ابر رایانه چیست و چه کاربردی دارد؟

آیا تا به حال به زمانی فکر کرده‌اید که تمام داده‌های شما، از عکس‌های خانوادگی گرفته تا اسناد حساس و فایل‌های مهم، در یک جایی بی‌مرز و قابل دسترسی به همه، نگهداری شوند؟ به جای این که دیتاهای خود را بر روی دستگاه شخصی خود ذخیره کنید و به محدودیت‌های حافظه و قدرت پردازش آن محدود شوید، فکر کنید که همه این اطلاعات به صورت آنلاین و در مراکز داده‌ای قدرتمند ذخیره شوند. باید گفت ابررایانه ها راه‌حل ما می باشند.

در ادامه مطلب همراه ما باشید تا با مفهوم اینکه ابر رایانه چیست و چه کاربردی برای ما دارد، آشنا شوید.

ابر رایانه

ابر رایانه چیست؟ فناوری ابر رایانه، یکی از مهمترین و پرکاربردترین مفاهیم در دنیای فناوری اطلاعات است که از رایانه‌های مرکزی، شبکه‌های ارتباطی، ذخیره‌سازی داده و نرم‌افزارهای متنوع بهره می‌برد. همچنین به کاربران امکان دسترسی به منابع محاسباتی و داده‌ها را از طریق اینترنت می‌دهد.

 از زاویه فنی، ابر رایانه‌ها مجموعه‌ای از سرورها و منابع محاسباتی هستند که از طریق شبکه به هم متصل شده‌اند. این منابع شامل پردازنده‌ها، حافظه، ذخیره‌سازی و تجهیزات شبکه می‌شوند. از دیدگاه عملی، فناوری ابر رایانه به کاربران این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به داشتن و نگهداری سخت‌افزارهای پیچیده، به خدمات مختلفی از جمله ذخیره‌سازی داده، پردازش محاسباتی و اجرای برنامه‌های نرم‌افزاری از راه دور دسترسی داشته باشند.

ابر رایانه‌ها چه کاربردی دارند؟

• تحقیقات پزشکی و مبارزه با بیماری‌ها: الگوریتم‌های یادگیری ماشینی و تجزیه و تحلیل داده‌های حجیم مربوط به بیماری‌ها می‌توانند به محققان پزشکی در تشخیص سریع‌تر و درمان بهتر بیماری‌ها از جمله سرطان و COVID-19 کمک کنند.
  
• تحقیقات پزشکی: برای توسعه داروهای جدید، درمان‌های سرطان و اختلالات ژنتیکی نادرو همچنین برای تحقیق در مورد تولید و تکامل اپیدمی‌ها و بیماری‌ها.
  
• تحقیقات همجوشی هسته ای: برای ساخت راکتورهای همجوشی هسته ای و محیط های مجازی برای آزمایش انفجارهای هسته ای و سلاح های بالستیک
  
• تسریع تحقیقات و توسعه مواد نسل بعدی: استفاده از الگوریتم‌های یادگیری عمیق می‌تواند به دانشمندان در شناسایی مواد بهتر برای باتری‌ها، مصالح ساختمانی و ... کمک کند.
  
• شناسایی الگوها و پیش‌بینی بیماری‌ها: استفاده از ترکیبی از هوش مصنوعی و تجزیه و تحلیل داده‌های حجیم می‌تواند به محققان کمک کند تا الگوهایی را در عملکرد بیولوژیکی، همکاری و تکامل پروتئین‌ها و سیستم‌های سلولی شناسایی کنند.
  
• اکتشاف نفت و گاز: جمع آوری مقادیر زیادی از داده های لرزه ای ژئوفیزیکی برای کمک به یافتن و توسعه ذخایر نفتی
  
• برنامه های بلادرنگ: برای حفظ عملکرد بازی آنلاین در طول مسابقات و انتشار بازی های جدید در زمانی که کاربران زیادی وجود دارد.
  
• پیشرفت در زمینه هوش مصنوعی: ابر رایانه به عنوان یک محیط قدرتمند برای اجرای الگوریتم‌های هوش مصنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این الگوریتم‌ها منجر به پیشرفت در زمینه‌هایی مانند تشخیص تصاویر، پردازش زبان طبیعی و خودران‌سازی می‌شود.
  
  
  

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.

تاریخچه ابر رایانه‌ها

تاریخچه ابررایانه به دورانی بسیار پیش از اختراع ماشین کلوسوس در دهه ۱۹۴۰ برمی‌گردد. اصطلاح "ابر رایانه" به مفهوم فعلی‌اش، که به معنای استفاده از شبکه‌های اینترنت برای دسترسی به منابع محاسباتی مجازی است، در دهه‌های بعد از آن شکل گرفت.

پس از گذشت تقریبا دو دهه و در سال ۱۹۶۴میلادی، آقای سیمور کری و تیم مهندسانش در شرکت Data Corporation (CDC)، اولین ابررایانه را با نام ۶۶۰۰ CDC ساختند. در آن زمان ابررایانه ۶۶۰۰ CDC، 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 ابررایانه نامید.

     سیمور کری به‌عنوان پدر ابررایانه، ابررایانه 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 ابررایانه‌ها با هزینه پایین‌تر بودند و پردازش موازی گسترده را توسعه دادند. در سال ۱۹۹۲، دان بکر و توماس استرلینگ، پیمانکاران ناسا و بیوولف ابررایانه‌ای را ساختند که از مجموعه‌ای از واحدهای کامپیوتری که با هم کار می‌کردند، ساخته شد. این اولین ابررایانه‌ای بود که از مدل خوشه ای استفاده کرد. ابررایانه‌های امروزی از واحدهای پردازش مرکزی (CPU) و واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) استفاده می‌کنند که برای انجام محاسبات با هم کار می‌کنند.

آینده ابررایانه ها چگونه خواهد بود؟

طی سال‌های اخیر کشور ما ایران نیزعلی‌رغم تحریم‌های علمی و اقتصادی توانسته به جمع کشورهای دارای تکنولوژی ساخت این ابررایانه بپیوندد. در این زمینه، خوشبختانه محققان کشورمان نیز با توجه به پیشرفت‌هایی که طی سال‌های اخیر به‌دست آورده‌اند، توانسته‌اند ۱۴نمونه از ابررایانه‌ها را طراحی کنند و در حال ساخت ابررایانه‌های پیشرفته‌تر هستند. در حال حاضر ابررایانه سیمرغ برترین ابررایانه ایرانی است. گفتنی است که ابررایانه مریم با قدرت ۱۰۰ برابر ابررایانه سیمرغ در حال ساخت است.

به دلیل افزایش تقاضا برای ابررایانه‌ها نیاز به این فناوری در سطح جهان در حال رشد است و آینده خوبی برای آن پیش بینی می‌شود. توسعه فناوری‌های جدید و نوآورانه ابررایانه نیز افزایش یافته است. در آینده‌ی نزدیک، می‌توان انتظار داشت که ابررایانه‌های قدرتمندتری را ببینیم که می‌تواند حل مسائل پیچیده‌تر را به عهده بگیرد.

کلام آخر

در اینجا به موضوع ابر رایانه چیست پرداختیم. تکامل فناوری ابر رایانه، از زمان راه‌اندازی اولین کامپیوترها تا امروز، بیانگر نیاز روزافزون انسان به دسترسی سریع، امن و موثر به منابع محاسباتی و داده است. این فناوری، رویاها را به واقعیت تبدیل می‌کند. همچنین به ما امکان می‌دهد تا با توانایی‌های محاسباتی بیشتر و منابع فراوان، به چالش‌های پیچیده‌تر و راه‌حل‌های نوآورانه‌تری بپردازیم.