اولین ابررایانه‌ دنیا با سه نوع معماری پردازنده

طبق خبری که در رسانه‌های مختلف اعلام شده؛ قرار است هر سه معماری در یک ابررایانه‌ای که در شهر بارسلونای اسپانیا ساخته می‌شود، مورد استفاده قرار گیرند.

مطلب پیشنهادی

مشکلاتی که ما را کلافه می‌کنند

با این 10 راه حل ساده از مشکلات فناوری کلافه‌کننده خلاص شوید

این ابررایانه‌ MareNostrum 4 نام دارد و توسط مرکز ابرکامپیوتینگ بارسلونا ساخته می‌شود و دارای سه کلاستر خواهد بود و هر کدام از آن‌ها؛ چیپ‌‌ست‌های اینتل x86؛ ARM و Power9 را در خود جای داده‌اند. این کلاسترها با لینک شدن به یکدیگر؛ ابررایانه‌‌ای می‌سازند که حداکثر توانایی و کارایی آن به 13.7 پتافلاپ می‌رسد.

این نخستین بار است که شاهد به‌کارگیری هر سه معماری در یک ابررایانه‌ هستیم پس جای تعجب ندارد که چنین چیزی تاکنون در پی‌سی‌ها و سرورها رخ نداده است. اما در این بین؛ پرسش‌های زیادی درخصوص نحوه عملکرد معماری‌های مختلف در کنار یکدیگر مطرح می‌شود. 

هر سه معماری چیپ‌ست که در بالا به آن‌ها اشاره شد، از نظر اصول و پایه با هم متفاوت هستند. اپلیکیشنی که برای بهره‌مندی از یک معماری ویژه نوشته می‌شود؛ نمی‌تواند روی یک معماری دیگر کار کند. اما معماری‌های سرور در حال تغییر هستند تا انواع مختلف سیستم‌ها قادر به هم‌زیستی در کنار یکدیگر باشند. لینوکس از x86؛ ARM و Power پشتیبانی می‌کند؛ پس امکان نوشتن اپلیکیشن‌هایی که روی همه معماری‌ها کار کنند؛ وجود دارد.

با توجه به ظهور اینترفیس‌های شبکه و throughput مانند Gen-Z و OpenCAPI؛ این امکان برای شرکت‌ها فراهم می‌شود تا سرورهای خود را بر پایه معماری‌های مختلف اما در یک مرکزداده نصب کنند. این استانداردها موجب از بین رفتن مشکلات مربوط به اجرا روی یک معماری می‌شوند و می‌توان از آن‌ها به‌عنوان نقشه راه ساخت ابررایانه‌هایی با چندین معماری مانند MareNostrum 4 استفاده کرد.

"هدف BSC ساخت یک ابررایانه‌ با استفاده از این فناوری‌های نوظهور است تا بتوان از آن برای هرگونه محاسبات علمی استفاده کرد. این کامپیوتر به محققان و دانشمندان اجازه می‌دهد تا هر گونه جایگزین موجود و به‌روزترین فناوری‌های محاسباتی را تجربه کنند." این جملات را «اسکات تیس»؛ مدیر اجرایی گروه HyperScale and High Performance Computing از شرکت لنوو بیان کرده است.

به‌عنوان مثال؛ یکی از فناوری‌های موجود شامل چیپ‌‌ست‌های کم مصرف ARM می‌شود که صنعت اسمارت‌فون را قبضه کرده‌ اما هنوز از آن در ابررایانه‌‌ها استفاده نشده است.

به‌گفته «تیس»؛ این سیستم ابزار و وسایل معمول در زمینه شبکه و ذخیره‌سازی را به‌اشتراک می‌گذارد. در این بین؛ شرکت لنوو فناوری‌های سرور و چیپ‌ست را برای MareNostrum 4 تأمین می‌کند.

هرچند که کارایی MareNostrum 4 چندان جالب توجه نیست؛ به‌خصوص زمانی‌که آن را با ابررایانه‌ چینی‌ها به‌نام Sunway TaihuLight مقایسه می‌کنیم. این ابررایانه‌؛ در حال حاضر سریع‌ترین کامپیوتر دنیا است و در بهترین حالت و در اوج کارایی؛ 93 پتافلاپ فراهم می‌کند.

مؤسسه BSC در زمینه ساخت و توسعه ابررایانه‌های تجربی مانند MareNostrum 4 تخصص دارد. آن‌ها در سال 2011 با به‌کارگیری چیپ‌‌ست‌های اسمارت‌فون بر پایه ARM چندین ابررایانه‌ ساختند. ابررایانه‌‌های Mont-Blanc و Pedraforca بعدا با هدف ساختن ابررایانه‌‌های جدید با چیپ‌‌ست‌های اسمارت‌فون‌ها که می‌توانند خیلی سریع‌تر و در عین حال کارایی بیشتری نسبت به چیپ‌های مرسوم سرورها مانند اینتل زئون و آی‌بی‌ام Power که محاسبات با کارایی بالا در تصاحب آن‌هاست؛ از بین رفتند. 

اما سال گذشته میلادی؛ ARM با همکاری فوجیتسو یک چیپ‌ست جدید با قدرت محاسباتی بالا را طراحی کرد که قرار است در MareNostrum 4 به‌کار رود. این چیپ‌ست قدرت کافی برای پردازش برداری را دارد. این نوع پردازش سال‌های سال است که یکی از معضلات پیش روی ابررایانه‌‌ها است. 

دیگر سخت‌افزاری که در MareNostrum 4 به‌کار رفته شامل کابینت‌های سرور متعلق به شرکت لنوو و جدیدترین چیپ‌ست ابرمحاسباتی اینتل به‌نام زئون Phi با نام رمز Knight Landings است. نام رمز چیپ‌ست بعدی اینتل Knights Hill است. هم‌چنین؛ این ابررایانه‌ دارای رک‌هایی از نودهای کامپیوتر با چیپ‌‌ست‌های آی‌بی‌ام Power9 است که طبق برنامه سال آینده به بازار عرضه می‌شود.

ابررایانه‌ جدید به‌صورت مرحله‌ای جایگزین MareNostrum 3 می‌شود. فضای ذخیره‌ای که این دستگاه قدرت‌مند در اختیار قرار می‌دهد، برابر با 24 پتابایت خواهد بود.