حاسوب عملاق
الحاسب العملاق (بالإنجليزية: supercomputer) هوحاسب آلي ذوإمكانيات هائلة جداً يستخدم لمعالجة كم هائل جداً من البيانات وله القدرة على تخزين كم هائل جداً من البيانات والمعلومات والبرامج وهولا يصلح للاستخدام الشخصي أوعلى مستوى مؤسسة محدودة إنما يستخدم على نطاق دولي حيث يمكنه ربط شبكة حاسبات آلية كبيرة جداً على نطاق واسع جداً حيث تتدفق إليه البيانات من عدد كبير جداً من الحاسبات الآلية ليقوم بمعالجتها والحصول على نتائج المعالجة وتخزين ما يلزم منها كي تصبح جاهزة لأي حاسب آلي أخر مرتبط معه ويحتاج الحصول على هذه المعلومات.
السوبر كمبيوتر هوجهاز كمبيوتر يعد من أجهزةالخط الأول من حيث قدرة المعالجة الحالية، ولا سيما لحساب السرعة. وأدخلت الحواسيب العملاقة بدءا من الستينات من القرن الماضى وكانت قد صممت في المقام الأول من قبل سيمور كراي في شركة كونترول داتا (CDC)، والتي قادت السوق حتى حقبة السبعينات حتى انشغل كراي لتشكيل شركته الخاصة كراي للأبحاث. استولى بعد ذلك على السوق مع تصاميم حاسوبه العملاق الجديد ، وإحتكر المركز الأول في الحوسبة الفائقة لمدة خمس سنوات (1985-1990). وفي 1980s ولج عدد كبير من أصغر المنافسين إلى السوق ، بالتوازي مع إنشاء سوق الحاسوبات الصغيرة قبل عقد من الزمان ، ولكن الكثير من هذه التصميمات قد اختفت في منتصف التسعينات حيث قد اطلق عليها "انهيار سوق الكمبيوتر العملاق".
اليوم ، وعادة ما تكون الحواسيب العملاقة مخصصة كواحدة من نوعها بين التصميمات التي تنتجها "الشركات" التقليدية مثل كراي، آي بي إم وهيوليت پاكارد ، الذين كانوا قد اشترواالكثير من الشركات في الثمانينات لاكتساب الخبرة الخاصة بهم. اعتبارا من مايو2010[تحديث] ، وكراي جاگوار هي أسرع حاسوب عملاق في العالم.
تصميم العتاد والبرامج
أجهزة الكمبيوتر العملاقة باستخدامها وحدات المعالجة المركزية التقليدية إكتسبت سرعتها المعروفة فوق أجهزة الكمبيوتر التقليدية من خلال استخدام التصاميم المبتكرة التي تتيح لهم تطبيق الكثير من المهام بالتوازى مع تلك , ذلك ، فضلا عن التفاصيل الهندسية المجمعة.
انها تميل الى ان تكون متخصصة لأنواع معينة من الحسابات ، وهى حسابات عددية عادة ، وضعف الأداء يظهر دائما في المزيد من المهام للحوسبة العامة. وصممت ذاكرة التسلسل الهرمي بعناية فائقة تلك الذاكرة التى تسمح للمعالج بضمان إحتفاظه بالبيانات والتعليمات في جميع الأوقات.
في الواقع ، فإن الكثير من الفارق في الأداء بين أجهزة الكمبيوتر الأبطأ وأجهزة الكمبيوتر العملاقة يرجع إلى التسلسل الهرمي الذاكرة. نظم الإدخال والإخراج لديهم تميل الى ان تكون مصممة لدعم عرض النطاق الترددى(حوسبة) العالية ، مع إعتبار حتى الكمون ليس ذى شأن ، لأنه لم يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة ل تجهيز العمليات.
كما هوالحال مع جميع الأنظمة الموازية العالية ، فإن قانون أمدال يطبق ، وتصاميم الحاسوب العملاق تكرس جهدا كبيرا للقضاء على التسلسل والبرمجيات ، واستخدام أجهزة لمعالجة ما تظل من عنق الزجاجة (هندسة)
أنظمة التشغيل
الحواسب الفائقة اليوم معظمها يعمل تحت أحد تنويعات نظام التشغيل لينكس.
تعمل شركة صينية على تطبيق جهاز الكمبيوتر الفائق " DAWNENG500A " ، سيتم هجريبه في مدينة شانغهاى سيستخدم بمعالجة المعلومات والأبحاث الفهمية الرئيسية في مركز الكمبيوتر الفائق الذي يعد مركزاً لكمبيوتر الإحصاءات العامة عالية الأداء.
وستبلغ أقصى قدرة للكمبيوتر الفائق 200 تريليون فلوب (عمليات الإعداد الحقيقية في الثانية) ، بحسب ما ذكر " لى جون " رئيس شركة " DAWNENG " لصناعة المعلومات .
ويساعد " DAWNENG500A " في التنبؤ بالأحوال الجوية وبناء أنفاق تحت البحر وحماية البيئة ، وإنتاج طائرات ركاب اكبر وتسقط الزلازل، وفقا لمركز الإحصاءات العامة الذي تأسس عام 2000.
ويغطى الكمبيوتر الفائق " DAWNENG500A " مساحة 75 مترا مربعا ، ويستهلك 700 كيلووات في الساعة. فيما تعهدت وزارة العلوم والتكنولوجيا وحكومة بلدية شانغهاى بدفع تكاليف إنشائه .
وتبلغ تكاليف إنتاج الكمبيوتر الفائق المذكور 200 مليون يوان فقط (29 مليون). بالرغم من استيراد رقائق " AMD " باهظة الثمن، وتعتبر التكلفة اقل بكثير من مما تنفقه وزارة الخارجية الأمريكية على كمبيوتر" IBM" الفائق " Roadrunner " والذي تقدر تكاليفه ب100 مليون دولار .وسبق لفهماء الكمبيوتر الصينيين تصميم أول كمبيوتر فائق عام 1995.
معمارية الحواسب الفائقة المعاصرة
إن المصطلح الحاسوب العملاق هوفي حد ذاته مصطلح مطاط, والحاسوب العملاق اليوم يميل إلى حتى يصبح في الغد الحاسوب العادي. CDC'كانت الآلات في وقت مبكر ببساطة سريعة جدا scalar processor بعض بضعة عشرة أضعاف سرعة أسرع الآلات التي تقدمها شركات أخرى. في السبعينات كانت مخصصة لتشغيل معظم أجهزة الكمبيوتر العملاقة وناقلات معالج ، والكثير من المصنعين وضعواأحدث المعالجات الخاصة بهم بثمن أقل لدخول السوق. وشهد مطلع ومنتصف الثمانينات الأجهزة بعدد متواضع من المعالجات التي تعمل بناقلات موازية vector processors لتصبح معيارا. وكانت الأرقام النموذجية من المعالجات في مجموعات تتراوح من اربعة الى ستة عشرة في الثمانينات في وقت لاحق والتسعينات ،فقد تحول الاهتمام من المعالجات vector processors إلى الناقلات الضخمة لنظم المعالجة المتوازية مع آلآف من سى بى يوالعادية. [[ بعضها بعد وحدات على أرفف المتاجر والأخرى تعد تصاميم حسب الطلب . اليوم ، تقوم التصاميم الموازية على معالجات طائفة الخوادم المتوافرة على "أرفف المتاجر" ، مثل پاور پي سي ، وأبترون ، أوزيون ، والمعالجات المساعدة مثل GPGPU انڤيديا تسلا ] وAMD GPU ووحدات معالجة الرسومات أيه إم دي ، آي بي إم الخليوي ، إف بي جي إيه
معظم الحواسيب الفائقة الحديثة هي الآن على درجة عالية من ضبط الكمبيوتر computer cluster باستخدام المعالجات commodity processors مجتمعة مع الوصلات الخاصة المعدة مسبقا.
خط زمني للحوسبة الفائقة
هذه هي قائمة بالحواسب الفائقة التي حققت أرقاماً قياسية لأسرع حاسب فائق للأغراض العامة في العالم، والسنة التي حقق فيها هذا الرقم القياسي. للمدخلات قبل 1993، فالقائمة تشير إلى مصادر مختلفة[]. من 1993 إلى الحاضر، الفائمة تعكس ترتيب Top500، و"السرعة القصوى" معطاة حسب ترتيب "Rmax".
| السنة | الحاسب الفائق | (Rmax) | المكان |
|---|---|---|---|
| 1938 | Zuse Z1 | 1 OPS | كونراد تسوسه, برلين, ألمانيا |
| 1941 | Zuse Z3 | 20 OPS | كونراد تسوسه, برلين, ألمانيا |
| 1943 | Colossus 1 | 5 kOPS | محطة أبحاث مخط البريد، بلتشلي پارك، المملكة المتحدة |
| 1944 | Colossus 2 (Single Processor) | 25 kOPS | محطة أبحاث مخط البريد، بلتشلي پارك، المملكة المتحدة |
| 1946 | Colossus 2 (Parallel Processor) | 50 kOPS | محطة أبحاث مخط البريد، بلتشلي پارك، المملكة المتحدة |
| 1946 |
UPenn ENIAC (before 1948+ modifications) |
5 kOPS |
وزارة الحربية Aberdeen Proving Ground, مريلاند، الولايات المتحدة |
| 1954 | IBM NORC | 67 kOPS |
Department of Defense U.S. Naval Proving Ground, Dahlgren, ڤرجينيا, الولايات المتحدة |
| 1956 | MIT TX-0 | 83 kOPS | Massachusetts Inst. of Technology, Lexington, مساتشوستس, الولايات المتحدة |
| 1958 | IBM AN/FSQ-7 | 400 kOPS | 25 U.S. Air Force sites across the الولايات المتحدة القارية and 1 site في كندا (52 computers) |
| 1960 | UNIVAC LARC | 250 kFLOPS |
Atomic Energy Commission (AEC) Lawrence Livermore National Laboratory, كاليفورنيا, USA |
| 1961 | IBM 7030 "Stretch" | 1.2 MFLOPS | AEC-Los Alamos National Laboratory, نيومكسيكو, الولايات المتحدة |
| 1964 | CDC 6600 | 3 MFLOPS | AEC-Lawrence Livermore National Laboratory, كاليفورنيا, الولايات المتحدة |
| 1969 | CDC 7600 | 36 MFLOPS | |
| 1974 | CDC STAR-100 | 100 MFLOPS | |
| 1975 | Burroughs ILLIAC IV | 150 MFLOPS | NASA Ames Research Center, كاليفورنيا, الولايات المتحدة |
| 1976 | Cray-1 | 250 MFLOPS |
Energy Research and Development Administration (ERDA) Los Alamos National Laboratory, نيومكسيكو, الولايات المتحدة (80+ sold worldwide) |
| 1981 | CDC Cyber 205 | 400 MFLOPS | (~40 systems worldwide) |
| 1983 | Cray X-MP/4 | 941 MFLOPS |
U.S. Department of Energy (DoE) Los Alamos National Laboratory; Lawrence Livermore National Laboratory; Battelle; بوينگ |
| 1984 | M-13 | 2.4 GFLOPS | Scientific Research Institute of Computer Complexes, موسكو, الاتحاد السوڤيتي |
| 1985 | Cray-2/8 | 3.9 GFLOPS | DoE-Lawrence Livermore National Laboratory, كاليفورنيا, USA |
| 1989 | ETA10-G/8 | 10.3 GFLOPS | Florida State University, فلوريدا, الولايات المتحدة |
| 1990 | NEC SX-3/44R | 23.2 GFLOPS | NEC Fuchu Plant, Fuchū, Tokyo, اليابان |
| 1993 | Thinking Machines CM-5/1024 | 59.7 GFLOPS | DoE-Los Alamos National Laboratory; وكالة الأمن الوطني |
| Fujitsu Numerical Wind Tunnel | 124.50 GFLOPS | National Aerospace Laboratory, طوكيو, اليابان | |
| Intel Paragon XP/S 140 | 143.40 GFLOPS | DoE-Sandia National Laboratories, نيومكسيكو, الولايات المتحدة | |
| 1994 | Fujitsu Numerical Wind Tunnel | 170.40 GFLOPS | National Aerospace Laboratory, Tokyo, Japan |
| 1996 | Hitachi SR2201/1024 | 220.4 GFLOPS | University of Tokyo, اليابان |
| Hitachi/Tsukuba CP-PACS/2048 | 368.2 GFLOPS | Center for Computational Physics, University of Tsukuba, Tsukuba, Japan | |
| 1997 | Intel ASCI Red/9152 | 1.338 TFLOPS | DoE-Sandia National Laboratories, نيومكسيكو, USA |
| 1999 | إنتل ASCI Red/9632 | 2.3796 TFLOPS | |
| 2000 | IBM ASCI White | 7.226 TFLOPS | DoE-Lawrence Livermore National Laboratory, كاليفورنيا, الولايات المتحدة |
| 2002 | NEC Earth Simulator | 35.86 TFLOPS | Earth Simulator Center, Yokohama, Japan |
| 2004 | IBM Blue Gene/L | 70.72 TFLOPS | DoE/IBM Rochester, منيسوتا, الولايات المتحدة |
| 2005 | 136.8 TFLOPS |
DoE/U.S. National Nuclear Security Administration, Lawrence Livermore National Laboratory, كاليفورنيا, الولايات المتحدة |
|
| 280.6 TFLOPS | |||
| 2007 | 478.2 TFLOPS | ||
| 2008 | IBM Roadrunner | 1.026 PFLOPS | DoE-Los Alamos National Laboratory, نيومكسيكو, الولايات المتحدة |
| 1.105 PFLOPS | |||
| 2009 | Cray Jaguar | 1.759 PFLOPS | DoE-Oak Ridge National Laboratory, تنسي, الولايات المتحدة |
الهامش
- ^ Top500 OS chart
- ^ CDC timeline at Computer History Museum
- ^ Directory page for Top500 lists. Result for each list since June 1993
