سرور محاسبات سنگین چیست؟
HPC یا High Performance Computing به معنای پردازش سریع و با کارایی بالا است. این اصطلاح به محاسباتی اشاره دارد که نیازمند قدرت پردازش بالا، حافظه فراوان و سرعت بالای ارتباطات است.
رایانش ابری، راهی برای انجام محاسبات سنگین
رابطه رایانش ابری و سرور محاسبات سنگین به این شکل است که رایانش ابری می‌تواند یکی از راه‌حل‌هایی برای انجام محاسبات سنگین باشد. در رایانش ابری، منابع محاسباتی مانند سرورها و ذخیره‌سازی به صورت مجازی ارائه می‌شوند و کاربران می‌توانند از این منابع برای اجرای برنامه‌ها و محاسبات خود استفاده کنند. به دیگر سخن، رایانش ابری یا پردازش ابری ارائه خدمات محاسباتی از جمله سرورها، پایگاه‌های اطلاعاتی، ذخیره‌سازی، شبکه، نرم‌افزار، تجزیه و تحلیل و اطلاعات از طریق اینترنت ("ابر") برای ارائه نوآوری سریعتر، منابع انعطاف‌پذیر و صرفه‌جویی در مقیاس است. از طرف دیگر، محاسبات سنگین به دلیل نیاز به توان محاسباتی بالا ممکن است منابع رایانش ابری را به صورت گسترده‌تر به کار بگیرند.
نحوه کارکردن سرور محاسبات سنگین
موازی کار کردن یکی از اصول اساسی در سرور محاسبات سنگین است که این امکان را فراهم می‌کند تا پردازش‌های سنگین به صورت همزمان و به طور توزیع‌شده بین منابع مختلف انجام شود، این به اصطلاح محاسبات موازی یا parallel computing معروف است.
در سرور محاسبات سنگین، کارها به گونه‌ای تقسیم می‌شوند که هر بخش از آن بر روی یک سیستم یا گروه از سیستم‌ها اجرا می‌شود. این اجازه را می‌دهد که چندین عملیات به صورت همزمان انجام شود و زمان اجرای کلیه کارها به شدت کاهش یابد. یکی از مزایای اصلی موازی کار کردن در HPC این است که قابلیت مقیاس‌پذیری بالا را فراهم می‌کند. به این معنا که می‌توان به سادگی تعداد سرورها یا منابع پردازشی را افزایش داد تا بازدهی بیشتری در انجام کارها به دست آید.
تاریخچه سرور محاسبات سنگین
محاسبات در طول تاریخ از چرتکه‌های اولیه تا کامپیوترهای الکترونیکی پیشرفت کرده است. به عنوان یک ابررایانه معروف، CDC 6600 توسط Control Data Corporation در دهه ۱۹۶۰ معرفی شد و به عنوان یکی از اولین و پیشگامانه‌ترین محاسبات سنگین شناخته می‌شود. این کامپیوتر دارای قدرت پردازش فوق‌العاده‌ای بود و برای استفاده در محاسبات پیشرفته علمی، مهندسی و دیگر برنامه‌هایی که نیازمند پردازش سریع و سنگین بودند، طراحی شده بود. با ظهور CDC 6600 و سیستم‌های HPC مشابه، پیشرفت‌های بسیاری در زمینه محاسبات و تکنولوژی انجام شد و این مفهوم به یکی از مهمترین حوزه‌های علمی و فناوری تبدیل شد.
پیشگامان توسعه محاسبات سنگین
زمانی که صحبت از پیشگامان کلیدی در توسعه سرورهای محاسباتی سنگین می‌شود، نام‌هایی مانند سیمور کری و جین آمدال و شرکت آی‌بی‌ام بر سر زبان‌ها می‌آیند.
سیمور کری (Saymour Cray) یک معمار کامپیوتر از ایالات متحده آمریکا بود که موفق شد چند مورد از سریعترین کامپیوترهای زمان خود را طراحی کند. CDC 6600، CDC Star-100 و Cray-1 نام سه کامپیوتری هستند که او توسعه داد. این کامپیوترها برای کاربردهای علمی و مهندسی استفاده می‌شدند که به مقادیر عظیمی از قدرت محاسباتی نیاز داشتند.
جین آمدال (Gene Amdahl) هم معمار کامپیوتر آمریکایی بود که شرکت IBM و پس از آن شرکت Amdahl را تاسیس کرد. قانون آمدال یک اصل در معماری کامپیوتر است که می‌گوید افزایش عملکرد ناشی از افزودن پردازنده های اضافی به یک سیستم توسط مقدار سربار مورد نیاز برای مدیریت ارتباط بین آن پردازنده ها محدود می شود.
آی‌بی‌ام (IBM) یک شرکت فناوری چندملیتی است که به مدت طولانی در توسعه سخت‌افزار و نرم‌افزار کامپیوتر پیشگام بوده است. شرکت آی‌بی‌ام تعدادی از اولین رایانه‌های بزرگ تجاری را برای انجام پروژه‌های محاسباتی سنگبن تولید کرد.
توسعه سرورهای محاسباتی سنگین همزمان با توسعه چندین فناوری کلیدی
توسعه سیستم‌های محاسبات سنگین علاوه بر تلاش پیشگامان این حوزه، مدیون پیشرفت چند حیطه‌ی فناوری نیز می‌باشد. ترانزیستورها به عنوان جایگزین لوله های خلاء حجیم و غیر قابل اعتماد یکی از وسایل مهمی هستند که سبب ساخت کامپیوترهای کوچکتر و قدرتمندتر می شوند. پردازنده‌های با کارایی بالا از دیگر اجزای حیاتی پیشرفت سیستم‌های محاسباتی سنگین هستند. پردازنده‌های مدرن با چندین هسته طراحی شده‌اند که به آنها اجازه می‌دهد تا چندین کار را به طور همزمان انجام دهند. علاوه بر آنها، مدارهای مجتمع (IC) و شبکه‌های پرسرعت نیز از عوامل مهم هستند. مدارهای مجتمع شامل ترانزیستورها و سایر اجزای الکترونیکی کوچک شده روی یک تراشه واحد است که قدرت محاسباتی را افزایش می دهد. شبکه‌های پرسرعت هم ایجاد دسته‌هایی از رایانه‌ها را امکان‌پذیر می‌کند تا امکان انجام کارهای محاسباتی بزرگ فراهم شود.
مزایای سرور محاسبات سنگین
سرورهای محاسباتی سنگین که به عنوان سرورهای محاسباتی با کارایی بالا (HPC) نیز شناخته می‌شوند، مزایای کاربردی و مهم دارند. آنها عبارتند از:
حل مسائل پیچیده: سرورهای محاسباتی سنگین مسائلی را می‌تواند حل کند که برای یک رایانه یا چند رایانه و سرور استاندارد هماهنگ امکان پذیر نیست. این قابلیت، پیشرفت، تحقیق و نوسعه را در زمینه هایی مانند مکانیک، مهندسی و پزشکی آسان می‌سازد.
برنامه های بلادرنگ (Real-time): قدرت پردازش بالا، امکان تجزیه و تحلیل لحظه‌ای داده ها را فراهم می‌کند. این ویژگی، برای برنامه هایی مانند مدیریت ریسک و تشخیص تقلب دارای اهمیت بسیاری است.
سرعت پردازش سریعتر: سرورهای محاسباتی سنگین توانایی تقسیم کردن مقدار زیادی داده و محاسبات پیچیده با سرعت بالا را داراست. قابلیت تقسیم وظایف، آنها را برای کارهایی مانند تجزیه و تحلیل داده ها در مقیاس بزرگ، شبیه سازی علمی و آماری و پیش بینی آب و هوا به بهترین گزینه تبدیل می‌کند.
مقیاس پذیری: اکثر سیستم های HPC را می توان بر اساس مقدار نیاز پروژه‌مان کوچک یا بزرگ کرد. بزرگ یا کوچک کردن امکان انعطاف پذیری را فراهم می کند و از تامین بیش از حد منابع جلوگیری می کند.
بهره وری بهبود یافته: سرورهای HPC می‌توانند در مقایسه با استفاده از چندین سرور استاندارد، بارهای کاری بزرگ را به طور کارآمدتر کنترل کنند که سبب بدست آوردن نتایج سریعتر و کاهش چشم گیر هزینه‌ها می‌شود.
به طور کلی، سرورهای محاسباتی سنگین منبع اولیه برای بسیاری از اکتشافات علمی پیشگامانه، پروژه های مهندسی پیچیده و پیشرفت های تکنولوژیکی پیشرفته هستند.
خرید سرور محاسبات سنگین از شبیه سازان امیرکبیر
با اجاره سرور محاسبات سنگین از مجموعه شبیه‌سازان دانشگاه امیرکبیر، به راحتی به منبع قدرتمندی دست پیدا کنید که نیازهای پروژه‌هایتان را برطرف می‌کند. ما به شما امکان می‌دهیم تا با استفاده از زیرساخت قدرتمند ما، محاسبات خود را به سرعت و با کیفیت عالی انجام دهید.