروتينية على قدر كبير من السعة ولكنها لا تعتبر عادةً حواسيب عملاقة، نظرًا لأنها لا تحل مشكلة واحدة معقدة للغاية. [101]

مقاييس الأداء

أعلى سرعات أجهزة الكمبيوتر العملاقة: سرعة النطاق اللوغاريتمي على مدار 60 عامًا

بشكل عام، يتم قياس سرعة أجهزة الكمبيوتر العملاقة وقياسها بوحدات FLOPS ( عمليات الفاصلة العائمة في الثانية)، وليس بوحدات MIPS (مليون تعليمة في الثانية)، كما هو الحال مع أجهزة الكمبيوتر للأغراض العامة. [102] تُستخدم هذه القياسات عادةً مع بادئة النظام الدولي للوحدات مثل tera- ، المدمجة في الاختصار TFLOPS (10 12 FLOPS، تنطق teraflops )، أو peta- ، المدمجة في الاختصار PFLOPS (10 15 FLOPS، تنطق petaflops ). يمكن لأجهزة الكمبيوتر العملاقة Petascale معالجة كوادريليون (10 15 ) (1000 تريليون) FLOPS. Exascale هو أداء حوسبي في نطاق exaFLOPS (EFLOPS). EFLOPS هو كوينتيليون (10 18 ) FLOPS (مليون TFLOPS). ومع ذلك، يمكن أن يتأثر أداء الحاسوب العملاق بشدة بسبب التقلبات الناجمة عن عناصر مثل تحميل النظام، وحركة المرور على الشبكة، والعمليات المتزامنة، كما ذكر بريهم وبروهويلر (2015). [103]

لا يمكن لأي رقم واحد أن يعكس الأداء العام لنظام الكمبيوتر، ومع ذلك فإن هدف معيار لينباك هو تقريب مدى سرعة الكمبيوتر في حل المشكلات العددية ويُستخدم على نطاق واسع في الصناعة. [104] يتم تحديد قياس FLOPS إما بناءً على أداء النقطة العائمة النظرية للمعالج (المستمد من مواصفات معالج الشركة المصنعة والموضح باسم "Rpeak" في قوائم TOP500)، والذي لا يمكن تحقيقه عمومًا عند تشغيل أحمال عمل حقيقية، أو الإنتاجية القابلة للتحقيق، والمستمدة من معايير لينباك والموضحة باسم "Rmax" في قائمة TOP500. [105] يقوم معيار لينباك عادةً بتحليل LU لمصفوفة كبيرة. [106] يقدم أداء LINPACK بعض المؤشرات على الأداء لبعض المشكلات في العالم الحقيقي، لكنه لا يتطابق بالضرورة مع متطلبات معالجة العديد من أحمال عمل الحاسوب العملاق الأخرى، والتي قد تتطلب على سبيل المثال نطاق ترددي أكبر للذاكرة، أو قد تتطلب أداءً أفضل للحوسبة الصحيحة، أو قد تحتاج إلى نظام إدخال/إخراج عالي الأداء لتحقيق مستويات عالية من الأداء. [104]

قائمة TOP500

أفضل 20 حاسوبًا فائقًا في العالم (يونيو 2014)

منذ عام 1993، تم تصنيف أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة في قائمة TOP500 وفقًا لنتائج اختبار LINPACK . لا تدعي القائمة أنها غير متحيزة أو نهائية، ولكنها تعريف حالي يُستشهد به على نطاق واسع لـ "أسرع" جهاز كمبيوتر عملاق متاح في أي وقت معين.

هذه قائمة بأجهزة الكمبيوتر التي ظهرت في أعلى قائمة TOP500 منذ يونيو 1993، [107] وتم إعطاء "السرعة القصوى" كتصنيف "Rmax". في عام 2018، أصبحت لينوفو أكبر مورد في العالم لأجهزة الكمبيوتر العملاقة TOP500 بإنتاج 117 وحدة. [108]

المراكز العشرة الأولى في قائمة TOP500 الستين في نوفمبر 2022 [109]
الرتبة (السابقة) ر ماكس

Rpeak (بيتا فلوبس )

اسم نموذج نوى وحدة المعالجة المركزية نوى التسريع (مثل وحدة معالجة الرسوميات) الربط الشركة المصنعة موقع

دولة

سنة التشغيل

نظام

1ثابت 1,102.00

1,685.65

الحدود إتش بي إي كراي EX235a 591,872

(9,248 × 64 نواة مُحسَّنة من الجيل الثالث EPYC 64C @2.0 جيجاهرتز)

36,992 × 220 AMD Instinct MI250X المقلاع-11 إتش بي إي مختبر أوك ريدج الوطني الولايات المتحدة
  		2022 لينكس ( نظام التشغيل HPE Cray )
2ثابت 442.010

537.212

فوجاكو الحاسوب العملاق فوجاكو 7,630,848

(158,976 × 48 نواة Fujitsu A64FX @2.2 جيجاهرتز)

0 وصلة التوفو د فوجيتسو مركز ريكين للعلوم الحاسوبية في اليابان
  		2020 لينكس ( RHEL )
3ثابت 309.10

428.70

لومي إتش بي إي كراي EX235a 150,528

(2,352 × 64 نواة مُحسَّنة من الجيل الثالث EPYC 64C @2.0 جيجاهرتز)

9,408 × 220 AMD Instinct MI250X المقلاع-11 إتش بي إي يورو إتش بي سي جو كاياني فنلندا
  		2022 لينكس ( نظام التشغيل HPE Cray )
4دخول جديد 174.70

255.75

ليوناردو بول سيكوينا XH2000 110,592

(3,456 × 32 نواة Xeon Platinum 8358 بسرعة 2.6 جيجاهرتز)

13,824 × 108 أمبير Nvidia A100 إنفيديا HDR100 إنفينيباند أتوس EuroHPC JU بولونيا إيطاليا
  		2022 لينكس
5 ينقص(4) 148.60

200.795

قمة نظام الطاقة IBM AC922 202,752

(9,216 × 22 نواة IBM POWER9 @3.07 جيجاهرتز)

27,648 × 80 نفيديا تيسلا V100 إنفينيباند EDR آي بي إم مختبر أوك ريدج الوطني الولايات المتحدة
  		2018 لينكس ( RHEL 7.4)
6 ينقص(5) 94.640

125.712

سييرا نظام الطاقة IBM S922LC 190,080

(8,640 × 22 نواة IBM POWER9 بسرعة 3.1 جيجاهرتز)

17,280 × 80 نفيديا تيسلا V100 إنفينيباند EDR آي بي إم مختبر لورانس ليفرمور الوطني الولايات المتحدة
  		2018 لينكس ( RHEL )
7 ينقص(6) 93.015

125.436

صنواي تايهو لايت عضو مجلس النواب في صنواي 10,649,600

(40,960 × 260 نواة Sunway SW26010 @1.45 جيجاهرتز)

0 صنواي [110] المجلس الوطني للسياسات الاقتصادية المركز الوطني للحوسبة الفائقة في ووشي الصين [110]
  		2016 لينكس (RaiseOS 2.0.5)
8 ينقص(7) 70.87

93.75

بيرلموتر إتش بي إي كراي EX235n ? × ?-core AMD Epyc 7763 64-core @2.45 GHz ؟ × 108 أمبير Nvidia A100 مقلاع-10 إتش بي إي NERSC الولايات المتحدة
  		2021 لينكس ( نظام التشغيل HPE Cray )
9 ينقص(8) 63.460

79.215

سيلين نفيديا 71,680

(1,120 × 64 نواة AMD Epyc 7742 بسرعة 2.25 جيجاهرتز)

4,480 × 108 أمبير Nvidia A100 ساعة Mellanox HDR Infiniband نفيديا إنفيديا الولايات المتحدة
  		2020 لينكس ( أوبونتو 20.04 .1)
10 ينقص(9) 61.445

100.679

تيانهي-2 أ TH-IVB-FEP 427,008

(35,584 × 12 نواة Intel Xeon E5–2692 v2 بسرعة 2.2 جيجاهرتز)

35,584 × Matrix-2000 [111] 128 نواة تي اتش اكسبريس-2 نودت المركز الوطني للحاسوب العملاق في قوانغتشو الصين
  		2018 [112] لينكس ( كيلين )

التطبيقات

يمكن تلخيص مراحل تطبيق الحاسوب العملاق في الجدول التالي:

عقد الاستخدامات والكمبيوتر المعني
سبعينيات القرن العشرين التنبؤ بالطقس، البحوث الديناميكية الهوائية ( Cray-1 ). [113]
ثمانينيات القرن العشرين التحليل الاحتمالي، [114] نمذجة الحماية من الإشعاع [115] ( CDC Cyber ).
تسعينيات القرن العشرين كسر الكود بالقوة الغاشمة ( مكسر EFF DES ). [116]
العقد الأول من القرن الحادي والعشرين محاكاة التجارب النووية ثلاثية الأبعاد كبديل للسلوك القانوني لمعاهدة منع الانتشار النووي ( ASCI Q ). [117]
العقد الأول من القرن الحادي والعشرين محاكاة الديناميات الجزيئية ( تيانخه-1A ) [118]
عشرينيات القرن العشرين البحث العلمي للوقاية من تفشي الأمراض/بحث التفاعل الكهروكيميائي [119]

تم استخدام كمبيوتر IBM Blue Gene /P لمحاكاة عدد من الخلايا العصبية الاصطناعية يعادل حوالي واحد في المائة من قشرة المخ البشرية، والتي تحتوي على 1.6 مليار خلية عصبية مع ما يقرب من 9 تريليون اتصال. نجحت نفس المجموعة البحثية أيضًا في استخدام كمبيوتر فائق لمحاكاة عدد من الخلايا العصبية الاصطناعية يعادل دماغ فأر بالكامل. [120]

تعتمد التنبؤات الجوية الحديثة أيضًا على أجهزة الكمبيوتر العملاقة. تستخدم الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي أجهزة الكمبيوتر العملاقة لمعالجة مئات الملايين من الملاحظات للمساعدة في جعل التنبؤات الجوية أكثر دقة. [121]

في عام 2011، تم التأكيد على التحديات والصعوبات في دفع حدود الحوسبة الفائقة من خلال تخلي شركة IBM عن مشروع Blue Waters petascale. [122]

يستخدم برنامج المحاكاة والحوسبة المتقدم حاليًا أجهزة كمبيوتر عملاقة للحفاظ على مخزون الولايات المتحدة النووي ومحاكاته. [123]

في أوائل عام 2020، كان فيروس كوفيد-19 في مقدمة اهتمامات العالم. استخدمت أجهزة الكمبيوتر العملاقة محاكاة مختلفة للعثور على مركبات يمكنها إيقاف انتشار الفيروس. تعمل هذه الأجهزة لعشرات الساعات باستخدام وحدات معالجة مركزية متعددة تعمل بالتوازي لنمذجة عمليات مختلفة. [124] [125] [126]

Taiwania 3 هو حاسوب عملاق تايواني ساعد المجتمع العلمي في مكافحة فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) . تم إطلاقه في عام 2020 وتبلغ سعته حوالي اثنين إلى ثلاثة بيتا فلوب .
توزيع أجهزة الكمبيوتر العملاقة TOP500 بين مختلف البلدان، في نوفمبر 2015

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تنافست الصين والولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي ودول أخرى لتكون أول من يصنع حاسوبًا فائقًا بسرعة 1  إكسافلوب (10 18 أو واحد كوينتيليون فلوب). [127] افترض إريك ب. دي بينيديكتس من مختبرات ساندي الوطنية أن حاسوب زيتافلوب (10 21 أو واحد سكستيليون فلوب) مطلوب لإنجاز نمذجة الطقس الكاملة ، والتي يمكن أن تغطي فترة زمنية مدتها أسبوعان بدقة. [128] [129] [130] قد يتم بناء مثل هذه الأنظمة حوالي عام 2030. [131]

تستخدم العديد من عمليات محاكاة مونت كارلو نفس الخوارزمية لمعالجة مجموعة بيانات تم إنشاؤها عشوائيًا؛ وخاصة المعادلات التكاملية التفاضلية التي تصف عمليات النقل الفيزيائية ، والمسارات العشوائية ، والتصادمات، وترسب الطاقة والزخم للنيوترونات، والفوتونات، والأيونات، والإلكترونات، وما إلى ذلك.قد تكون الخطوة التالية للمعالجات الدقيقة هي الانتقال إلى البعد الثالث ؛ وبالتخصص في مونت كارلو، يمكن أن تكون الطبقات العديدة متطابقة، مما يبسط عملية التصميم والتصنيع. [132]

ارتفعت تكلفة تشغيل أجهزة الكمبيوتر العملاقة عالية الأداء، ويرجع ذلك أساسًا إلى زيادة استهلاك الطاقة. في منتصف التسعينيات، تطلب أفضل 10 أجهزة كمبيوتر عملاقة في نطاق 100 كيلو وات، وفي عام 2010، تطلبت أفضل 10 أجهزة كمبيوتر عملاقة ما بين 1 و2 ميجا وات. [133] حددت دراسة أجريت عام 2010 بتكليف من وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة استهلاك الطاقة باعتباره التحدي الأكثر انتشارًا في تحقيق الحوسبة على مستوى إكساسكيل . [134] في ذلك الوقت، كان ميغا وات سنويًا في استهلاك الطاقة يكلف حوالي مليون دولار. تم إنشاء مرافق الحوسبة العملاقة لإزالة كمية الحرارة المتزايدة التي تنتجها وحدات المعالجة المركزية الحديثة متعددة النواة بكفاءة . بناءً على استهلاك الطاقة لقائمة Green 500 لأجهزة الكمبيوتر العملاقة بين عامي 2007 و2011، فإن الكمبيوتر العملاق الذي يبلغ 1 إكسافلوبس في عام 2011 كان سيتطلب ما يقرب من 500 ميجا وات. تم تطوير أنظمة التشغيل للأجهزة الموجودة للحفاظ على الطاقة كلما أمكن ذلك. [135] تم وضع أنوية وحدة المعالجة المركزية غير المستخدمة أثناء تنفيذ تطبيق متوازي في حالات منخفضة الطاقة، مما أدى إلى توفير الطاقة لبعض تطبيقات الحوسبة الفائقة. [136]

كانت التكلفة المتزايدة لتشغيل أجهزة الكمبيوتر العملاقة عاملاً دافعًا في الاتجاه نحو تجميع الموارد من خلال البنية التحتية الموزعة لأجهزة الكمبيوتر العملاقة. ظهرت مراكز الحوسبة العملاقة الوطنية لأول مرة في الولايات المتحدة، تلتها ألمانيا واليابان. أطلق الاتحاد الأوروبي شراكة الحوسبة المتقدمة في أوروبا (PRACE) بهدف إنشاء بنية تحتية دائمة لأجهزة الكمبيوتر العملاقة في عموم أوروبا مع خدمات لدعم العلماء في جميع أنحاء الاتحاد الأوروبي في نقل تطبيقات الحوسبة العملاقة وتوسيع نطاقها وتحسينها. [133] قامت أيسلندا ببناء أول كمبيوتر عملاق خالٍ من الانبعاثات في العالم. يعتمد هذا الكمبيوتر العملاق، الموجود في مركز بيانات ثور في ريكيافيك بأيسلندا، على مصادر متجددة تمامًا للحصول على طاقته بدلاً من الوقود الأحفوري. كما يقلل المناخ الأكثر برودة من الحاجة إلى التبريد النشط، مما يجعله أحد أكثر المرافق خضرة في عالم أجهزة الكمبيوتر. [137]

كما أصبح تمويل أجهزة الحاسوب العملاقة صعبًا بشكل متزايد. ففي منتصف تسعينيات القرن العشرين، بلغت تكلفة أفضل 10 حواسيب عملاقة حوالي 10 ملايين يورو، بينما في عام 2010 تطلبت أفضل 10 حواسيب عملاقة استثمارًا يتراوح بين 40 و50 مليون يورو. [133] وفي العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، وضعت الحكومات الوطنية استراتيجيات مختلفة لتمويل أجهزة الحاسوب العملاقة. ففي المملكة المتحدة، مولت الحكومة الوطنية أجهزة الحاسوب العملاقة بالكامل، وتم وضع الحوسبة عالية الأداء تحت سيطرة وكالة تمويل وطنية. وطورت ألمانيا نموذج تمويل مختلط، يجمع بين التمويل المحلي من الولاية والتمويل الفيدرالي. [133]

في الخيال

تشمل أمثلة أجهزة الكمبيوتر العملاقة في الخيال العلمي HAL 9000 و Multivac و The Machine Stops و GLaDOS و The Evitable Conflict و Vulcan's Hammer و Colossus و WOPR و AM و Deep Thought . تم ذكر جهاز كمبيوتر عملاق من Thinking Machines باعتباره الكمبيوتر العملاق المستخدم في تسلسل الحمض النووي المستخرج من الطفيليات المحفوظة في سلسلة Jurassic Park .

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "إعلان IBM Blue gene". 03.ibm.com. 26 يونيو 2007. مؤرشف من الأصل في 8 يوليو 2007. تم الاسترجاع 9 يونيو 2012 .
  2. ^ "Intrepid". Argonne Leadership Computing Facility . Argonne National Laboratory . مؤرشف من الأصل في 7 مايو 2013 . تم الاسترجاع في 26 مارس 2020 .
  3. ^ "Frontier يحتفظ بالمركز الأول، لكن Aurora يصبح رسميًا ثاني آلة إكساسكيل". أفضل 500. تم الاسترجاع في 13 أكتوبر 2024 .
  4. ^ "مواصفات وحدة معالجة الرسوميات AMD Playstation 5". TechPowerUp . تم الاسترجاع في 11 سبتمبر 2021 .
  5. ^ "مواصفات NVIDIA GeForce GT 730". TechPowerUp . تم الاسترجاع في 11 سبتمبر 2021 .
  6. ^ "نظام التشغيل / عائلة لينكس". TOP500.org . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2017 .
  7. ^ أندرسون، مارك (21 يونيو 2017). "السباق العالمي نحو الحوسبة الفائقة السرعة سيقود الحوسبة الفائقة والذكاء الاصطناعي إلى الجماهير". Spectrum.IEEE.org . تم الاسترجاع في 20 يناير 2019.
  8. ^ Lemke, Tim (8 May 2013). "NSA Breaks Ground on Massive Computing Center" . تم الاسترجاع في 11 ديسمبر 2013 .
  9. ^ ab Hoffman, Allan R.; et al. (1990). Supercomputers: trends in technology and applications . National Academies. pp. 35–47. ISBN 978-0-309-04088-4.
  10. ^ ab Hill, Mark Donald; Jouppi, Norman Paul ; Sohi, Gurindar (1999). قراءات في هندسة الكمبيوتر . Gulf Professional. ص 40-49. ISBN 978-1-55860-539-8.
  11. ^ "اليابان تفوز بلقب أفضل 500 حاسوبًا خارقًا يعمل بتقنية ARM - موقع TOP500". www.top500.org .
  12. ^ "تطوير الأداء". www.top500.org . تم الاسترجاع في 27 أكتوبر 2022 .
  13. ^ Eric G. Swedin; David L. Ferro (2007). Computers: The Life Story of a Technology . JHU Press. p. 57. ISBN 9780801887741.
  14. ^ Eric G. Swedin; David L. Ferro (2007). Computers: The Life Story of a Technology . JHU Press. p. 56. ISBN 9780801887741.
  15. ^ Eric G. Swedin; David L. Ferro (2007). Computers: The Life Story of a Technology . JHU Press. p. 58. ISBN 9780801887741.
  16. ^ الأطلس، جامعة مانشستر، تم أرشفته من الأصل في 28 يوليو 2012 ، تم استرجاعه في 21 سبتمبر 2010
  17. ^ سوبرمان ، تشارلز موراي، وايلي وأولاده، 1997.
  18. ^ بول إي. سيروزي (2003). تاريخ الحوسبة الحديثة . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ص. 161. ردمك 978-0-262-53203-7.
  19. ^ أ. هانان، كارين (2008). قاموس السير الذاتية لولاية ويسكونسن. منشورات تاريخ الولاية. ص 83-84. رقم ISBN 978-1-878592-63-7.
  20. ^ جون إمباجلياتسو؛ جون إيه إن لي (2004). تاريخ الحوسبة في التعليم. سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص. 172. رقم ISBN 978-1-4020-8135-4.
  21. ^ أندرو آر إل كايتون؛ ريتشارد سيسون؛ كريس زاتشر (2006). الغرب الأوسط الأمريكي: موسوعة تفسيرية. مطبعة جامعة إنديانا. ص 1489. ISBN 978-0-253-00349-2.
  22. ^ قراءات في هندسة الكمبيوتر بقلم مارك دونالد هيل، نورمان بول جوبي، جوريندار سوهي 1999 ISBN 978-1-55860-539-8 الصفحة 41-48 
  23. ^ معالم بارزة في علوم الكمبيوتر وتكنولوجيا المعلومات بقلم إدوين د. رايلي 2003 ISBN 1-57356-521-0 الصفحة 65 
  24. ^ بسبب الدعاية السوفييتية، يمكننا أن نقرأ أحيانًا أن الحاسوب العملاق السوفييتي M13 كان أول من وصل إلى حاجز الجيجا فلوب. في الواقع، بدأ بناء M13 في عام 1984، لكنه لم يكن يعمل قبل عام 1986. يوري فاسيليفيتش روجاتشيف، متحف الحاسوب الافتراضي الروسي
  25. ^ "اقتباسات سيمور كراي". BrainyQuote .
  26. ^ ستيف نيلسون (3 أكتوبر 2014). "ComputerGK.com : أجهزة الكمبيوتر العملاقة".
  27. ^ "نظام الرسوميات الحاسوبية LINKS-1-متحف الحاسوب". Museum.ipsj.or.jp .
  28. ^ "VPP500 (1992) - فوجيتسو العالمية".
  29. ^ "TOP500 Annual Report 1994". Netlib.org. 1 أكتوبر 1996. تم الاسترجاع في 9 يونيو 2012 .
  30. ^ N. Hirose & M. Fukuda (1997). "Numerical Wind Tunnel (NWT) and CFD Research at National Aerospace Laboratory". Proceedings High Performance Computing on the Information Superhighway. HPC Asia '97 . Proceedings of HPC-Asia '97. IEEE Computer SocietyPages. pp. 99–103. doi :10.1109/HPC.1997.592130. ISBN 0-8186-7901-8.
  31. ^ هـ. فوجي، ي. ياسودا، هـ. أكاشي، ي. إيناجامي، م. كوجا، أو. إيشيهارا، م. سيازوان، هـ. وادا، ت. سوميموتو، بنية وأداء نظام المعالج المتوازي الضخم هيتاشي SR2201، وقائع ندوة المعالجة المتوازية الدولية الحادية عشرة، أبريل 1997، الصفحات 233-241.
  32. ^ Y. Iwasaki، مشروع CP-PACS، الفيزياء النووية ب: ملاحق الإجراءات، المجلد 60، العددان 1 و2، يناير 1998، الصفحات 246-254.
  33. ^ AJ van der Steen، نظرة عامة على أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة، منشورات NCF، Stichting Nationale Computer Faciliteiten، هولندا، يناير 1997.
  34. ^ مدخلات/مخرجات قابلة للتطوير: تحقيق التوازن في النظام بقلم دانييل أ. ريد 2003 ISBN 978-0-262-68142-1 الصفحة 182 
  35. ^ "ديفيد بادر تم اختياره لتلقي جائزة سيدني فيرنباخ من جمعية الحاسبات التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات لعام 2021". جمعية الحاسبات التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. 22 سبتمبر 2021. تم الاسترجاع في 12 أكتوبر 2023 .
  36. ^ abc Bader, David A. (2021). "Linux and Supercomputing: How My Passion for Building COTS Systems Lead to an HPC Revolution". IEEE Annals of the History of Computing . 43 (3): 73–80. doi : 10.1109/MAHC.2021.3101415 . S2CID  237318907.
  37. ^ فليك، جون (8 أبريل 1999). "جامعة نيو مكسيكو تستعد لإطلاق حاسوب خارق بقيمة 400 ألف دولار اليوم". مجلة البوكيرك . ص. د1.
  38. ^ Prodan, Radu; Fahringer, Thomas (2007). Grid computing: experiment management, tool integration, and scientific workflows . Springer. ص 1-4. ISBN 978-3-540-69261-4.
  39. ^ Knight, Will: "IBM تصنع أقوى حاسوب في العالم"، خدمة أخبار NewScientist.com ، يونيو 2007
  40. ^ NR Agida; et al. (2005). "Blue Gene/L Torus Interconnection Network | IBM Journal of Research and Development" (PDF) . Torus Interconnection Network . ص. 265. مؤرشف من الأصل (PDF) في 15 أغسطس 2011.
  41. ^ Niu, Yanwei; Hu, Ziang; Barner, Kenneth ; Gao, Guang R. (2005). "Performance Modelling and Optimization of Memory Access on Cellular Computer Architecture Cyclops64" (PDF) . Network and Parallel Computing . Lecture Notes in Computer Science. المجلد 3779. ص 132-143. doi :10.1007/11577188_18. ISBN 978-3-540-29810-6. مؤرشف من الأصل (PDF) في 9 أكتوبر 2022.
  42. ^ نتائج التحليل والأداء لحوسبة المركزية الوسيطة على IBM Cyclops64 بقلم Guangming Tan وVugranam C. Sreedhar وGuang R. Gao مجلة الحوسبة الفائقة المجلد 56، العدد 1، 1-24 سبتمبر 2011
  43. ^ Prickett, Timothy (31 May 2010). "أفضل 500 لاعب خارق – فجر وحدات معالجة الرسوميات". Theregister.co.uk.
  44. ^ هانز هاكر؛ كارستن ترينيتيس؛ جوزيف فايدندورفر؛ ماثياس بريهم (2010). "التفكير في استخدام وحدة معالجة الرسوميات العامة في مراكز الحوسبة عالية الأداء: هل يستحق الأمر بذل الجهد؟". في راينر كيلر؛ ديفيد كرامر؛ جان فيليب فايس (المحررون). مواجهة تحدي تعدد النوى: جوانب النماذج والتقنيات الجديدة في الحوسبة المتوازية . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 118-121. رقم ISBN 978-3-642-16232-9.
  45. ^ دامون بويتر (11 أكتوبر 2011). "قد يكون حاسوب تيتان العملاق الذي تنتجه شركة كراي والمخصص لمختبر أوك ريدج الوطني الأسرع في العالم". Pcmag.com.
  46. ^ فيلدمان، مايكل (11 أكتوبر 2011). "وحدات معالجة الرسوميات ستحول جهاز جاكوار التابع لمختبر أوكلاند الوطني إلى جهاز تيتان بقدرة 20 بيتافلوب". Hpcwire.com.
  47. ^ تيموثي بريكيت مورجان (11 أكتوبر 2011). "أوك ريدج تغير بقع جاكوار من وحدات المعالجة المركزية إلى وحدات معالجة الرسوميات". Theregister.co.uk.
  48. ^ "الحاسوب العملاق NETL" محفوظ في 4 سبتمبر 2015 على موقع Wayback Machine . الصفحة 2.
  49. ^ كوندون، جيه إتش وك. تومسون، "أجهزة الشطرنج الجميلة"، في التقدم في الشطرنج الحاسوبي 3 (المحرر: إم آر بي كلارك)، مطبعة بيرغامون، 1982.
  50. ^ هسو، فنغ-هسيونج (2002). وراء ديب بلو: بناء الكمبيوتر الذي هزم بطل العالم في الشطرنج . مطبعة جامعة برينستون . رقم ISBN 978-0-691-09065-8.
  51. ^ C. Donninger, U. Lorenz. The Chess Monster Hydra. Proc. of 14th International Conference on Field-Programmable Logic and Applications (FPL)، 2004، أنتويرب – بلجيكا، LNCS 3203، ص 927 – 932
  52. ^ جيه ماكينو و م. تايجي، المحاكاة العلمية باستخدام أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض الخاصة: أنظمة GRAPE ، وايلي. 1998.
  53. ^ بيان صحفي من RIKEN، استكمال نظام حاسوبي بقدرة بيتافلوبس واحد لمحاكاة ديناميكيات الجزيئات محفوظ في 2 ديسمبر 2012 على موقع Wayback Machine
  54. ^ مؤسسة الحدود الإلكترونية (1998). اختراق تشفير البيانات – أسرار أبحاث التشفير وسياسات التنصت وتصميم الرقائق. شركة أوريلي آند أسوشيتس. رقم ISBN 978-1-56592-520-5.
  55. ^ لور، ستيف (8 يونيو 2018). "تنحى جانباً، يا الصين: الولايات المتحدة أصبحت مرة أخرى موطناً لأسرع حاسوب عملاق في العالم". نيويورك تايمز . تم الاسترجاع في 19 يوليو 2018 .
  56. ^ "قائمة Green500 - نوفمبر 2018". TOP500 . تم الاسترجاع في 19 يوليو 2018 .
  57. ^ Xue-June Yang؛ Xiang-Ke Liao؛ et al. (2011). "The TianHe-1A Supercomputer: Its Hardware and Software". مجلة علوم الكمبيوتر والتكنولوجيا . 26 (3): 344-351. doi :10.1007/s02011-011-1137-8. S2CID  1389468.
  58. ^ سوبرمان: قصة سيمور كراي والمعالجات التقنية وراء الكمبيوتر العملاق بقلم تشارلز جيه موراي 1997، ISBN 0-471-04885-2 ، الصفحات 133-135 
  59. ^ ديناميكيات الموائع الحسابية المتوازية؛ التطورات الحديثة والاتجاهات المستقبلية، تحرير روباك بيسواس 2010، رقم ISBN 1-60595-022-X ، الصفحة 401 
  60. ^ تقدم أبحاث الحوسبة الفائقة بواسطة Yongge Huáng 2008، ISBN 1-60456-186-6 ، الصفحات 313-314 
  61. ^ ab الحوسبة المتوازية لمعالجة الإشارات والتحكم فيها في الوقت الفعلي بقلم MO Tokhi وMohammad Alamgir Hossain 2003، ISBN 978-1-85233-599-1 ، الصفحات 201-202 
  62. ^ ab علوم الحوسبة – ICCS 2005: المؤتمر الدولي الخامس الذي حرره Vaidy S. Sunderam 2005، ISBN 3-540-26043-9 ، الصفحات 60-67 
  63. ^ "وحدات معالجة الرسوميات Tesla من NVIDIA تزود أسرع حاسوب خارق في العالم بالطاقة" (بيان صحفي). Nvidia. 29 أكتوبر 2010. مؤرشف من الأصل في 2 مارس 2014. تم الاسترجاع في 21 فبراير 2011 .
  64. ^ Balandin, Alexander A. (أكتوبر 2009). "Better Computing Through CPU Cooling". IEEE . مؤرشف من الأصل في 14 يوليو 2012.
  65. ^ "The Green 500". Green500.org. مؤرشف من الأصل في 26 أغسطس 2016. اطلع عليه بتاريخ 14 أغسطس 2011 .
  66. ^ "قائمة Green 500 تصنف أجهزة الكمبيوتر العملاقة". iTnews Australia . مؤرشف من الأصل في 22 أكتوبر 2008.
  67. ^ وو تشون فنغ (2003). "تقديم حجة لصالح الحوسبة الفائقة الفعّالة | مجلة ACM Queue، المجلد 1 العدد 7، 10 يناير 2003 doi 10.1145/957717.957772". Queue . 1 (7): 54. doi : 10.1145/957717.957772 . S2CID  11283177.
  68. ^ "IBM تكشف النقاب عن 20 بيتافلوبس BlueGene/Q super". The Register . 22 نوفمبر 2010 . تم الاسترجاع في 25 نوفمبر 2010 .
  69. ^ Prickett, Timothy (15 July 2011). "The Register: IBM 'Blue Waters' super node washes ashore in August". Theregister.co.uk . تم الاسترجاع في 9 يونيو 2012 .
  70. ^ "IBM Hot Water-Cooled Supercomputer Goes Live at ETH Zurich". غرفة أخبار IBM . 2 يوليو 2010. مؤرشف من الأصل في 10 يناير 2011. تم الاسترجاع في 16 مارس 2020 .
  71. ^ مارتن لامونيكا (10 مايو 2010). "CNet 10 May 2010". News.cnet.com. مؤرشف من الأصل في 1 نوفمبر 2013. تم الاسترجاع 9 يونيو 2012 .
  72. ^ "الحكومة تكشف عن أسرع كمبيوتر في العالم". سي إن إن . أرشفة من الأصل في 10 يونيو 2008. يقوم بإجراء 376 مليون عملية حسابية لكل واط من الكهرباء المستخدمة.
  73. ^ "IBM Roadrunner تفوز بالميدالية الذهبية في سباق Petaflop". مؤرشف من الأصل في 17 ديسمبر 2008. تم الاسترجاع في 16 مارس 2020 .
  74. ^ "قائمة أفضل 500 حاسوب فائق تكشف عن اتجاهات الحوسبة". 20 يوليو 2010. آي بي إم... نظام BlueGene/Q .. يحقق رقمًا قياسيًا في كفاءة الطاقة بقيمة 1680 MFLOPS/W، أي أكثر من ضعف النظام الأفضل التالي.
  75. ^ "IBM Research فائز واضح في Green 500". 18 نوفمبر 2010.
  76. ^ "قائمة Green 500". Green500.org. مؤرشف من الأصل في 3 يوليو 2011. استرجاع 16 مارس 2020 .
  77. ^ سعيد ج. يونس. "الحوسبة التقاربية للطاقة الصفرية باستخدام منطق استرداد الشحنة على المستوى المنقسم". 1994. صفحة 14.
  78. ^ "موضوع ساخن – مشكلة تبريد أجهزة الكمبيوتر العملاقة" محفوظ في 18 يناير 2015 على موقع واي باك مشين .
  79. ^ أناند لال شيمبي. "داخل الحاسوب العملاق تيتان: 299 ألف نواة AMD x86 و18.6 ألف وحدة معالجة رسومية من NVIDIA". 2012.
  80. ^ كورتيس ستورلي؛ جو سيكستون؛ سكوت باكين؛ مايكل لانج؛ برايان رايش؛ ويليام روست. "نمذجة وتوقع استهلاك الطاقة في وظائف الحوسبة عالية الأداء". 2014.
  81. ^ موسوعة الحوسبة المتوازية بقلم ديفيد بادوا 2011 ISBN 0-387-09765-1 الصفحات 426-429 
  82. ^ معرفة الآلات: مقالات عن التغيير التقني بقلم دونالد ماكنزي 1998 ISBN 0-262-63188-1 الصفحة 149-151 
  83. ^ المعالجة الموازية الأوروبية 2004: المؤتمر الدولي العاشر للمساواة الأوروبية 2004، بقلم ماركو دانيلوتو وماركو فانشي ودومينيكو لافورينزا، ISBN 3-540-22924-8 ، الصفحة 835 
  84. ^ Euro-Par 2006 Parallel Processing: 12th International Euro-Par Conference , 2006, by Wolfgang E. Nagel, Wolfgang V. Walter and Wolfgang Lehner ISBN 3-540-37783-2 page 
  85. ^ تقييم مختبر أوك ريدج الوطني Cray XT3 بقلم Sadaf R. Alam etal المجلة الدولية لتطبيقات الحوسبة عالية الأداء فبراير 2008 المجلد 22 العدد 1 52-80
  86. ^ هندسة إدارة الوظائف المفتوحة للحاسوب العملاق Blue Gene/L بقلم ياريف أريدور وآخرون في استراتيجيات جدولة الوظائف للمعالجة المتوازية بقلم درور جي فيتلسون 2005 ISBN 978-3-540-31024-2 الصفحات 95-101 
  87. ^ "Top500 OS chart". Top500.org. مؤرشف من الأصل في 5 مارس 2012. تم الاسترجاع في 31 أكتوبر 2010 .
  88. ^ "منظر بزاوية واسعة لمقياس الارتباط ALMA". بيان صحفي صادر عن ESO . تم استرجاعه في 13 فبراير 2013 .
  89. ^ نيلسن، فرانك (2016). مقدمة إلى الحوسبة عالية الأداء باستخدام MPI لعلوم البيانات . سبرينغر. ص 185-221. ISBN 978-3-319-21903-5.
  90. ^ رهط، نزمول. “الفصل 03 البرمجيات وإدارة النظام”.
  91. ^ مختبر باندي. "إحصائيات العميل حسب نظام التشغيل". Folding@home . جامعة ستانفورد . تم الاسترجاع في 10 أبريل 2020 .
  92. ^ "BOINC Combined". BOINCstats . BOINC . مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2010 . تم الاسترجاع في 30 أكتوبر 2016. لاحظ أن هذا الرابط سيعطي إحصائيات حالية، وليس تلك الخاصة بتاريخ آخر وصول.{{cite web}}:CS1 maint: postscript ( الرابط )
  93. ^ "تكنولوجيا الحوسبة الموزعة لخادم PrimeNet على الإنترنت للبحث عن الأعداد الأولية لميرسين على الإنترنت". GIMPS . تم الاسترجاع في 6 يونيو 2011 .
  94. ^ ab Kravtsov, Valentin; Carmeli, David; Dubitzky, Werner; Orda, Ariel; Schuster, Assaf ; Yoshpa, Benny. "Quasi-opportunistic supercomputing in grids, hot topic paper (2007)". ندوة معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات الدولية حول الحوسبة الموزعة عالية الأداء . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. CiteSeerX 10.1.1.135.8993 . تم الاسترجاع في 4 أغسطس 2011 . 
  95. ^ Jamalian, S.; Rajaei, H. (1 مارس 2015). "ASETS: نظام جدولة المهام المدعوم من SDN لـ HPCaaS على السحابة". مؤتمر IEEE الدولي للهندسة السحابية 2015. ص 329-334. doi :10.1109/IC2E.2015.56. ISBN 978-1-4799-8218-9. S2CID  10974077.
  96. ^ Jamalian, S.; Rajaei, H. (1 June 2015). "جدولة مهام الحوسبة عالية الأداء كثيفة البيانات باستخدام SDN لتمكين الحوسبة عالية الأداء كخدمة". المؤتمر الدولي الثامن لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات لعام 2015 حول الحوسبة السحابية. ص 596-603. doi :10.1109/CLOUD.2015.85. ISBN 978-1-4673-7287-9. S2CID  10141367.
  97. ^ جوبتا، أ.؛ ميلوجيتشيك، د. (1 أكتوبر 2011). "تقييم تطبيقات الحوسبة عالية الأداء على السحابة". مؤتمر سيروس المفتوح السادس لعام 2011. ص 22-26. CiteSeerX 10.1.1.294.3936 . doi :10.1109/OCS.2011.10. ISBN  978-0-7695-4650-6. S2CID  9405724.
  98. ^ كيم، هـ.؛ الخمرة، ي.؛ جها، س.؛ باراشار، م. (1 ديسمبر 2009). "نهج مستقل لاستخدام الشبكة المتكاملة للحوسبة عالية الأداء والسحابة". المؤتمر الدولي الخامس لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات حول العلوم الإلكترونية ، 2009. ص. 366-373. CiteSeerX 10.1.1.455.7000 . doi :10.1109/e-Science.2009.58. ISBN  978-1-4244-5340-5. S2CID  11502126.
  99. ^ إيدلين، دوغلاس. "نقل الحوسبة عالية الأداء إلى السحابة". مجلة أدمين . تم الاسترجاع في 30 مارس 2019 .
  100. ^ نيكولاي، جيمس (11 أغسطس 2009). "بينجوين تضع الحوسبة عالية الأداء في السحابة". PCWorld . IDG Consumer & SMB . تم الاسترجاع في 6 يونيو 2016 .
  101. ^ abc التأثير المحتمل للحوسبة عالية الأداء على أربعة مجالات توضيحية للعلوم والهندسة بقلم لجنة التأثير المحتمل للحوسبة عالية الأداء على المجالات التوضيحية للعلوم والهندسة والمجلس الوطني للبحوث (28 أكتوبر 2008) ISBN 0-309-12485-9 الصفحة 9 
  102. ^ Xingfu Wu (1999). تقييم الأداء والتنبؤ به وتصور الأنظمة المتوازية. Springer Science & Business Media. ص 114-117. ISBN 978-0-7923-8462-5.
  103. ^ Brehm, M. and Bruhwiler, DL (2015) 'خصائص الأداء لتسارع ويكفيلد البلازمي المدفوع بمجموعات البروتون'. مجلة الفيزياء: سلسلة المؤتمرات
  104. ^ ab Dongarra, Jack J.; Luszczek, Piotr; Petitet, Antoine (2003), "The LINPACK Benchmark: past, present and future" (PDF) , Concurrency and Computation: Practice and Experience , 15 (9): 803–820, doi :10.1002/cpe.728, S2CID  1900724
  105. ^ "فهم مقاييس أداء الحاسوب العملاق وسعة نظام التخزين". جامعة إنديانا . تم الاسترجاع في 3 ديسمبر 2017 .
  106. ^ "الأسئلة الشائعة". TOP500.org . تم الاسترجاع في 3 ديسمبر 2017 .
  107. ^ "قوائم أفضل 500". Top500.org . تم الاسترجاع في 3 أغسطس 2024 .
  108. ^ "لينوفو تحصل على مكانة أكبر مزود عالمي لأجهزة الكمبيوتر العملاقة من فئة TOP500". بيزنس واير . 25 يونيو 2018.
  109. ^ "نوفمبر 2022 | TOP500". www.top500.org . تم الاسترجاع في 7 ديسمبر 2022 .
  110. ^ "الصين تتصدر تصنيف أجهزة الكمبيوتر العملاقة بجهاز جديد بقوة 93 بيتافلوب | TOP500". www.top500.org .
  111. ^ "Matrix-2000 - NUDT - WikiChip". en.wikichip.org . تم الاسترجاع في 19 يوليو 2019 .
  112. ^ "Tianhe-2A - TH-IVB-FEP Cluster, Intel Xeon E5-2692v2 12C 2.2GHz, TH Express-2, Matrix-2000 | TOP500 Supercomputer Sites". www.top500.org . تم الاسترجاع في 16 نوفمبر 2022 .
  113. ^ "نظام كمبيوتر كراي-1" (PDF) . Cray Research, Inc. مؤرشف من الأصل (PDF) في 9 أكتوبر 2022 . تم الاسترجاع في 25 مايو 2011 .
  114. ^ جوشي، راجاني ر. (9 يونيو 1998). "خوارزمية استدلالية جديدة للتحسين الاحتمالي". الحاسبات وبحوث العمليات . 24 (7): 687-697. doi :10.1016/S0305-0548(96)00056-1.
  115. ^ "ملخص لنظام تحليل الحماية المعياري SAMSY". وكالة الطاقة النووية التابعة لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية، إيسي ليه مولينيو، فرنسا . تم الاسترجاع في 25 مايو 2011 .
  116. ^ "EFF DES Cracker Source Code". Cosic.esat.kuleuven.be . تم الاسترجاع في 8 يوليو 2011 .
  117. ^ "دبلوماسية نزع السلاح: برنامج محاكاة الاختبار والحوسبة الفائقة التابع لوزارة الطاقة". Acronym.org.uk. 22 أغسطس 2000. مؤرشف من الأصل في 16 مايو 2013. تم الاسترجاع في 8 يوليو 2011 .
  118. ^ "استثمار الصين في الحوسبة الفائقة باستخدام وحدات معالجة الرسوميات بدأ يؤتي ثماره بشكل كبير!". Blogs.nvidia.com. مؤرشف من الأصل في 5 يوليو 2011. تم الاسترجاع في 8 يوليو 2011 .
  119. ^ أندرو، سكوتي (19 مارس 2020). "أسرع حاسوب عملاق في العالم يحدد مواد كيميائية يمكنها إيقاف انتشار فيروس كورونا، وهي خطوة حاسمة نحو العلاج". سي إن إن . تم الاسترجاع في 12 مايو 2020 .
  120. ^ كاكو، ميتشيو. فيزياء المستقبل (نيويورك: دبلداي، 2011)، 65.
  121. ^ "أجهزة كمبيوتر عملاقة أسرع تساعد في التنبؤ بالطقس". News.nationalgeographic.com. 28 أكتوبر 2010. مؤرشف من الأصل في 5 سبتمبر 2005. تم الاسترجاع في 8 يوليو 2011 .
  122. ^ "IBM تتخلى عن مشروع الحواسب العملاقة "Blue Waters". International Business Times . 9 أغسطس 2011 . تم الاسترجاع في 14 ديسمبر 2018 .  - عبر EBSCO (يتطلب الاشتراك)
  123. ^ "أجهزة الكمبيوتر العملاقة". وزارة الطاقة الأمريكية . مؤرشف من الأصل في 7 مارس 2017. استرجاع 7 مارس 2017 .
  124. ^ "محاكاة الحاسوب العملاق تساعد في تقدم أبحاث التفاعلات الكهروكيميائية". ucsdnews.ucsd.edu . تم الاسترجاع في 12 مايو 2020 .
  125. ^ "قمة آي بي إم - الحاسوب العملاق الذي يحارب فيروس كورونا". مجلة MedicalExpo الإلكترونية . 16 أبريل 2020. تم الاسترجاع في 12 مايو 2020 .
  126. ^ "OSTP تمول أبحاث الحواسيب العملاقة لمكافحة COVID-19 – MeriTalk" . تم الاسترجاع في 12 مايو 2020 .
  127. ^ "مشروع حاسوب فائق بقيمة 1.2 مليار يورو لإنشاء عدة حواسيب بسرعة 10-100 بيتافلوب بحلول عام 2020 وإكسافلوب بحلول عام 2022 | NextBigFuture.com". NextBigFuture.com . 4 فبراير 2018 . تم الاسترجاع في 21 مايو 2018 .
  128. ^ DeBenedictis, Erik P. (2004). "The Path To Extreme Computing" (PDF) . Zettaflops . Sandia National Laboratories. مؤرشف من الأصل (PDF) في 3 أغسطس 2007. تم الاسترجاع في 9 سبتمبر 2020 .
  129. ^ كوهين، روفين (28 نوفمبر 2013). "قوة الحوسبة العالمية للبيتكوين الآن أسرع بـ 256 مرة من أفضل 500 حاسوب عملاق مجتمعة!". فوربس . تم الاسترجاع في 1 ديسمبر 2017 .
  130. ^ DeBenedictis, Erik P. (2005). "Reversible logic for supercomputing". Proceedings of the 2nd conference on Computing frontiers . ACM Press. ص 391-402. ISBN 978-1-59593-019-4.
  131. ^ "IDF: Intel تقول أن قانون مور سيظل ساريًا حتى عام 2029". Heise Online . 4 أبريل 2008. مؤرشف من الأصل في 8 ديسمبر 2013.
  132. ^ Solem, JC (1985). "MECA: مفهوم متعدد المعالجات متخصص في مونت كارلو". طرق وتطبيقات مونت كارلو في النيوترونات والفوتونيات والفيزياء الإحصائية . محاضرات في الفيزياء. المجلد 240. وقائع اجتماع مختبر لوس ألاموس الوطني المشترك - مفوضية الطاقة الذرية المنعقد في قلعة كاداراش، بروفانس، فرنسا 22-26 أبريل 1985؛ طرق وتطبيقات مونت كارلو في النيوترونات والفوتونيات والفيزياء الإحصائية، ألكوف، ر.؛ داوتراي، ر.؛ فورستر، أ.؛ فورستر، ج.؛ ميرسيه، ب.؛ المحررون (سبرينجر فيرلاغ، برلين). ص 184-195. رمز Bibcode :1985LNP...240..184S. doi :10.1007/BFb0049047. ISBN 978-3-540-16070-0. أوستي  5689714.
  133. ^ abcd يانيس كوترونيس؛ أنتوني داناليس؛ ديميتريس نيكولوبولوس؛ جاك دونجارا (2011). التطورات الحديثة في واجهة تمرير الرسائل: الاجتماع الثامن عشر لمجموعة مستخدمي MPI الأوروبية، EuroMPI 2011، سانتوريني، اليونان، 18-21 سبتمبر 2011. وقائع . Springer Science & Business Media. ISBN 9783642244483.
  134. ^ جيمس إتش لاروس الثالث؛ كيفن بيدريتي؛ سوزان إم كيلي؛ وي شو؛ كورت فيريرا؛ جون فان دايك؛ كورتيناي فوغان (2012). الحوسبة عالية الأداء الموفرة للطاقة: القياس والضبط . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص. 1. ISBN 9781447144922.
  135. ^ جيمس إتش لاروس الثالث؛ كيفن بيدريتي؛ سوزان إم كيلي؛ وي شو؛ كورت فيريرا؛ جون فان دايك؛ كورتيناي فوغان (2012). الحوسبة عالية الأداء الموفرة للطاقة: القياس والضبط . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص. 2. ISBN 9781447144922.
  136. ^ جيمس إتش لاروس الثالث؛ كيفن بيدريتي؛ سوزان إم كيلي؛ وي شو؛ كورت فيريرا؛ جون فان دايك؛ كورتيناي فوغان (2012). الحوسبة عالية الأداء الموفرة للطاقة: القياس والضبط . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص. 3. ISBN 9781447144922.
  137. ^ "Green Supercomputer Crunches Big Data in Iceland". intelfreepress.com . 21 مايو 2015. مؤرشف من الأصل في 20 مايو 2015. تم الاسترجاع 18 مايو 2015 .
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بـ أجهزة الكمبيوتر العملاقة .
  • ماكدونيل، مارشال ت. (2013). "تصميم الحاسوب العملاق: جهد أولي لالتقاط التأثيرات البيئية والاقتصادية والمجتمعية". منشورات الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية وأعمال أخرى.
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=حاسوب فائق&oldid=1252232740"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate