ابررایانه: تفاوت میان نسخهها
محتوای حذفشده محتوای افزودهشده
LetsDoItBot (بحث | مشارکتها) تمیزکاری، + ویرایش با ماژول ابرابزار با استفاده از AWB |
|||
خط ۶:
[[پرونده:Colossus.jpg|بندانگشتی|300px|پروژه رایانه کولاسوس در ۱۹۴۴]]
ابررایانههایی را که در دههٔ ۱۹۶۰ ساخته و ارائه شدند ''سیمور کری'' از بنگاه کنترل اطلاعات (CDC) طراحی کرده بود و تا دههٔ ۱۹۹۰ هم بازار در دست این ابررایانهها بود. زمانی که سیمور کری جدا شد و رفت تا شرکت خودش به نام تحقیقات سیمور را راهاندازی و اداره کند با طرحهای جدیدش بازار ابررایانهها را در دست گرفت و تا پنج سال (
اصطلاح ابررایانه چندان پایدار و ثابت نیست. ممکن است ابررایانه امروز فردا تبدیل به یک رایانه معمولی شود. اولین دستگاههای CDC پردازندههای نردهای (اسکالر) خیلی سریع بودند؛ ده برابر سریعتر از سریعترین ماشینهای سایر شرکتها. در دههٔ ۱۹۷۰ اکثر ابررایانهها به انجام محاسبات برداری پرداختند و بسیاری رقبا و
=== ابزارهای نرمافزاری ===
ابزارهای نرمافزاری برای پردازش توزیع شده شامل APIهای استاندارد از جمله
=== استفادههای عمومی ===
ابررایانهها با رمها و کار آییهای بسیاری که دارند معمولاً برای عملیات حساس روی محاسبه از جمله مسائل فیزیک کوانتوم، هواشناسی، تحقیقات آب و هوا (از جمله تحقیق
نوع خاصی از مسائل به نام مسائل بسیار مشکل، مسائلی که حل کامل شان نیازمند منابع کامپیوتری نیمه بی پایان هستند.
یک مطلب قابل توجه در این مقال تفاوت بین محاسبهٔ، توانایی محاسبه و ظرفیت است
== طراحی سختافزار و نرمافزار ==
ابررایانههایی که پردازندههای سفارشی داشتند قبلاً سرعتی که روی کامپیوترهای معمولی داشتند را از طراحیهای ابتکاری شان به دست میآوردند که اجازه میداد مثل یک مهندسی به هم پیچیده چند کار را به صورت موازی انجام دهند. آنها را تنها برای انواع مشخصی از محاسبات مثل محاسبات عددی استفاده میکردند و در محاسبات کلی تر کامپیوتری ضعیف عمل میکردند. سلسله مراتب حافظهٔ آنها به دقت طراحی میشد تا دائماً اطلاعات و دستور العمل در دسترس پردازنده قرار گیرد. در اصل عمدهترین تفاوت بین ابررایانههاو کامپیوترهای کندتر در سلسله مراتب حافظهشان است. سیستم ورودی/خروجی آنها برای پهنای باندهای بالا با [[
=== تکنولوژیها و دشواریهای ابررایانهها ===
[[پرونده:Beowulf-cluster-the-borg.jpg|بندانگشتی|300px|یک کلاستر بیوولف]]
* یک ابررایانه گرمای زیادی تولید میکند و باید خنک شود. خنک کردن بسیاری ابررایانهها مسئلهٔ بسیار بزرگی برای HVAC است.
* اطلاعات نمیتوانند با سرعتی بالاتر از سرعت نور بین دو بخش کامپیوتر جابجا شوند. به همین دلیل یک ابررایانه چندمتری (با عرض چندمتر) باید [[
* برای فرستادن پیام بین پردازندههاها حجم بسیار بالای اطلاعات را در مدت زمان کوتاه مصرف و تولید میکنند. کن بچر میگوید: برای فرستادن پیام بین پردازندهها وسیلهای است که مسائل محدود به محاسبه را محدود به I/O میکند. برای حصول اطمینان از انتقال سریع و ذخیرهٔ و بازیابی صحیح اطلاعات باید روی پهنای باند ذخیرهٔ خارجی کار زیادی انجام بدهیم.
تکنولوژیهای تولید شده برای ابررایانهها شامل اینها میشوند:
خط ۳۶:
=== سیستمعامل ===
[[سیستمعامل]] ابررایانهها که اغلب امروزه انواعی از [[لینوکس]] و [[یونیکس]] هستند و اگر
جالب آنجا ست که در تاریخ صنعت ابررایانهها این روند هم چنان ادامه پیدا کرده است و رهبران قدیمی این تکنولوژی از جمله Silicon Graphics در برابر امثال nVIDIA عقب نشستهاند چرا که اینها میتوانند محصولات ابتکاری ارزان و پرفایده و پرکاربرد را به لطف مشتریان بسیارشان که R&D آنها را
از نظر تاریخی تا ابتدا و میانهٔ دههٔ ابررایانهها اغلب سازگاری گروه دستورات و قابلیت جابجایی کدها را فدای عملکرد و سرعت پردازش و دسترسی به حافظهٔ کامپیوتر میکردند. اغلب ابررایانهها تا به امروز برخلاف کامپیوترهای گرانقیمت فنی high end main frames سیستمهای عامل بسیار متفاوتی دارند. Cray-۱ به تنهایی شش OS مخصوص خودش را داشت که جامعهٔ کامپیوتر هیچ خبری از آنها نداشت. مشابه آن کامپایلرهای برداری کننده و مواز ی کنندهٔ بسیاری هم برای [[فرترن]] موجود بود. اگر به خاطر سازگاری گروه دستورات اولیه بین Cray-۱ و Cray x-mp و پذیرش انواع OSهای یونیکس مثل CrayUnicos و لینوکس نبود این اتفاق برای ETA-۱۰ هم میافتاد. به همین دلیل در آینده سیستمهایی با بالاترین کاربرد احتمالاً رنگ و بویی از یونیکس خواهند داشت اما با خاصیتهای مخصوص سیستم ناسازگار خصوصاً برای سیستمهای بسیار فنی و گرانقیمت با امکانات امن مطمئن.
===
معماری موازی ابررایانهها ایجاب میکند تکنیکهای
== معماری ابررایانه مدرن ==
* یک مجموعه کامپیوتری که کامپیوترهای آن از طریق شبکهٔ سرعت بالا یا شبکهٔ تعویض (switching fabric) اتصال بسیار مفصلی با هم دارند. هر کامپیوتر هم تحت نمونهٔ مجزایی از OS کار میکند.
* کامپیوتر مولتی پروسسور کامپیوتری است که تحت OS مشخصی کار میکند و بیش از یک CPU دارد و در آن نرمافزار سطح عملکرد از تعداد پروسسورها مستقل است. وظایفی مثل مولتی پروسسینگ متقارن (SMP) و دسترسی غیرهمشکل به حافظه (NUMA) را با هم انجام میدهند.
* یک پروسسور SIMD یک دستور را بر چندین دسته اطلاعات به صورت همزمان اجرا میکند. پردازنده میتواند چندمنظوره یا برداری با کاربرد خاص باشد. سطح عملکرد هم میتواند بالا یا پایین باشد.
طبق بررسی ماه نوامبر سال ۲۰۰۶ قانون مور (Moore) و اقتصاد مقیاسی (economy of scale) فاکتور اصلی در طراحی ابررایانهها هستند. یک PC دسکتاپ مدرن امروزه قوی تر از یک ابررایانه پانزده سال پیش است و این طراحیهایی که سابقاً اجازه میداد ابررایانهها از ماشینهای دسکتاپ بهتر عمل کنند در طراحی PCها استفاده میشوند. به علاوه هزینههای ایجاد تراشهها (چیپchip) باعث میشود طراحی تراشههای سفارشی برای کاربرد محدود مقرون به صرفه نباشد بلکه تولید انبوه تراشهها را
مسایلی که ابررایانهها آنها را حل میکردند اکثراً باید موازی سازی میشدند (یعنی تقسیم کار بزرگ به چند کار کوچکتر برای انجام همزمان) آن هم به قطعات بزرگ تا حجم اطلاعاتی که بین واحدهای پردازندهٔ مستقل انتقال پیدا میکرد کاهش پیدا کند. این است که میتوان به جای بسیاری ابررایانههای سنتی از بستههای طراحی استاندارد بهره برد که با
== ابررایانههای هدفمند و دارای کاربرد خاص ==
[[پرونده:IBM Blue Gene P supercomputer.jpg|بندانگشتی|300px|ابررایانه [[بلو جین]]، محصول [[آی بی ام]] در [[آزمایشگاه ملی آرگون]]]]
ابررایانه هدفمند ابزارهای محاسباتی با عملکرد بسیار سطح بالا و معماری سختافزاری مناسب حل یک مسئلهٔ خاص هستند. میتوان در آنها از تراشههای FPGA
مثالهایی از ابررایانه هدفمند
* DEEP BLUE برای بازی شطرنج
خط ۶۶:
=== فهرست پانصد عنوان برتر ===
از سال ۱۹۹۳ نتایج LINPAK پانصد ابررایانه سریع دنیا را همواره
=== سریعترین ابررایانه فعلی ===
خط ۹۲:
|rowspan="۲"|۱۹۴۲
|[[Atanasoff–Berry Computer|Atanasoff–Berry Computer (ABC)]]
|align=right|۳۰
|[[دانشگاه ایالتی آیووا]]، [[
|-
|[[Telecommunications Research Establishment|TRE]] [[Heath Robinson (codebreaking machine)|Heath Robinson]]
|align=right|۲۰۰
|[[Bletchley Park]]
|-
|۱۹۴۴
|[[توماس هارولد فلاورز|Flowers]] [[Colossus computer|Colossus]]
|align=right|۵
|[[Post Office Research Station]]
|-
|۱۹۴۶
|[[دانشگاه پنسیلوانیا|UPenn]] [[انیاک]]{{سخ}}(before
|align=right|۱۰۰ kOPS <!-- fully
|[[آبردین پروو گراوند، مریلند]]، [[مریلند]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|-
|۱۹۵۴
|[[IBM]]
|align=right|۶۷
|[[Naval Surface Warfare Center Dahlgren Division|U.S. Naval Proving Ground]]
|-
|۱۹۵۶
|[[مؤسسه فناوری ماساچوست|MIT]] [[TX-۰]]
|align=right|۸۳
|[[مؤسسه فناوری ماساچوست|Massachusetts Inst. of Technology]]
|-
|۱۹۵۸
|[[IBM]] [[AN/FSQ-۷]]
|align=right|۴۰۰
|۲۵ [[نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا|U.S. Air Force]] sites across the [[continental United States|continental USA]] and
|-
|۱۹۶۰
|[[UNIVAC]] [[UNIVAC LARC|LARC]]
|align=right|۲۵۰
|[[آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور]]، [[کالیفرنیا]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|-
|۱۹۶۱
|[[IBM ۷۰۳۰|IBM
|align=right|۱٫۲
|[[آزمایشگاه ملی لاس آلاموس]]، [[نیومکزیکو]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|-
|۱۹۶۴
|[[CDC ۶۶۰۰]]
|align=right|۳
|rowspan="۳" valign="top"|[[آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور]]، [[کالیفرنیا]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|-
|۱۹۶۹
|[[CDC ۷۶۰۰]]
|align=right|۳۶
|-
|۱۹۷۴
|[[CDC STAR-۱۰۰]]
|align=right|۱۰۰
|-
|۱۹۷۵
|[[Burroughs Corporation|Burroughs]] [[ILLIAC IV]]
|align=right|۱۵۰
|[[مرکز پژوهشی ایمز ناسا]]، [[کالیفرنیا]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|- valign="top"
|۱۹۷۶
|[[Cray-۱]]
|align=right|۲۵۰
|[[آزمایشگاه ملی لاس آلاموس]]، [[نیومکزیکو]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]] (
|-
|۱۹۸۱
|[[CDC Cyber|CDC Cyber ۲۰۵]]
|align=right|۴۰۰
|(numerous sites worldwide)
|-
|۱۹۸۳
|[[Cray X-MP]]/۴
|align=right|۹۴۱
|[[آزمایشگاه ملی لاس آلاموس]]; [[آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور]]; [[Battelle Memorial Institute|Battelle]]; [[بوئینگ]]
|-
|۱۹۸۴
|[[M-
|align=right|۲٫۴
|[[Scientific Research Institute of Computer Complexes]]، [[مسکو]]، [[اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی|USSR]]
|-
|۱۹۸۵
|[[Cray-۲]]/۸
|align=right|۳٫۹
|[[آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور]]، [[کالیفرنیا]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|-
|۱۹۸۹
|[[ETA۱۰]]-G/۸
|align=right|۱۰٫۳
|[[دانشگاه ایالتی فلوریدا]]، [[فلوریدا]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|-
|۱۹۹۰
|[[انایسی|NEC]] SX-۳/۴۴R
|align=right|۲۳٫۲
|[[انایسی|NEC]] Fuchu
|- valign="top"
|rowspan="۳"|۱۹۹۳
|[[Thinking Machines]] [[Connection Machine|CM]]-۵/۱۰۲۴
|align=right|۶۵٫۵
|[[آزمایشگاه ملی لاس آلاموس]]; [[آژانس امنیت ملی ایالات متحده آمریکا]]
|-
|[[فوجیتسو]] [[Numerical Wind Tunnel]]
|align=right|۱۲۴٫۵۰
|[[National Aerospace Laboratory]]، [[توکیو]]، [[ژاپن]]
|-
|[[اینتل]] [[Intel Paragon|Paragon]] XP/S ۱۴۰
|align=right|۱۴۳٫۴۰
|[[آزمایشگاه ملی سندیا]]، [[نیومکزیکو]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|-
|۱۹۹۴
|[[فوجیتسو]] [[Numerical Wind Tunnel]]
|align=right|۱۷۰٫۴۰
|[[National Aerospace Laboratory]]، [[توکیو]]، [[ژاپن]]
|- valign="top"
|rowspan="۲"|۱۹۹۶
|[[
|align=right|۲۲۰٫۴
|[[دانشگاه توکیو]]، [[ژاپن]]
|-
|[[
|align=right|۳۶۸٫۲
|[[Center for Computational Physics]]، [[دانشگاه تسوکوبا]]، [[تسوکوبا، ایباراکی]]، [[ژاپن]]
|-
|۱۹۹۷
|[[اینتل]] [[ASCI Red]]/۹۱۵۲
|align=right|۱٫۳۳۸
|rowspan="۲" valign="top"|[[آزمایشگاه ملی سندیا]]، [[نیومکزیکو]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|-
|۱۹۹۹
|[[اینتل]] [[ASCI Red]]/۹۶۳۲
|align=right|۲٫۳۷۹۶
|-
|۲۰۰۰
|[[IBM]] [[ASCI White]]
|align=right|۷٫۲۲۶
|[[آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور]]، [[کالیفرنیا]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|-
|۲۰۰۲
|[[انایسی|NEC]] [[Earth Simulator]]
|align=right|۳۵٫۸۶
|[[Earth Simulator Center]]، [[یوکوهاما]]-shi، [[ژاپن]]
|-
|۲۰۰۴
|rowspan="۴" valign="top"|[[IBM]] [[ژن آبی|Blue Gene/L]]
|align=right|۷۰٫۷۲
|[[وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا|U.S. Department of Energy]]/[[IBM]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|- valign="top"
|rowspan="۲"|۲۰۰۵<!-- Technically the same system as the two neighboring entries -->
|align=right|۱۳۶٫۸
|rowspan="۳"|[[وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا|U.S. Department of Energy]]/[[United States National Nuclear Security Administration|U.S. National Nuclear Security Administration]]،{{سخ}}[[آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور]]، [[کالیفرنیا]]، [[ایالات متحده آمریکا|USA]]
|-
|align=right|۲۸۰٫۶
|-
|rowspan="۱"|۲۰۰۷<!-- Technically the same system as the two neighboring entries VGZ -->
|align=right|۴۷۸٫۲
|-
|}
|