روش آسان‌سازی پردازش داده با استفاده از عملیات محاسبات سنگین

به هرگونه محاسباتی که نیازمند چند رایانه و سیستم باشد، محاسبات سنگین می‌گویند. این علم، یکی از زیرشاخه‌های علم نرم‌افزار بوده که امکان انجام عملیات‌های محاسباتی متعدد و سنگین در کوتاه‌ترین زمان را با تجمیع چند رایانه، ممکن می‌سازد. این علم قادر به تحلیل مقدار زیادی از داده در بازة زمانی کوتاه و با کمترین هزینه است و سرعت عملکرد بالایی دارد.

به طور مثال، عملیات‌هایی که انجام ‌دادنشان برای کامپیوترهای عادی حدود چند ماه طول کشیده یا اصلاً امکان‌پذیر نیست، برای سوپر کامپیوترهایی که جهت انجام این نوع محاسبات طراحی شده‌اند، در چند دقیقه یا چند ساعت انجام می‌پذیرد. استفاده از علم محاسبه سنگین، منجر به صرفه‌جویی زمان و هزینه شده و امکان شبیه‌سازی اتفاقات بدون نیاز به استفاده از نمونه‌های واقعی را برای کاربران فراهم می‌سازد.

در واقع، پدیدة واقعیت مجازی، به معنای شبیه‌سازی، تجزیه و تحلیل، یافتن نقاط قوت و ضعف و تصحیح اشتباهات و نواقص است که با استفاده از این روش محاسبات به دست می‌آید. نرم‌افزارهای پیاده شده بر سوپرکامپیوترها، داده‌ها را میلیون‌ها و میلیاردها بار بررسی کرده و محاسباتی که از توانایی انسان خارج هستند، را روی آنها انجام می‌دهند.

شبیه‌سازی سیستم کوانتمی با استفاده از محاسبات سنگین

کاربردهای محاسبات سنگین

با استفاده از محاسبات سنگین، شما می‌توانید داده‌ها را تحلیل، ذخیره و نگهداری کرده و با استفاده از علوم شبیه‌سازی، مدل‌سازی و محاسبات ریاضی، بر روی آن‌ها عملیات انجام دهید. علاوه بر این، شما می‌توانید از این علم جهت توسعة نرم‌افزارهای گوناگون و مشاهده و تشخیص داده‌های وابسته به یکدیگر، بهره بگیرید.

کاربردهای سوپرکامپیوترها در علم محاسبات سنگین

وجود سوپرکامپیوتر جهت انجام محاسبات سنگین، امری ضروری بوده و بدون این کامپیوترها، نمی‌توان این عملیات را پیش برد. از جمله وظایف سوپرکامپیوترها به شرح زیر هستند:

  • هدایت پروژه‌های سنگین و گستردة تحقیقاتی
  • ذخیرة حجم بالای داده و اطلاعات
  • توسعه و طراحی مجدد محصولات
  • مدل‌سازی و شبیه‌سازی فرایندهای گوناگون
  • بهینه‌سازی تولیدات
  • به‌دست‌آوردن برآیند، جست‌وجو و الگوسازی برای تولیدات
  • شرح نتایج تحقیقات با استفاده از نرم‌افزارهای کامپیوتری

اجارة یک سوپرکامپیوتر

← مرکز محاسبات سریع →

اینجا کلیک کنید!

سرویس‌های ارائه شده توسط سیستم محاسبات سنگین

محاسبات سنگین، به‌طورکلی محوریت فعالیت خود را طبق سرویس‌دهی به کاربر بر اساس تقاضا و نیازش بدون اینکه کاربر نیاز به تجهیزات خاصی داشته باشد، بنا کرده است. در حال حاضر، این سیستم سه خدمت زیر را به متقاضیان ارائه می‌دهد:

  1. زیرساخت (IAAS)

خدماتی مانند فراهم کردن سرور، فضای ذخیره‌سازی و پردازنده، به‌عنوان پایه‌ای‌ترین خدمات برای کاربران در نظر گرفته می‌شوند.

  1. بستر (PAAS)

این خدمت شامل سرویس‌ها و نرم‌افزارهایی است که به متقاضی این امکان را می‌دهند که باتوجه‌به نیازش، نرم‌افزارها، برنامه‌ها و ابزارهای جدید ایجاد کند. متقاضیان می‌توانند با تهیة اشتراک، به عضویت این خدمت درآمده و از آن بهره‌برداری کنند.

  1. نرم‌افزار (SAAS)

متقاضیان می‌توانند با ایجاد حساب و داشتن اشتراک، از خدمات بی‌شمار نرم‌افزارهای گوناگون موجود در سوپرکامپیوترها استفاده کنند. این نکته قابل‌ذکر است که نگهداری و به‌روزرسانی این نرم‌افزارها به عهدة خود کاربر است.

تعرفة استفاده از سوپرکامپیوترها در مراکز محاسبات سنگین گوناگون

هزینة کل برای متقاضیان، مجموع هزینه پردازنده، هزینة رم مازاد و هزینة هارد مازاد است. هزینة پردازنده، حاصل‌ضرب زمان موردنیاز برای استفاده از پردازنده به ساعت، سرعت و تعداد پردازنده است. هزینة استفاده از رم مازاد در یک ساعت، به‌ازای هر یک گیگابایت، 100 ریال بوده و برای محاسبة هزینة رم مازاد به‌طورکلی، این 100 ریال، زمان استفاده و مقدار رم در هم ضرب می‌شوند.

هزینة استفاده از 100 گیگابایت هارد مازاد به‌ازای یک ساعت، 70 ریال بوده و هزینة کلی استفاده از هارد مازاد، حاصل‌ضرب مقدار هارد تقسیم بر 100، تعداد ساعات استفاده و مقدار 70 ریال است.

فرایند ثبت محاسبات سنگین در مراکز گوناگون

جهت انجام محاسبات سنگین، ابتدا باید در سامانة مراکز دارای امکانات لازم ثبت‌نام کرده باشید. جهت ثبت‌نام، ابتدا باید وارد سامانة موردنظر شده و با ارائة کد ملی خود، یک شمارة پیگیری مختص به خود دریافت کنید. سپس سه روش عمده برای پرداخت هزینه جهت انجام محاسبات سنگین وجود دارد.

روش اول، پرداخت به‌صورت آنلاین است. روش دوم و سوم در صورت دانشجو بودن شما پاسخگو هستند. در روش دوم، شما می‌توانید از طریق درخواستی که طی انجام پروژة خود به استاد راهنما ارائه می‌دهید، هزینه را پرداخت کنید. در روش سوم، درصورتی‌که در خرید سیستم‌های محاسباتی دانشگاه خود شرکت کرده باشید، می‌توانید از کد VIP خود یا اعتبار دانشکده استفاده کرده و هزینه‌ای پرداخت نکنید.

در مرحلة بعدی، اپراتور و کارشناس بخش محاسبات سنگین، سیستم موجود در مرکز را باتوجه‌به نیاز شما آماده کرده و پیشرفت مراحل را از طریق ایمیل به شما اطلاع خواهد داد. زمان آماده‌سازی سیستم باتوجه‌به نیاز متقاضی، بین 1 تا 7 روز متغیر است.

منابع موجود برای محاسبات سنگین

منابع موجود برای انجام عملیات‌های محاسبات سنگین، شامل رم، پردازنده، هارد و GPU می‌شوند که ظرفیت و مشخصات هر کدام، بسته به نیاز متقاضی، متفاوت است. مشخصات برخی از این منابع در شکل زیر آورده شده‌اند:

منابع سیستم محاسباتی

سازمان‌های ارائه‌دهندة سیستم محاسبات سنگین در ایران

دانشگاه‌های گوناگونی وجود دارند که خدمات مربوط به محاسبات سنگین را به دانشجویان خود و به‌صورت آزاد به افراد غیر دانشجو ارائه می‌دهند. اما در این قسمت به بررسی برخی مراکز خصوصی ارائه‌دهندة این خدمات پرداخته می‌شود.

  1. رایانش ابری فردوسی

این مرکز، ارائه‌دهندة سه خدمت سرویس ابری، سرویس GPU و فضای ذخیره‌سازی است. در سرویس ابری، کاربران می‌توانند جهت انجام محاسبات سنگین، نوع پردازندة خود را انتخاب کرده و هزینة برآورد شده از استفاده از این پردازنده را مشاهده کنند.

در سرویس GPU، این امکان به کاربر داده می‌شود که کارت گرافیک موردنظر خود را انتخاب کرده و از نرم‌افزارهای گوناگون ارائه شده توسط این خدمت استفاده کنند. کاربران در خدمت فضای ذخیره‌سازی می‌توانند فضاهای ذخیره‌سازی گوناگون را به سرورهای ابری و محاسبات سنگین خود افزوده یا از آن‌ها حذف کنند.

  1. رایانش ابر تورین

این مرکز خصوصی، ارائه‌دهندة سرویس‌های GPU، سرور اختصاصی و سرور مجازی ابری است. سرور اختصاصی دارای قابلیت پردازش با سرعت و حجم بالا بوده و سرور مجازی ابری، امکان استفاده از ماشین‌ها و منابع مجازی را به کاربران می‌دهد. سرویس GPU هم که در بخش پیشین توضیح داده شد، بیشتر مدنظر محققان و متخصصان است.

نمایی از یک پردازنده

نتیجه‌گیری

عملیات محاسبات سنگین که با استفاده از سوپرکامپیوترها انجام‌گرفته و دارای منابع و نرم‌افزارهای مختص به خود است، بسیار به دانشجویان و محققان یاری رسانده و ارائه‌دهندة سرویس‌ها و خدماتی است که باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینة کاربران می‌شود. کاربران می‌توانند با پرداخت هزینة کم، داده‌ها و اطلاعات خود را بارها و بارها پردازش کرده و عملیاتی را به پایان برسانند که به‌هیچ‌وجه توسط نیروی انسانی یا کامپیوترها و علوم محاسباتی معمولی قابل‌اجرا نیست.