ابر کامپیوتر چیست؟ استقرار روزافزون فناوری در عصر مدرن، به ویژه در عرصه‌ی ارتباطات و فناوری اطلاعات، منجر به ظهور مفهومی جدید با نام ابر کامپیوتر (یا ابررایانه) شده است. این نام به عنوان یکی از نخستین انقلاب‌های دیجیتالی قرن حاضر شناخته می‌شود. ابر کامپیوتر، به معنای واقعی کلمه، زمینه‌ای است که سبب تغییر رویکردهای ما نسبت به مدیریت داده و اطلاعات می‌شود. همچنین رویکردهای جدیدی برای انجام کارهای روزمره و حتی پیشرفته در حوزه‌هایی مانند هوش مصنوعی، تحلیل داده، اینترنت اشیاء و بسیاری از فناوری‌های دیگر را با خود به همراه دارد. اصطلاح "ابر" اینجا به مفهوم اتصال به یک شبکه‌ی بزرگ از سرورها و رایانه‌ها اشاره دارد که قادر به پردازش و ذخیره سازی داده‌ها به صورت متمرکز و در دسترسی از هر نقطه‌ی جهان است.

به دیگر سخن، "سوپرکامپیوتر" به رایانه ای اطلاق می­شود که با عملکرد بالاتری نسبت به رایانه­‌های معمولی کار می کند. معماری، منابع و اجزای ابر رایانه ها آنها را بسیار قدرتمند می کند و به آنها توانایی عملکرد خیلی سریع می دهد.

ابرکامپیوترها شامل اکثر اجزای کلیدی یک کامپیوتر معمولی از جمله حداقل یک پردازنده، دستگاه های جانبی، کانکتورها، یک سیستم عامل و برنامه های کاربردی مختلف هستند. تفاوت عمده بین یک ابر کامپیوتر و یک کامپیوتر استاندارد قدرت پردازش آن است. به طور کلی، ابرکامپیوترها ماشین‌هایی تک و فوق سریع بودند که عمدتاً توسط کسب‌وکارهای سازمانی و سازمان‌های علمی مورد استفاده قرار می‌گرفتند که به قدرت محاسباتی عظیم برای محاسبات با سرعت بسیار بالا نیاز داشتند. با این حال، ابررایانه‌های امروزی می‌توانند از ده‌ها هزار پردازنده تشکیل شوند که می‌توانند میلیاردها – حتی تریلیون‌ها – محاسبه در ثانیه انجام دهند.

     این روزها، کاربردهای رایج برای ابررایانه ها شامل پیش بینی آب و هوا، کنترل عملیات راکتورهای هسته ای و رمزنگاری است. با کاهش هزینه ابررایانه ها، ابررایانه های مدرن برای تحقیقات بازار، بازی های آنلاین و برنامه های کاربردی واقعیت مجازی و واقعیت افزوده نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

ابر کامپیوتر و هوش مصنوعی

ابر کامپیوتر‌ها و هوش مصنوعی ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند و اغلب به عنوان مثالی برای پیشرفت فناوری‌های پیچیده و بزرگ مطرح می‌شوند. آنچه که ابررایانه‌ها فراهم می‌کنند، این است که میزان قدرت محاسباتی و منابع ذخیره‌سازی اطلاعات را به مقیاس بزرگ و از راه دور فراهم می‌آورند. این کار برای پردازش داده‌های پیچیده و اجرای الگوریتم‌های هوش مصنوعی بسیار مهم است.

هوش مصنوعی، به ویژه در حوزه‌هایی مانند یادگیری عمیق و تحلیل داده، نیازمند محاسبات بسیار قوی و موازی است. اینگونه کارها معمولا نیازمند پردازش بزرگ حجم‌های داده، آموزش مدل‌های پیچیده و اجرای الگوریتم‌های پیچیده بر روی داده‌های بزرگ هستند. ابر کامپیوتر‌ها با ارائه‌ی این قابلیت‌ها، به برنامه‌های هوش مصنوعی امکان می‌دهند که به طور موثرتر و با کارایی بیشتر اجرا شوند.

کاربردهای ابرکامپیوتر

با توجه به مزایای آشکار آنها، ابررایانه ها کاربرد گسترده ای در زمینه هایی مانند مهندسی و تحقیقات علمی پیدا کرده اند. موارد استفاده عبارتند از:

برنامه های بلادرنگ: برای حفظ عملکرد بازی آنلاین در طول مسابقات و انتشار بازی های جدید در زمانی که کاربران زیادی وجود دارد.

تحقیقات آب و هوا و آب و هوا: برای پیش بینی تأثیر رویدادهای شدید آب و هوایی و درک الگوهای آب و هوایی، مانند سیستم اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA)

اکتشاف نفت و گاز: جمع آوری مقادیر زیادی از داده های لرزه ای ژئوفیزیکی برای کمک به یافتن و توسعه ذخایر نفتی

خطوط هوایی و صنعت خودرو: برای طراحی شبیه‌سازهای پرواز و محیط‌های شبیه‌سازی شده خودرو، و همچنین اعمال آیرودینامیک برای کمترین ضریب درگ هوا.

تحقیقات همجوشی هسته ای: برای ساخت راکتورهای همجوشی هسته ای و محیط های مجازی برای آزمایش انفجارهای هسته ای و سلاح های بالستیک

تحقیقات پزشکی: برای توسعه داروهای جدید، درمان‌های سرطان و اختلالات ژنتیکی نادر، و درمان‌های ۱۹COVID-، و همچنین برای تحقیق در مورد تولید و تکامل اپیدمی‌ها و بیماری‌ها.

تاریخچه مختصری از ابرکامپیوتر

در سال ۱۹۶۴میلادی، آقای سیمور کری و تیم مهندسانش در شرکتData Corporation (CDC) ، اولین ابرکامپیوتر را با نام ۶۶۰۰CDC  ساختند. در آن زمان ابرکامپیوتر ۶۶۰۰CDC، ده برابر سریع‌تر از رایانه‌های معمولی و سه برابر سریع‌تر از سریع‌ترین رایانه بعدی - IBM ۷۰۳۰Stretch - عمل می‌کرد و محاسبات را با سرعت حداکثر ۳ مگا عملیات ممیز شناور در ثانیه (FLOPS) انجام می‌داد. اگرچه طبق استانداردهای امروزی کند است، اما در آن زمان، آنقدر سریع بود که بتوان آن را ابرکامپیوتر نامید.

     سیمور کری به‌عنوان پدر ابرکامپیوتر، ابرکامپیوتر ۷۶۰۰CDC  را در سال ۱۹۶۹با قدرت ۱۶۰مگا فلاپ، Cray X-MP در سال ۱۹۶۲، ۸۰۰ مگا فلاپ و Cray ۲را با فدرت ۱۹ گیگافلاپس در سال 1985 منتشر کردند.

     پس از آن، سایر شرکت‌ها به دنبال ساخت ابرکامپیوترها با هزینه پایین‌تر بودند و پردازش موازی گسترده را توسعه دادند. در سال ۱۹۹۲، دان بکر و توماس استرلینگ، پیمانکاران ناسا و بیوولف ابرکامپیوتری را ساختند که از مجموعه‌ای از واحدهای کامپیوتری که با هم کار می‌کردند، ساخته شد. این اولین ابرکامپیوتری بود که از مدل خوشه ای استفاده کرد. ابرکامپیوتری امروزی از واحدهای پردازش مرکزی (CPU) و واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) استفاده می‌کنند که برای انجام محاسبات با هم کار می‌کنند.

ابر کامپیوتر از چه زمانی آغاز شد؟

اگر می خواهید بدانید ابر کامپیوتر از چه زمانی آغاز شد باید گفت ابررایانه‌ها به طور معمول به عنوان یک فراخدمت از محاسبات در اینترنت اغلب در دهه ۱۹۶۰ مورد استفاده قرار گرفتند. اولین نوعی از این فراخدمت‌ها، سیستم زمان‌بندی است که به طور گسترده‌ای توسط متخصصین و نیازمندان از اینترنت مورد استفاده قرار گرفت.

اولین استفاده از ابررایانه‌ها در دهه ۱۹۶۰ مورد ارائه قرار گرفت، زمانی که محققان و مهندسان به دنبال راه‌حل‌هایی برای به اشتراک‌گذاری منابع محاسباتی بزرگ و داده‌ها بودند. در دهه ۱۹۶۰، محققان و مهندسان مانند جان مکارتی، جان مک‌کارتی، لئونارد كلين را با استفاده از مفاهیمی مانند "شبکه‌های کامپیوتری" و "محاسبات توزیع‌شده" و "حسگرهای جغرافیایی"، به توسعه مفهوم اولیه ابررایانه‌ها پرداختند.

سخن آخر

در اینجا به مفهوم ابر کامپیوتر چیست پرداختیم. با پیشرفت روزافزون در زمینه فناوری ابری، قدرت محاسباتی و ذخیره‌سازی داده به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. همچنین امکان انجام پروژه‌های هوش مصنوعی، تحلیل داده‌های بزرگ، مدل‌سازی پیشرفته و بسیاری از کاربردهای دیگر را فراهم می‌آورد. به طور کلی، ابر کامپیوتر‌ها امکان اجرای برنامه‌ها و سرویس‌هایی با کارایی بالا را برای کاربران در سراسر جهان فراهم می‌کنند.