سامانه پردازش سریع را بیشتر بشناسیم.

سامانه پردازش سریع یکی از فناوری‌هایی است که امروزه به کمک انسان شتافته تا بسیاری از فعالیت‌ها با سرعت و کیفیت بیشتری انجام شوند. امروزه و در آینده، رایانه‌های با کارایی بالا در وسایل نقلیه اتوماتیک با استفاده از یادگیری ماشین در مرکز محاسبات سریع و زیرساخت‌های اینترنت اشیاء برای تجزیه‌وتحلیل حجم عظیمی از داده‌ها در همه‌جا حضور خواهند داشت.

چالش امروزی این است که نرم‌افزار و سخت‌افزار برای آنها طراحی شود تا محدودیت‌های قدرت و انرژی را برآورده کنند. توانایی توسعه و بهره‌برداری از چنین سیستم‌هایی و عرضه آنها به بازار، کلید موفقیت استفاده از محاسبات در آینده خواهد بود.

به دلیل اقتصادی نبودن خرید این تجهیزات برای شرکت‌های کوچک، بسیاری از آنها به دنبال اجاره سامانه‌های پردازش سریع هستند. در این راستا شرکت شبیه‌سازان امیرکبیر منبع خوبی برای دریافت مشاوره‌ها و راهنمایی‌های لازم است.

سامانه‌های پردازش سریع سرعت و دقت محاسبات را افزایش داده‌اند.

چرایی معرفی پردازش سریع با عملکرد بالا

به‌کارگیری سامانه پردازش سریع همراه با عملکرد بالا عموماً به تجمع قدرت محاسباتی اشاره می‌کند. به‌گونه‌ای که عملکرد بسیار بالاتری نسبت به رایانه‌های رومیزی برای حل مشکلات بزرگ در علم، مهندسی یا تجارت ارائه می‌دهد. دانشمندان به مرکز پردازش سریع احتیاج دارند زیرا آنها به نقطه‌های اوج رسیده‌اند؛ مثلاً در تحقیقات نیاز است تا:

  • منطقه موردمطالعه فعلی (منطقه‌ای – ملی – جهانی) گسترش پیدا کند.
  • داده‌های جدید با یکدیگر ادغام شوند.
  • وضوح مدل‌ها و ساختارها افزایش پیدا کند.

این درحالی است که پردازش بر روی دسکتاپ رایانه‌های شخصی دیگر کار نمی‌کند.

موانع محاسبات معمولی کدام‌اند؟

برخی از موانع محاسباتی معمولی که در واقع دلایلی برای استفاده از انواع سامانه پردازش سریع هستند، عبارت‌اند از:

  • زمان – پردازش در سیستم‌های محلی بسیار کند است یا حتی امکان‌پذیر نیست.
  • ظرفیت CPU – فقط می‌تواند یک مدل را در یک‌زمان اجرا کند.
  • نیاز به توسعه، پیاده‌سازی و انتشار تکنیک‌ها و ابزارهای پیشرفته به‌گونه‌ای که مدل‌ها در تصمیم‌گیری‌های امروزی به طور مؤثرتری اعمال شوند.

مدیریت سیستم‌های کامپیوتری – گروه‌های علمی مایل به خرید و مدیریت سیستم‌های رایانه‌ای محلی نیستند بلکه آنها می‌خواهند بر عالم تمرکز کنند.

سامانه‌های پردازش سریع هم‌زمان می‌توانند چندین مدل را اجرا کنند

← مرکز محاسبات سریع →

اینجا کلیک کنید!

سوپرکامپیوتر یا ابررایانه چیست؟

مبنای استفاده از سامانه پردازش سریع ابررایانه‌ها هستند. ابررایانه یک رایانه بزرگ است که از رایانه‌ها و پردازنده‌های کوچک‌تر تشکیل شده است. هر رایانه متفاوت یک گره نامیده می‌شود و هر گره دارای پردازنده یا هسته است. با استفاده از یک ابررایانه، همه این رایانه‌های مختلف از طریق یک شبکه ارتباطی با یکدیگر تعامل برقرار می‌کنند.

سیستم پردازش سریع به شما این امکان را می‌دهند تا مشکلات بسیار پیچیده را حل کنید. ممکن است ساعت‌ها، روزها، هفته‌ها، ماه‌ها و یا سال‌ها طول بکشد اما اگر از یک ابررایانه استفاده می‌کنید، ممکن است فقط چند دقیقه، چند ساعت، چند روز یا چند هفته طول بکشد.

محدوده محاسبات سریع کدام‌اند؟

سامانه پردازش سریع باقدرت عملکردی بالا طیف وسیعی از فرایندها و روش‌ها را اجرا می‌کند، از رایانه‌های رومیزی تا سیستم‌های پردازش موازی بزرگ. ازآنجاکه اکثر سامانه‌های پردازش سریع مبتنی بر پردازشگرهای رایانه‌ای (RISC) هستند، یادگیری بسیاری از تکنیک‌ها در مورد انتقال یک سیستم به سیستم‌های دیگر اهمیت دارد.

پردازنده‌های RISC سریع با عملکرد بالا طوری طراحی شده‌اند که به‌راحتی در یک سیستم چند پردازنده با 2 تا 64 CPU با استفاده از چند پردازش متقارن (SMP) به یک حافظه واحد دسترسی پیدا کنند. برنامه‌نویسی چندین پردازنده برای حل یک مشکل واحد، چالش‌های اضافی برای برنامه‌نویس ایجاد می‌کند. برنامه‌نویس باید از نحوه عملکرد چندین پردازنده با هم و نحوه تقسیم‌کار به طور مؤثر بین آن پردازنده‌ها آگاه باشد.

در سامانه پردازش سریع باوجوداینکه هر پردازنده بسیار قدرتمند است و تعداد کمی پردازنده را می‌توان در یک محفظه واحد قرارداد، اغلب برنامه‌هایی وجود دارد که بسیار بزرگ هستند و نیاز به چندین محفظه دارند. به‌منظور همکاری برای حل برنامه‌های بزرگ‌تر، این محوطه‌ها به یک شبکه پرسرعت مرتبط می‌شوند تا به‌عنوان شبکه ایستگاه‌های کاری (NOW) عمل کنند.

ایستگاه‌های کاری (NOW) را می‌توان به صورت جداگانه از طریق سیستم صف دسته‌ای مورداستفاده قرار دارد یا می‌توان از آن با استفاده از ابزار ارسال پیام مانند ماشین مجازی موازی (PVM) یا رابط انتقال پیام (MPI) برای چند رایانه بزرگ استفاده کرد.

سوپرکامپیوترها کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف و تجارت دارند

در چه حوزه‌هایی از سامانه‌های پردازش سریع و با عملکرد بالا استفاده می‌شود؟

انواع سامانه پردازش سریع برای کاربردهای تجاری و صنعتی مزایا و ارزش زیادی را ارائه می‌دهند. این کاربردها می‌توانند در پنج دسته طبقه‌بندی شوند:

  • شبیه‌سازی. این امکان به صنایع اجازه می‌دهد تا طراحی محصولات خود را به صورت دیجیتالی بهبود بخشیده و ویژگی‌های آنها را آزمایش کنند. این امر شرکت‌ها را قادر می‌سازد تا نمونه‌سازی و آزمایش را محدود کرده و روند طراحی را سریع‌تر و ارزان‌تر کنند.
  • پیش‌بینی رفتار. این ویژگی سامانه پردازش سریع شرکت‌ها را قادر می‌سازد تا رفتارهایی را پیش‌بینی کنند که نمی‌توانند بر آن تأثیر بگذارند، مانند وضعیت آب‌وهوا یا روند بازار سهام. شبیه‌سازی با استفاده از این نوع سامانه‌ها دقیق‌تر است.
  • بهینه‌سازی. یک مورد مهم در سامانه‌های پردازش سریع است. این موضوع را می‌توان در بیشتر زمینه‌های حرفه‌ای، از بهینه‌سازی نمونه کارها تا بهینه‌سازی فرایند، تا اکثر چالش‌های تولیدی که صنعت با آن روبرو است، یافت.

سامانه‌های پردازش سریع در تحقیقات، شبیه‌سازی، پیش‌بینی و انواع بهینه‌سازی کاربرد دارند

نتیجه‌گیری

استفاده از انواع سامانه پردازش سریع و به‌کارگیری مرکز پردازش موازی در تجزیه‌وتحلیل داده‌ها روزبه‌روز در حال افزایش است. مدل‌های تجاری این سامانه‌ها، فرایندهای صنعتی و شرکت‌ها بر اساس قابلیت اتصال، تجزیه‌وتحلیل و استفاده از داده‌ها ساخته شده‌اند، و به‌کارگیری ابر رایانه‌ها را همچنین برای تجزیه‌وتحلیل حجم عظیمی از داده‌ها ضروری می‌کند.

سؤالات متداول

در متن تلاش شد تا مهم‌ترین عناوین و مطالبی که برای رایانش به آنها احتیاج داشتید گردآوری شود. در این قسمت قصد داریم تا به متداول‌ترین سؤالاتی که در این باره ممکن است برایتان پیش‌آمده باشد پاسخ دهیم.

آینده محاسبات با عملکرد بالا چگونه است؟ معماری‌های HPC آینده دارای گره‌های محاسباتی قوی‌تری خواهند بود، از هسته‌ها و شتاب‌دهنده‌های بیشتری استفاده می‌کنند و از حافظه جدیدتر و فناوری‌های ورودی/خروجی مبتنی برابر برای مدیریت حجم کار و مقیاس بیشتر استفاده می‌کنند.

چرا ابر رایانه‌ها مهم هستند؟ ابر رایانه‌ها به ما امکان می‌دهند چیزهایی را که مشاهده یا اندازه‌گیری آنها در زندگی واقعی بسیار دشوار است درک کنیم.

تحقیقات بنیادی چه کاری در این حوزه انجام می‌دهند؟ باهدف بهبود نظریه‌های علمی برای درک بهتر پدیده‌های طبیعی یا سایر پدیده‌ها از این نوع سامانه‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند.

نرخ کرایه چگونه محاسبه می‌شود؟ این مبلغ به نوع سیستم، مدت‌زمان اجاره و حجم کار بستگی دارد.