تاریخچه ی:
ابر رایانه
تفاوت با نگارش: 8
| | + | ||V{maketoc}|| |
| | + | ^@#16: |
| | + | !ابر رایانه |
| | __ابر رایانه__ وسیله ای برای تبدیل مسایل محاسبه ای به مسایل ورودی و خروجی است. | | __ابر رایانه__ وسیله ای برای تبدیل مسایل محاسبه ای به مسایل ورودی و خروجی است. |
| - | ((کن باچر))(Ken Batcher)
{picture file=img/daneshnameh_up//288px-Cray2.jpg}
ابر رایانه (( رایانه|رایانه ای)) است که در زمان معرفی از نظر ظرفیت پردازش و به خصوص سرعت محاسبه ازدیگر ماشین ها قوی تر باشد. اولین ابر رایانه ها در دهه ی 1960به طور عمده در (( موسسه اطلاعات کنترل(CDC) )) توسط (( سیمور کری| سیمور کری(Seymour Cray) ))طراحی شد. کری تا دهه ی 1970 زمانی که برای تاسیس شرکت خود (( پژوهشکده کری)) , از ن جدا شد نرا هدایت می کرد.کری بعدها با طرح های جدید خود بازار ابر رایانه را در دست گرفت و تا 25 سال (1965 1990) بی رقیب ماند. در دهه ی 1980به موازات تولید یک دهه قبل تر (( میی یانه ها))شمار زیادی از رقیبان کوچکتر وارد بازار شدند اما بسیاری از ن ها در" رکود بازار ابر رایانه ها" ی اواسط دهه ی 1990 ناپدید شدند . امروزه ابر رایانه ها طرح های یک بار تولید شونده هستند که توسط شرکت های "سنتی" مانند (( IBM )) و ((HP)) طراحی می شوند .این شرکت ها بسیاری از شرکت های دهه ی 1980 را برای استفاده از تجاربشان خریداری کردند, هر چند در طراحی ابر رایانه ها ((موسسه ی کری)) متخصص تر است .
معنای کلمه ی ابررایانه تا حدی متغیر است , و ابر رایانه های امروزی فردا دیگر کاربردی نخواهند داشت,همانگونه که از (( کولاسوس( Colossus) , اولین رایانه ی الکترونیکی برنامه دار رقمی ) غیر(( حالت جامد)) ) دنیا ,که طی (( جنگ جهانی دوم)) رمز های (( المانی ها)) را می شکست پیدا است .ماشین های اولیه ی سی دی سی(CDC) صرفا پردازنده های منفرد پر سرعتی بودندکه تا ده برابر سریع تر از سریع ترین ماشین هایی که توسط دیگر شرکت ها معرفی شده بودند کار می کردند . در دهه ی 1970 بیشتر ابر رایانه ها برای استفاده از (( پردازنده ی برداری)) طراحی می شدند و بسیاری از بازیگر های تازه کار برای ورود به بازار پردازنده هایی از این نوع را با قیمت ارزان تر عرضه می کردند .در دهه های 1980و1990 پردازنده های برداریجای خود را به سیستم های (( پردازش موازی)) فشرده با هزاران سی پی یو (CPU) ساده ای داد که برخی از ان ها واحد های غیر مرسوم وبرخی طرح های متداول و سنتی بودند. امروزه طرح های موازی بر پایه ی (( ریز پردازنده های)) (( RISC )) " غیر مرسوم" مانند ((PowerPC)) یا ((PA_RISC)) قرار دارند . |
+ | ((کن باچر)) (Ken Batcher)
>>
>>
>>{picture=288px-Cray2.jpg}
>>
{*__ابر رایانه__ (( رایانه|رایانه ای)) است که در زمان معرفی از نظر ظرفیت پردازش و به خصوص سرعت محاسبه ازدیگر ماشین ها قوی تر باشد. اولین ابر رایانه ها در دهه ی 1960به طور عمده در (( موسسه اطلاعات کنترل)) (CDC) توسط ((سیمور کری| سیمور کری«Seymour Cray» ))طراحی شد. کری تا دهه ی 1970 زمانی که برای تاسیس شرکت خود (( پژوهشکده کری)), از ن جدا شد نرا هدایت می کرد. کری بعدها با طرح های جدید خود بازار ابر رایانه را در دست گرفت و تا 25 سال (1965 1990) بی رقیب ماند. در دهه ی 1980به موازات تولید یک دهه قبل تر (( کامیو کک ها))شمار زیادی از رقیبان کوچکتر وارد بازار شدند اما بسیاری از نها در" رکود بازار ابر رایانه ها" ی اواسط دهه ی 1990 ناپدید شدند. امروزه ابر رایانه ها طرح های یک بار تولید شونده هستند که توسط شرکت های "سنتی" مانند (( IBM )) و ((HP)) طراحی می شوند. این شرکت ها بسیاری از شرکت های دهه ی 1980 را برای استفاده از تجاربشان خریداری کردند، هر چند در طراحی ابر رایانه ها ((موسسه ی کری)) متخصص تر است . |
| | + | معنای کلمه ی ابر رایانه تا حدی متغیر است , و ابر رایانه های امروزی فردا دیگر کاربردی نخواهند داشت، همانگونه که از ((کولاسوس)) (Colossus)، (اولین رایانه ی الکترونیکی برنامه دار رقمی دنیا، که طی (( جنگ جهانی دوم)) رمز های آلمانی ها را می شکست) پیدا است. ماشین های اولیه ی سی دی سی (CDC) صرفاً پردازنده های منفرد پر سرعتی بودند که تا ده برابر سریع تر از سریع ترین ماشین هایی که توسط دیگر شرکت ها معرفی شده بودند کار می کردند. در دهه ی 1970 بیشتر ابر رایانه ها برای استفاده از ((پردازنده ی برداری)) طراحی می شدند و بسیاری از بازیگر های تازه کار برای ورود به بازار پردازنده هایی از این نوع را با قیمت ارزان تر عرضه می کردند. در دهه های 1980و 1990 پردازنده های برداری جای خود را به سیستم های (( پردازش موازی)) فشرده با هزاران سی پی یو (CPU) ساده ای داد که برخی از آنها واحد های غیر مرسوم و برخی طرح های متداول و سنتی بودند. امروزه طرح های موازی بر پایه ی ((ریز پردازنده |ریز پردازنده های)) (( RISC )) " غیر مرسوم" مانند ((PowerPC)) یا ((PA_RISC)) قرار دارند.*} |
| | + | --- |
| | !ابزار های نرم افزاری | | !ابزار های نرم افزاری |
| - | ابزار های نرم افزار ی پردازش توزیعی , ((API)) های استاندارد از جمله ((MPI)) و ((PVM ))و راه حل های نرم افزاری متکی بر (( منبع باز)) مانند ((Beowulf)) و ((openMosix)) ,که کار ساخت نوعی از " ابر رایانه های مجازی" با استفاده از مجموعه های ایستگاه کار ها و خدمتگذار های عادی را تسهیل بخشید , را شامل می شود .فن اوری هایی مانند ((Rendezvous)) راه تولید خوشه های رایانه های ویژه را هموار ساخت . یک نمونه , تابع تفسیر توزیعی در برنامه کاربردی ترکیبی Apple's((Shake ))ست . رایانه هایی که از نرم افزار Shake استفاده می کنند کافی است فقط در شبکه در مجاورت یک دیگر باشند تا به طور خود کار منابع همدیگر را پیدا و مورد استفاده قرار دهند . در حالی که هنوز هیچ کس خوشه رایانه ی ویژه ای ای بهتر از ابر رایانه های سال گذشته نساخته است فاصله ی بین رایانه های رومیزی , یا حتی لپ تاپ ها و ابر رایانه ها در حال ناپدید شدن است و این احتمال وجود دارد که این روند با افزایش پشتیبانی توکار برای همسانی(parallelism) و (( پردازش توزیعی)) در سیستم عامل های رایانه های رومیزی تداوم یابد . یک زبان برنامه نویسی اسان برای ابر رایانه ها مبحث تحقیقاتی باز و وسیعی را در علم رایانه به جا ی می گذارد . | |
| | + | {*ابزار های نرم افزار ی پردازش توزیعی، ((API)) های استاندارد از جمله ((MPI)) و ((PVM ))و راه حل های نرم افزاری متکی بر (( منبع باز)) مانند ((Beowulf)) و ((openMosix))، که کار ساخت نوعی از " ابر رایانه های مجازی" با استفاده از مجموعه های ایستگاه کار ها و خدمتگذار های عادی را تسهیل بخشید، را شامل می شود. فن آوری هایی مانند ((Rendezvous)) راه تولید خوشه های رایانه های ویژه را هموار ساخت. یک نمونه، تابع تفسیر توزیعی در برنامه کاربردی ترکیبی((Apple's Shake ))ست. رایانه هایی که از نرم افزار Shake استفاده می کنند کافی است فقط در شبکه در مجاورت یک دیگر باشند تا به طور خود کار منابع همدیگر را پیدا و مورد استفاده قرار دهند. در حالی که هنوز هیچ کس خوشه رایانه ی ویژه ای ای بهتر از ابر رایانه های سال گذشته نساخته است فاصله ی بین رایانه های رومیزی، یا حتی لپ تاپ ها و ابر رایانه ها در حال ناپدید شدن است و این احتمال وجود دارد که این روند با افزایش پشتیبانی توکار برای همسانی(parallelism) و (( پردازش توزیعی)) در سیستم عامل های رایانه های رومیزی تداوم یابد. یک زبان برنامه نویسی آسان برای ابر رایانه ها مبحث تحقیقاتی باز و وسیعی را در ((علم رایانه)) به جا ی می گذارد .*} |
| | + | --- |
| | !کاربرد ها | | !کاربرد ها |
| - | ابر رایانه ها برای کارهایی که به محاسبات زیاد و دقیق نیازمند است به کار می رود از جمله: (( پیش بینی وضع هوا)) , تحقیقات اب و هوایی( که شامل (( گرم شدن جهانی)) می شود), (( نمونه سازی مولکولی)) (محاسبه ی ساختار ها و خصوصیات ترکیب های شیمیایی , درشت مولکول های زیستی, بسپار ها, و بلور ها( , شبیه سازی های فیزیکی ( مانند شبیه سازی هوا پیما در تونل باد , شبیه سازی انفجار (( جنگ افزار های هسته ای)) و تحقیقات در مورد (( جوش هسته ای)) ), رمز گشایی و مانند ان .موسسه های نظامی و علمی از بزرگترین مشتری ها می باشند. | |
| | + | {*ابر رایانه ها برای کارهایی که به محاسبات زیاد و دقیق نیازمند است به کار می رود از جمله: (( پیش بینی وضع هوا)) , تحقیقات آب و هوایی ( که شامل (( گرم شدن جهانی)) می شود)، (( نمونه سازی مولکولی)) (محاسبه ی ساختار ها و خصوصیات ترکیب های شیمیایی، درشت مولکول های زیستی، بسپار ها, و بلور ها، شبیه سازی های فیزیکی ( مانند شبیه سازی هوا پیما در تونل باد، شبیه سازی انفجار (( جنگ افزار های هسته ای)) و تحقیقات در مورد (( جوش هسته ای)) )، رمز گشایی و مانند آن. موسسه های نظامی و علمی از بزرگترین مشتری ها می باشند.*} |
| | + | --- |
| | !طراحی | | !طراحی |
| - | ابر رایانه ها به دلیل به کار گیری طرح های ابتکاری و جدید با سرعتی بیشتر از رایانه های متداول کار می کنند.این طرح ها ان ها را قادر می سازد بسیاری کارها را با وجود نیاز به برسی فنی جزییات بغرنج به صورت موازی انجام دهند.ان ها بیشتر برای انجام گونه های خاصی از محاسبات تخصص دارند و در برابر بیشتر کارهای محاسباتی عادی عملکرد ضعیفی از خود نشان می دهند . (( سازمان دهی حافظه )) این رایانه ها به دقت تنظیم شده است تا در تمام زمان ها پردازنده با داده ها و دستور العمل ها تغذیه شود. در واقع, بیشتر تفاوت پیاده سازی بین رایانه های کند تر و ابر رایانه ها به خاطر طرح سازمان دهی حافظه و ترکیب بندی اجزا است . | |
| | + | {*ابر رایانه ها به دلیل به کار گیری طرح های ابتکاری و جدید با سرعتی بیشتر از رایانه های متداول کار می کنند. این طرح ها ان ها را قادر می سازد بسیاری کارها را با وجود نیاز به برسی فنی جزییات بغرنج به صورت موازی انجام دهند.ان ها بیشتر برای انجام گونه های خاصی از محاسبات تخصص دارند و در برابر بیشتر کارهای محاسباتی عادی عملکرد ضعیفی از خود نشان می دهند. (( سازمان دهی حافظه )) این رایانه ها به دقت تنظیم شده است تا در تمام زمان ها پردازنده با داده ها و دستور العمل ها تغذیه شود. در واقع, بیشتر تفاوت پیاده سازی بین رایانه های کند تر و ابر رایانه ها به خاطر طرح سازمان دهی حافظه و ترکیب بندی اجزا است . |
| | + | ((قانون Amdahl )) برای تمام سیستم های موازی صادق است. ابر رایانه ها تلاش زیادی را برای حذف توالی نرم افزاری اعمال کرده و برای شتاب دادن به تنگنا های (bottlenecks) باقی مانده از سخت افزار بهره می گیرند.*} |
| | + | --- |
| | + | !!چالش های ابر رایانه و فن آوری ها |
| - | (( قانون Amdahl )) برای تمام سیستم های موازی صادق است .ابر رایانه ها تلاش زیادی را برای حذف توالی نرم افزاری اعمال کرده و برای شتاب دادن به تنگنا های(bottlenecks) باقی مانده از سخت افزار بهره می گیرند .
!!چالش های ابر رایانه و فن اوری ها
یک ابر رایانه تولید گرما می کند و باید خنک شود .خنک سازی بیشتر ابر رایانه ها یک مشکل ((HVAC)) بزرگ است .
اطلاعات نمی تواند با سرعتی بیشر از (( سرعت نور)) بین دو جز یک ابر رایانه جا به جا شود .به همین دلیل , ابر رایانه هایی که چندین متر طول دارند باید دارای زمان پاسخگویی دست کم یک دهم نانو ثانیه باشد .به این خاطر در طرح ابر رایانه ی کری ساخت سیمور کری از کابل های کوتاه ا ستفاده شده بود .
ابر رایانه ها مقادیر زیادی داده را در مدت زمان کوتاهی مصرف و تولید می کنند. برای اطمینان از این که اطلاعات به سرعت منتقل و به درستی ذخیره و باز یابی می شود به کاری بیشتر نیاز است .
فن وری هایی که برای ابر رایانه ها شکل گرفته اند عبارتند از:
(( پردازش برداری))
(( خنک سازی به کمک مایع))
(( دسترسی به حافظه نا یکنواخت))(NUMA)
(( لوح های شیاری)) ( که اولین نمونه ی ان بعد ها ))RAID(( نام گرفت)
(( سیستم فایل موازی))
|
+ | {*یک ابر رایانه تولید گرما می کند و باید خنک شود. خنک سازی بیشتر ابر رایانه ها یک مشکل ((HVAC)) بزرگ است .
اطلاعات نمی تواند با سرعتی بیشر از (( سرعت نور)) بین دو جز یک ابر رایانه جا به جا شود. به همین دلیل، ابر رایانه هایی که چندین متر طول دارند باید دارای زمان پاسخگویی دست کم یک دهم نانو ثانیه باشد. به این خاطر در طرح ابر رایانه ی کری ساخت سیمور کری از کابل های کوتاه ا ستفاده شده بود.
ابر رایانه ها مقادیر زیادی داده را در مدت زمان کوتاهی مصرف و تولید می کنند. برای اطمینان از این که اطلاعات به سرعت منتقل و به درستی ذخیره و باز یابی می شود به کاری بیشتر نیاز است .*}
#@
@#16:
فن وری هایی که برای ابر رایانه ها شکل گرفته اند عبارتند از:
*((پردازش برداری))
*((خنک سازی به کمک مایع))
*((دسترسی به حافظه نا یکنواخت))(NUMA)
*((لوح های شیاری)) ( که اولین نمونه ی ان بعد ها ((RAID )) نام گرفت)
*((سیستم فایل موازی))
--- |
| | !!تکنیک های پردازش | | !!تکنیک های پردازش |
| - | تکنیک های (( پردازش برداری)) اول بار برای ابر رایانه ها توسعه یافت و همچنان در برنامه های کاربردی با کارایی بالامتخصص مورد استفاده قرار می گیرد . تکنیک های پردازش برداری به بازار مجتمع در معماریDSP ودستورهای پردازش ))SIMD(( برای رایانه های همه منظور تحلیل یافته است .
|
+ | {* تکنیک های (( پردازش برداری)) اول بار برای ابر رایانه ها توسعه یافت و همچنان در برنامه های کاربردی با کارایی بالامتخصص مورد استفاده قرار می گیرد . تکنیک های پردازش برداری به بازار مجتمع در معماریDSP ودستورهای پردازش ((SIMD)) برای رایانه های همه منظور تحلیل یافته است .*}
--- |
| | !!سیتم عامل | | !!سیتم عامل |
| - | (( سیستم عامل )) ن ها, که اغلب نسخه ای از لینوکس است , با سیستم عامل های دیگر ماشین های کوچکتر تفاوتی ندارند .به هر حال از ن جا که توسعه دهندگان سیستم های عامل منابع برنامه نویسی را محدود کرده اند رابط کاربری ان ها ضعیف تر است .ا از این واقعیت منتج می شود که وقتی این رایانه ها که اغلب قیمتی برابر با صد ها هزار دلار دارند به بازار های خیلی کوچک فروخته می شوند بود جه ی R&D نها اغلب محدود می شود .به طرز جذابی این روندی مداوم در صنعت رایانه بوده است
|
+ | {*(( سیستم عامل )) نها، که اغلب نسخه ای از لینوکس است، با سیستم عامل های دیگر ماشین های کوچکتر تفاوتی ندارند. به هر حال از نجا که توسعه دهندگان سیستم های عامل منابع برنامه نویسی را محدود کرده اند رابط کاربری ان ها ضعیف تر است. از این واقعیت منتج می شود که وقتی این رایانه ها که اغلب قیمتی برابر با صد ها هزار دلار دارند به بازار های خیلی کوچک فروخته می شوند بودجه ی R&D نها اغلب محدود می شود. به طرز جذابی این روندی مداوم در صنعت رایانه بوده است.*}
--- |
| | !!برنامه نویسی | | !!برنامه نویسی |
| - | معماری موازی ابر رایانه ها اغلب استفاده از تکنیک های برنامه نویسی خاصی را برای به کار گیری سرعت شان تحمیل می کند .کمپایلر های (( فرترن)) تک منظوره سریعتر از کمپایلر های((C)) و ((++C)) کد تولید می کنند بنا بر این فرترن زبان انتخابی برنامه نویسی علمی و بنابر این زبان بیشتر برنامه هایی که در ابر رایانه ها پیاده می شود است .برای بهره گیری از موازی بودن ابر رایانه ها , در خوشه های با اتصال شل از ((PVM(( و ((MPI)) ودر ماشین های با حافظه مشترک و هماهنگ از ((OpenMP)) استفاده می شود . | |
| | + | {*معماری موازی ابر رایانه ها اغلب استفاده از تکنیک های برنامه نویسی خاصی را برای به کار گیری سرعت شان تحمیل می کند .کمپایلر های (( فرترن)) تک منظوره سریعتر از کمپایلر های ((زبان برنامه نویسی C)) و ((زبان برنامه نویسی++C)) کد تولید می کنند بنا بر این فرترن زبان انتخابی برنامه نویسی علمی و بنابر این زبان بیشتر برنامه هایی که در ابر رایانه ها پیاده می شود است. برای بهره گیری از موازی بودن ابر رایانه ها، در خوشه های با اتصال شل از ((PVM)) و ((MPI)) ودر ماشین های با حافظه مشترک و هماهنگ از ((OpenMP)) استفاده می شود .*} |
| | + | --- |
| | !انواع ابر رایانه های همه کاره | | !انواع ابر رایانه های همه کاره |
| - | سه دسته ی اصلی از ابر رایانه های همه کاره وجود دارد: | |
| - | ماشین های مبتنی بر (( پردازش موازی)) عملیات های محاسباتی مشترک را در ان واحد بر حجم زیادی از داده انجام شود. | |
| - | (( رایانه های خوشه ای )) با کابل کشی کوتاه برای پشتیبانی از تعداد زیادی پردازنده و برای این که حافظه ی ان ها بتواند با هم در ارتباط باشد از رابط های مخصوص استفاده می کنند . پردازنده ها ووسایل کابل کشی از ابتدا برای ابر رایانه ها طراحی می شوند.سریعترین ابر رایانه های همه کاره دنیا از این فن اوری استفاده می کنند . | |
| - | خوشه های commodity از تعداد زیادی پی سی هایcommodity که با (( شبکه های محلی)) با پهنای باند زیاد و سرعت عکس العمل کم به هم مرتبطند استفاده می کنند . | |
| - | در (( سال 2002)) (( قانون مور(Moore) )) و ((اقتصاد مقیاس)) عامل های غالب در طراحی ابر رایانه ها است : در حال حاضر یک رایانه رو میزی جدید از یک ابر رایانه ی 15 ساله قدرتمند تر است, و دست کم برخی از ترفند های طراحی که باعث می شد ابر رایانه های پیشین بهتر از ماشین های رومیزی کنونی کار کنند درون یک commodity pc's جا داده شده اند .از این گذشته , هزینه ی توسعه و تولید تراشه ها باعث می شد تا طراحی تراشه های سنتی برای یک اجرای کوتاه عملا غیر اقتصادی شده وتراشه های تولید انبوه که با داشتن تقاضا های کافی از عهده ی هزینه ی تولید خود بر می امدند جای ان ها را بگیرند . | |
| - | لاوه ی, بسیاری ا مسایلی که وط ابر رایانه ها اجام ی به طو ویژه ری موای سازی( در اص,تبیل کردن به ش ای ی تر برای این ک توان در ن واحد بر ی ان ه کا کد) , موزی ازی سبتا ت(coarse-grained parallelization) که مقدا العات مود نیاز برای اتقا بین واد های پردازش ت ا هم ا دد می کند, ناسب ات . به همین دلیل رای بسیای از کا ها می تن " وه های" یانه ای ا طر اتاندارد که ابل برامه نویسی برای کار ب صورت یک ایانه ی بزرگ هتند را ایگزین ابر رایانه های نی مداو کرد . یری ا این ها ا یتم ال(( ینوک)) استفاده می کنند, ه ا ها ((خوشه های ))Beowulf گفه می شد . |
+ | {*ه ی الی ابر رایانه های م که وود ار: />ماین های بنی بر (( پازش وازی)) ملیت های محاسباتی ترک را در ن واحد بر ج زیای ا اد و. />((ایانه ای ه ای)) ا کال کی کواه برای شتیبای ا تعداد زیادی پرداز برای ین که ا ی آنا بتوان با هم در رتباط باد از راط های و افاده می کنن . پرانده ا وسایل کاب کی از بتدا رای ابر رایانه ها رای ی ود.یترین ار رایانه های همه کاه نی ز ای ن آوی استفاده می کنند. />وشه های commodity از تعداد زیادی ی سی های commodity که با (( شبکه های محلی)) با پهنای باند زیاد و سرعت عس العمل کم به هم مرتبطن استفده می کند. |
| - | در اتای (( ال 2003)) , ابر رایانه های اره ی 3 نیا وش ی از commodity ا و سیس م لنوکس ب ت فار اینتل x86 کا میکند.به هر ال انتظار ی مای از پروژ ای ی commodity که ت ینوکس و ا CPU های AMD x86-64 عمل می کنند ا ر ااتری کار کن .اگر ای ر تداو یاب اتا ینوک سیم عل ستدرد de facto اینه ها واهد د. |
+ | در سال 2002 (( قنون مور )) (Moore) و ((اقتاد مقیاس)) عامل هی غالب در طراحی ابر رایانه ها ست: در حا حاضر یک ایانه و یزی دید از یک ا ینه ی 15 سه قتمد تر است و دست ک بخی تفن های طراحی که باث می شد ابر ایانه های یشین ر ز ماین های رویزی کونی کر کن درن یک commodity pc's جا داده ه اند .از این گذشته , زینه ی توسعه و ولید تراشه ها باعث می شد ا ری راش های سنتی برای یک اجرای کاه عملا غیر اقتصادی شد وتراش ی تولید انبو که ب دات اضا ای کفی عه ی هینه ی تولی خد ر می من ای نها ا یند . |
| - | ر انهای سال 2003 ابر رایانه های شره ی 3 دی شه ای تاو بود, ((VirginiaTech)) ((System X)) که با ((Mac OS X)) بر خوشه ای از سیستم های 1,100 G5 کا می کد . |
+ | لاوه بر این بسیاری از مسایلی که توسط ابر رایانه ها انجام می شد ب ور ویژه برای موازی سازی ( در اص، تبدیل کدن بخش های ریز تر برای ای که بتان در ان وحد بر روی ان ها کار کرد) و به خصوص، موازی سازی نسبتاً زمخت (coarse-grained parallelization) که مقدار اطلاعات مورد نیاز برای انتقال بین واحد های پردازش مستقل از هم را محدود می کند، مناسب است. به همین دلیل برای بسیاری از کار ها می توان " خوشه های" رایانه ای با طرح استاندارد که قابل برنامه نویسی برای کار به صورت یک رایانه ی بزرگ هستند را جایگزین ابر رایانه های سنتی و متداول کرد. بسیاری از این ها از سیستم عامل (( لینوکس)) اتفاده می کنن به آنها خوشه های Beowulf فته می شود. |
| | + | در ابتدای سال 2003 ، ابر رایانه های شماره ی 3 دنیا خوشه ای از commodity است و تحت سیستم عامل لینوکس و با سخت افزار اینتل x86 کار می کند. به هر حال انتظار می رود شماری از پروژه های خوشه ی commodity که تحت لینوکس و با CPU های AMD x86-64 عمل می کنند با سرعت بالاتری کار کنند. اگر این روند تداوم یابد احتمالا لینوکس سیستم عامل استاندارد de facto ابر رایانه ها خواهد شد. |
| | + | در انتهای سال 2003 ابر رایانه های شماره ی 3 دنیا خوشه ای متفاوت بود، ((VirginiaTech)) ((System X)) که با ((Mac OS X)) بر خوشه ای از سیستم های 1,100 G5 کار می کرد. *} |
| | + | --- |
| | + | #@ |
| | + | @#16: |
| | !ابر رایانه های تک منظوره | | !ابر رایانه های تک منظوره |
| - | ابر رایانه های تک منظوره ابزار های محاسبه ی به کارایی بالا هستند که معماری ان ها برای یک کار خاص طراحی شده است .این باعث می شود بتوان از تراشه های به طور خاص برنامه نویسی شده ی FPGA و یا حتی تراشه های VLSI سنتی استفاده و با قربانی کردن عمومیت ,نسبت کار ایی/قیمت بالاتری تولید کرد.از این ابر رایانه ها برای برنامه های کاربردی مانند محاسبه های ((فیزیک فضایی )) و ((کد شکنی)) brute-force استفاده می شود |
+ | />{*ابر رایانه های تک منظوره ابزار های محاسبه ی به کارایی بالا هستند که معماری ان ها برای یک کار خاص طراحی شده است. این باعث می شود بتوان از تراشه های به طور خاص برنامه نویسی شده ی FPGA و یا حتی تراشه های VLSI سنتی استفاده و با قربانی کردن عمومیت، نسبت کار ایی/قیمت بالاتری تولید کرد. از این ابر رایانه ها برای برنامه های کاربردی مانند محاسبه های ((فیزیک فضایی )) و ((کد شکنی)) brute-force استفاده می شود.*} |
| | چند نمونه از ابر رایانه های تک منظوره عبارتند از: | | چند نمونه از ابر رایانه های تک منظوره عبارتند از: |
| - | ((Deep Blue(( برای بازی (( شطرنج))
(( محاسبه ی قابل پیکر بندی))
((GRAPE)) برای فیزیک فضایی
|
+ | *((Deep Blue)) برای بازی (( شطرنج))
*(( محاسبه قابل پیکر بندی))
*((GRAPE)) برای فیزیک فضایی
--- |
| | !سریعترین ابر رایانه های امروزی | | !سریعترین ابر رایانه های امروزی |
| - | سرعت یک رایانه عموما با (( فلاپ)) (عملیات های اعشاری در هر ثانیه) اندازه گیری می شود .این اندازه گیری هزینه سربار ارتباطات را نادیده گرفته و فرض می کند که تمام پردازنده ها ی ماشین به داده ها دسترسی وبا تمام سرعت کار می کنند.بنابر این به عنوان یک استاندارد متری ایده ال نیست ولی به هر حال به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد . | |
| - | در(( 29 سبتامبر))(( سال 2004 )) سریعترین ابر رایانه ه نموه الیه ((Blue Gene/L)) با 16.250رداز ساخت ((IBM ))ی باش . ین بر ریانه می تواند با رعت 01/36 ترا لاپ کر کد. نمونه اولی Blue Gene/L نه ی سفارشی شده ی عاری ((PowerPc ))رکت ای بی ام (IBM)است .این نمونه اولیه فا در Rochester شرک ای بی ام , نیو یک اسییتی ت ام نخه های تلید در سای های ختلف ز جمله (( زمایاه لی لرنس لیور مو)) (LLNL)مهیا اد شد .قبل از Blue Gene/ L سریعترین ابر رایان (( بی سا مین(Earth Simulator) )) ر(( )) موسسه ی عوم مین یوکوماه)) (( ژاپن)) بود .این ابر ایانه کاستری از 640 رایانه ی 8-پردازنده ای تعارف برداری متنی برعاری (( NEC )) SX-6 (با جموع 5120 رازه)وو از یی از نسه های سفارشی شده یسیستم عامل ((یونیک)) استفاده می رد . |
+ | {*سرعت یک رایانه موا با (( لا)) (میات ای اعشی ر هر انیه) انداه گیری ی د .ای انزه گیری هزی سربار رتباطات را نادیده گرف و فر می ک که تا پانه ها ی ای ه اده ا سترسی وا ا سرعت کار می کن.بار ین ه عون یک اتاندار تری ایده ا یت ی ب ر ا ه و سرده مود استفاده قرار می یرد . |
| - | رت ا 5 برار سریعترین ابر رایانه یین یعنی کای ه ای ASCI White (( امایگاه ملی ارنس لیرمو(Lawerence Livermore) )) .کار ASCIولت ایاات محده لاش دارد رای بری استاژیک ود در ماهه ی من ازمایش های ی, (( اایش ای هست ای)) را شبیه سازی کند. <br />))PRAM(( ری دیی ا ابر رایانه ا است.
لیتی از 500 ا از ریعرین اب رایانه ها ر [http://www.top500.org] موو است. |
+ | ر 29 بتابر ال 2004م سریعترین ابر رایانه نمونه ای ((Blue Gene/L)) 16.250پدازه سا ((IBM ))می باد. این بر رایانه می تاند با سرعت 01/36 ترا فلا کار کند. نمونه ولیه Blue Gene/L نسخه ی رشی ه ی مماری ((PowerPc )) رکت ای بی ا (IBM) است. این نمونه ولیه فلاً در Rochester رکت ای ی ا نیو یورک فیلیتی است ما نخه های ولید در ای های متلف از جمله ((آزمایشگاه ملی لیور مور)) (LLNL) مهیا اهد شد. بل از Blue Gene/ L سریعتری ابر رایانه (( شبیه ساز زمین)) <Earth Simulator> ر ((موسسه علوم زمین یوومها)) (( ژاپن)) ود. این ابر رایانه کاستی از 640 ایانه ی 8- پردازنده ی متعرف و برداری مبتنی بر معماری (( NEC SX-6 )) (ب مجموع 5120 پردازنده) بود و از یکی از نسخه های فارشی شده یسیستم امل ((یونیک)) استفاده می کرد. |
| | + | سرعت آن 5 برابر سریعترین ابر رایانه پیشین یعنی کامپیوتر خوشه ای ASCI White در ((آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور))(Lawerence Livermore) بود. ابتکار ASCI دولت ایالات متحده تلاش دارد برای حفظ برتری استراتژیک خود در معاهده ی منع آزمایش های هسته ای، (( آزمایش های هسته ای)) را شبیه سازی کند. |
| | + | ((PRAM )) سری دیگری از ابر رایانه ها است. |
| | + | لیستی از 500 تا از سریعترین ابر رایانه ها در [http://www.top500.org ] موجود است.*} |
| | + | --- |
| | !خط زمان ابر رایانه ها | | !خط زمان ابر رایانه ها |
| - | ||دوره| ابر رایانه| بیشینه سرعت| مکان
|-
1943-1944 |Colossus |5000 نویسه در ثانیه |Bletchley Park, England
|-
1945-1950 Manchester Mark I 500 دستور | University of Manchester, England
|-1950-1955 MIT Whirlwind 20 KIPS (CRT)40 KIPS (Core) Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA
|-1956-1958 IBM 704 40 KIPS12 کیلو فلاپ
|-1958-1959 IBM 709 40 KIPS12 کیلو فلاپ
|-1959-1960 IBM 7090 210 کیلو فلاپ U.S. Air Force BMEWS (RADC), Rome, NY
|-1960-1961 LARC 500 کیلو فلاپ(دارای دو سی پی یو) Lawrence Livermore Laboratory, California
|-1961-1964 IBM 7030 "Stretch" 1.2 MIPS600 کیلو فلاپ Los Alamos National Laboratory, New Mexico
|-1965-1969 CDC 6600 10 MIPS 3 مگا فلاپ Lawrence Livermore Laboratory, California
|-1969-1975 CDC 7600 36 مگا فلاپ Lawrence Livermore Laboratory, California
|-1974-1975 CDC Star-100 100 مگا فلاپ(برداری)2 مگا فلاپ(نرده ای) Lawrence Livermore Laboratory, California
|-1975-1983 Cray-1 80 مگا فلاپ(برداری)72 مگا فلاپ(نرده ای) Los Alamos National Laboratory, New Mexico (1976)
|-1975-1982 ILLIAC IV 150 مگا فلاپ,< 100 مگا فلاپ(متوسط) NASA Ames Research Center, Californiaمطمین نیست.
|-1981-1983 CDC Cyber-205 400 مگا فلاپ(برداری)متوسط خیلی کمتر
|-1983-1985 Cray X-MP 500 مگا فلاپ( دارای 4 سی پی یو) Los Alamos National Laboratory, New Mexico
|-1985-1990 Cray-2 95/1 گیگا فلاپ(با 4 سی پی یو)9/3 گیگا فلاپ(با 8 سی پی یو) Lawrence Livermore Laboratory وNASALawrence Berkeley National Laboratory (تنها سیستم با 8 سی پی یو)
|-1989-1990 ETA-10G 3/10 گیگا فلاپ(برداری)(8 سی پی یو)متوسط خیلی کمتر
|-1990-1995 Fujitsu Numerical Wind Tunnel 236 گیگا فلاپ National Aerospace Lab
|-1995-2000 Intel ASCI Red 15/2 ترا فلاپ Sandia National Laboratories, New Mexico
|-2000-2002 IBM ASCI White, SP Power3 375 MHz 226/7 ترا فلاپ Lawrence Livermore Laboratory, California
|-2002-2004 Earth Simulator 86/35 ترا فلاپ Yokohama Institute for Earth Sciences, Japan
|-2004- Blue Gene/L prototype 01/36 ترافلاپ* IBM, Rochester, Minnesota
future||
Blue Gene/L* طی ربع اول (( سال 2005)) احتمالا به ظرفیت اولیه کامل(360 ترا فلاپ) می رسد.
نسل های بعدی ابر رایانه
(( Blue Gene ))
((ASCI Purple))
((ASCI Thor's Hammer))
همچنین ببینید
(( محاسبه موازی))
(( خوشه ی Beowulf))
(( محاسبه Grid ))
(( تاریخچه ی محاسبه))
((MOSIX))
((پژوهشکده ی کری))
((رایانه های محدب))
((MasP))
(( ابر رایانه های کوچک))
(( ماشین های متفکر ))
((Tera))
((Meiko))
((Elbrus))
((nCUBE))
((iWarp))
(( سیستم رایانه های پیرو))
(( فن وری هرمی))
((سیستم ابر رایانه))
((پژوهشکده ی مربع کندال(Kendall) ))
(( ریز رایانه ها))
((مینی راینه ها))
((رایانه های بزرگ(mainframe)))
((محاسبه توزیعی))
((رایانه های Flash mob))
پیوند های یرونی |
+ | ||دوره | ابر رایانه| بیشینه سرعت| مکان
|
1943-1944 |Colossus |5000 نویسه در ثانیه |Bletchley Park, England
|
1945-1950 |Manchester Mark I 500| دستور | University of Manchester, England
|
1950-1955 |MIT Whirwind| 20 KIPS (CRT)40 KIPS (Core)| Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA
|
1956-1958| IBM 704 |40 KIPS12 کیلو فلاپ |
|
1958-1959| IBM 709 |40 KIPS12 کیلو فلاپ |
|
1959-1960 |IBM 7090 |210 کیلو فلاپ |U.S. Air Force BMEWS (RADC), Rome, NY
|
1960-1961 |LARC| 500 کیلو فلاپ(دارای دو سی پی یو)| Lawrence Livermore Laboratory, California
|
1961-1964 |IBM 7030 "Stretch" |1.2 MIPS600 کیلو فلاپ| Los Alamos National Laboratory, New Mexico
|
1965-1969 |CDC 6600 |10 MIPS 3 مگا فلاپ| Lawrence Livermore Laboratory, California
|
1969-1975 |CDC 7600 |36 مگا فلاپ| Lawrence Livermore Laboratory, California
|
1974-1975 |CDC Star-100| 100 مگا فلاپ(برداری)2 مگا فلاپ(نرده ای)| Lawrence Livermore Laboratory, California
|
1975-1983 |Cray-1 |80 مگا فلاپ(برداری)72 مگا فلاپ(نرده ای)| Los Alamos National Laboratory, New Mexico (1976)
|
1975-1982 |ILLIAC IV| 150 مگا فلاپ,< 100 مگا فلاپ(متوسط) |NASA Ames Research Center, Californiaمطمین نیست.
|
1981-1983 |CDC Cyber-205| 400 مگا فلاپ(برداری)متوسط خیلی کمتر |
|
1983-1985 |Cray X-MP| 500 مگا فلاپ( دارای 4 سی پی یو)| Los Alamos National Laboratory, New Mexico
|
1985-1990| Cray-2 |95/1 گیگا فلاپ(با 4 سی پی یو)9/3 گیگا فلاپ(با 8 سی پی یو)| Lawrence Livermore Laboratory وNASALawrence Berkeley National Laboratory (تنها سیستم با 8 سی پی یو)
|
1989-1990 |ETA-10G| 3/10 گیگا فلاپ(برداری)|(8 سی پی یو)متوسط خیلی کمتر
|
1990-1995| Fujitsu Numerical Wind Tunnel| 236 گیگا فلاپ| National Aerospace Lab
|
1995-2000 |Intel ASCI Red |15/2 ترا فلاپ |Sandia National Laboratories, New Mexico
|
2000-2002 |IBM ASCI White, SP Power3 375 MHz| 226/7 ترا فلاپ |Lawrence Livermore Laboratory, California
|
2002-2004 |Earth Simulator| 86/35 ترا فلاپ| Yokohama Institute for Earth Sciences, Japan
|
2004-| Blue Gene/L prototype| 01/36 ترافلاپ*| IBM, Rochester, Minnesotafuture||
*Blue Gene/L طی ربع اول سال 2005 احتمالاً به ظرفیت اولیه کامل (360 ترا فلاپ) می رسد.
#@
@#16:
---
!نسل های بعدی ابر رایانه
*(( Blue Gene ))
*((ASCI Purple))
*((ASCI Thor's Hammer))
---
!همچنین ببینید
*(( محاسبه موازی))
*(( خوشه ی Beowulf))
*(( محاسبه Grid ))
*((تاریخچه ی محاسبه))
*((MOSIX))
*((پژوهشکده ی کری))
*((رایانه های محدب))
*((MasP))
*(( ابر رایانه های کوچک))
*((ماشین های متفکر ))
*((Tera))
*((Meiko))
*((Elbrus))
*((nCUBE))
*((iWarp))
*((سیستم رایانه های پیرو))
*(( فن وری هرمی))
*((سیستم ابر رایانه))
*((پژوهشکده ی مربع کندال«Kendall» ))
*((ریز رایانه|ریز رایانه ها))
*((کامپیوتر کوچک|مینی کامپیورها))
*((رایانه های بزرگ)) (mainframe)
*((محاسبه توزیعی))
*((رایانه های Flash mob))
---
!پیوندهای ارجی
*[http://en.wikipedia.org/wiki/Super_computer ]
*[http://www.top500.org/ ]
*[http://www.linuxhpc.org/ ]
*[http://www.clusterresources.com/ ]
#@^ |
