تيانخه-2

تيانخه-2 أو TH-2 ( بالصينية :天河-2 ؛ بينيين : tiānhé-èr ؛ وتعني حرفيًا " نهر السماء-2 " ، أي " درب التبانة 2") هو حاسوب فائق بقدرة 33.86 بيتافلوب، يقع في المركز الوطني للحوسبة الفائقة في قوانغتشو ، الصين . ^{[ 3 ]} وقد طُوّر بواسطة فريق مكون من 1300 عالم ومهندس.

كان هذا الحاسوب العملاق الأسرع في العالم وفقًا لقوائم TOP500 لأشهر يونيو ونوفمبر 2013، ويونيو ونوفمبر 2014، ويونيو ونوفمبر 2014، ويونيو ونوفمبر 2015. ^{[ 4 ] [ 5 ]} وقد حُطِّم هذا الرقم القياسي في يونيو 2016 بواسطة حاسوب Sunway TaihuLight . في عام 2015، أُجهضت خطط جامعة صن يات صن، بالتعاون مع إدارة مقاطعة ومدينة قوانغتشو، لمضاعفة قدراتها الحاسوبية، وذلك برفض الحكومة الأمريكية طلب شركة إنتل للحصول على ترخيص تصدير لوحدات المعالجة المركزية ولوحات المعالجات المساعدة . ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

رداً على العقوبات الأمريكية ، قدمت الصين حاسوب Sunway TaihuLight العملاق في عام 2016، والذي تفوق بشكل كبير على حاسوب Tianhe-2 عند تقديمه (وأثر أيضاً على تحديث Tianhe-2 إلى Tianhe-2A، ليحل محل التكنولوجيا الأمريكية)، وبحلول عام 2022 لم يعد مصنفاً ضمن أفضل الأنظمة في قائمة TOP500 على الرغم من استخدامه تكنولوجيا محلية بالكامل بما في ذلك معالج Sunway متعدد النوى . ^{[ 9 ]}

تم تمويل تطوير حاسوب تيانخه-2 من خلال برنامج 863 للتكنولوجيا المتقدمة ، الذي أطلقته الحكومة الصينية وحكومة مقاطعة قوانغدونغ وحكومة مدينة قوانغتشو . ^{[ 1 ]} وقد بنته جامعة الدفاع الوطني الصينية للتكنولوجيا (NUDT) بالتعاون مع شركة إنسبر الصينية لتكنولوجيا المعلومات . ^{[ 1 ] [ 5 ]} قامت إنسبر بتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة وساعدت في تركيب واختبار برمجيات النظام. ^{[ 1 ]} كان من المقرر أصلاً الانتهاء من المشروع في عام 2015، ولكن تم الإعلان عن تشغيله في يونيو 2013. ^{[ 10 ]} وحتى يونيو 2013، لم يكن الحاسوب العملاق قد وصل إلى كامل طاقته التشغيلية. وكان من المتوقع أن يصل إلى كامل قدراته الحاسوبية بحلول نهاية عام 2013. ^{[ 5 ]}

في يونيو 2013، تصدّر حاسوب تيانخه-2 قائمة TOP500 لأسرع الحواسيب العملاقة في العالم، وظلّ متصدراً القائمة في نوفمبر 2015. ^{[ 11 ]} تفوّق هذا الحاسوب على حاسوب تيتان، صاحب المركز الثاني ، بنسبة تقارب 2 إلى 1. حقق تيتان، الموجود في مختبر أوك ريدج الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية ، سرعة 17.59 بيتافلوب، بينما حقق تيانخه-2 سرعة 33.86 بيتافلوب. أعاد أداء تيانخه-2 لقب أسرع حاسوب عملاق في العالم إلى الصين بعد ظهور تيانخه-1 لأول مرة في نوفمبر 2010. صرّح معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات بأن فوز تيانخه-2 "يرمز إلى التزام الصين الراسخ بسباق التسلح في مجال الحوسبة العملاقة". ^{[ 5 ]} في يونيو 2013، امتلكت الصين 66 جهازًا من بين أفضل 500 حاسوب فائق، لتحتل بذلك المرتبة الثانية بعد الولايات المتحدة التي امتلكت 252 جهازًا. ^{[ 3 ]} ارتفع إجمالي عدد الأجهزة الصينية إلى 168 جهازًا من بين أفضل 500 جهاز بحلول يونيو 2016، متجاوزةً بذلك الولايات المتحدة التي انخفض عدد أجهزتها إلى 165 جهازًا من بين أفضل 500 حاسوب فائق. ^{[ 12 ]}  

Graph500 هي قائمة بديلة لأفضل الحواسيب العملاقة، تستند إلى تحليل معياري لاختبار الرسوم البيانية . ^{[ 13 ]} في هذا الاختبار المعياري، حقق النظام 2061 جيجا تيب ( حواف مُجتازة في الثانية ). أما النظام الأفضل، IBM Sequoia ، فقد حقق 15363 جيجا تيب. ^{[ 13 ]} كما احتل المركز الأول في اختبار HPCG المعياري الذي اقترحه جاك دونغارا ، حيث بلغ 0.580 بيتا فلوبس في يونيو 2014. ^{[ 14 ]}

تم وضع نظام تيانخه-2 في الجامعة الوطنية لتكنولوجيا الدفاع . ^{[ 15 ]}

بحسب جامعة الدفاع الوطني، كان من المفترض استخدام تيانخه-2 لأغراض المحاكاة والتحليل وتطبيقات الأمن الحكومي. ^{[ 1 ]}

بـ 16000 عقدة حاسوبية، تتألف كل منها من معالجين من نوع Intel Ivy Bridge Xeon وثلاث رقائق معالجة مساعدة من نوع Xeon Phi ، مثّلت هذه الشبكة أكبر تركيب في العالم لرقائق Ivy Bridge وXeon Phi، بإجمالي 3,120,000 نواة ^{[ 3 ]} (بسبب العقوبات الأمريكية ، استبدلت ترقيات Tianhe-2A مسرعات Xeon Phi بمعالجات Matrix-2000، ^{[ 16 ]} ويحتوي النظام المُطوّر الأسرع على 4,981,760 نواة إجمالاً، لكنه مع ذلك تراجع من المركز الثاني إلى الرابع بسبب إضافة أنظمة أحدث وأسرع إلى القائمة). تحتوي كل عقدة من العقد الـ 16000 على 88 جيجابايت من الذاكرة (64 جيجابايت تستخدمها معالجات Ivy Bridge، و8 جيجابايت لكل معالج من معالجات Xeon Phi). بلغ إجمالي ذاكرة وحدة المعالجة المركزية والمعالج المساعد 1375 تيرابايت (حوالي 1.34 بيتابايت ). ^{[ 1 ]} يحتوي النظام على نظام ملفات ^H2FS بسعة 12.4 بيتابايت ، ويتكون من عقد توجيه إدخال/إخراج توفر معدل نقل بيانات يصل إلى 1 تيرابايت/ثانية، مدعومًا بنظام ملفات Lustre بمعدل نقل بيانات مستدام يبلغ 100 جيجابايت/ثانية. ^{[ 17 ] [ 18 ]}  

خلال مرحلة الاختبار، تم وضع نظام تيانخه-2 في مساحة ضيقة غير مثالية. عند تجميعه في موقعه النهائي، سيبلغ الأداء النظري الأقصى للنظام 54.9  بيتافلوب. عند ذروة استهلاك الطاقة، سيستهلك النظام 17.6  ميغاواط من الطاقة. مع احتساب التبريد الخارجي، سيستهلك النظام إجمالاً 24 ميغاواط. سيشغل مجمع الحواسيب المكتمل  مساحة 720 مترًا مربعًا. ^{[ 1 ]}

يتألف نظام الواجهة الأمامية من 4096 وحدة معالجة مركزية من طراز Galaxy FT-1500 ، وهي مشتقة من معالج SPARC، صممتها وبنتها جامعة الدفاع الوطني (NUDT). تحتوي كل وحدة FT-1500 على 16  نواة وتردد ساعة يبلغ 1.8 جيجاهرتز . تبلغ قدرة الشريحة 144 جيجا فلوب، وتستهلك 65 واط. أما نظام الربط البيني ، المسمى TH Express-2، والذي صممته جامعة الدفاع الوطني (NUDT)، فيستخدم بنية شجرية سميكة مع 13 محولًا، كل منها يحتوي على 576 منفذًا. ^{[ 1 ]}     

تم تشغيل Tianhe-2 على نظام التشغيل Kylin Linux ، وهو إصدار من نظام التشغيل الذي طورته جامعة NUDT. وتعتمد إدارة الموارد على Slurm Workload Manager . ^{[ 1 ]}

انتقد الباحثون جهاز تيانخه-2 لصعوبة استخدامه. يقول تشي شيويه بين، نائب مدير مركز شبكات الحاسوب والمعلومات: "إنه في طليعة العالم من حيث القدرة الحاسوبية، لكن وظائف هذا الحاسوب العملاق لا تزال متأخرة كثيراً عن نظيراتها في الولايات المتحدة واليابان". وأضاف: "قد يحتاج بعض المستخدمين إلى سنوات، أو حتى عقد من الزمن، لكتابة الشفرة اللازمة". ^{[ 19 ]}

يقع موقع تيانخه-2 في جنوب الصين، حيث يمكن أن يؤدي الطقس الأكثر دفئًا وبالتالي ارتفاع متوسط ​​درجات الحرارة إلى زيادة استهلاك الكهرباء بنحو 10٪ مقارنة بموقع في شمال الصين.

• تيانخه-1
• الحوسبة الفائقة في الصين

• الحاسوب العملاق MilkyWay-2: النظام والتطبيق. شيانغكي لياو، ليكوان شياو، كانكون يانغ، يوتونج لو. أمام. حساب. العلوم.، 2014، 8(3): 345-356 DOI:10.1007/s11704-014-3501-3 (6 سبتمبر 2013)
• شبكة ربط عالية الأداء لنظام Tianhe. شيانغ كي لياو، تشنغ بن بانغ، كي فاي وانغ، يو تونغ لو، مين شيه، جون شيا، دي زون دونغ، غوانغ سو. مجلة علوم الكمبيوتر والتكنولوجيا 30(2): 259-272 مارس 2015. DOI:10.1007/s11390-015-1520-7 (30 نوفمبر 2014)