ما هي الحوسبة العالية الأداء الحديثة، يشمل التطور في عالمنا الحديث عدة مجالات مختلفة وفي قطاعات مختلفة، ولكن أي تطوير في أي قطاع يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالتطور التقني والتكنولوجيا الحديثة. مثل أجهزة الكمبيوتر التي يتم تضمينها في الصناعة والتجارة والتعليم والترفيه وأي مجال، وكل هذا التطور التقني يعتمد على علم الحوسبة، وفي مقالتنا عبر هذا، سنتعرف على ماهية الحوسبة والحوسبة عالية الأداء وكل ما يتعلق بها.
ما هي الحوسبة العالية الأداء الحديثة
تعد الحوسبة من العلوم المهمة جدًا في الوقت الحاضر، والتي تتناول استخدام تكنولوجيا الكمبيوتر لإكمال المهام التي تخدم هدفًا، والتي تشمل عدة أمور تتعلق بتطوير التقنيات التكنولوجية ومواكبة التطور الرقمي في هذا المجال، مثل تصميم وتطوير البرمجيات وأنظمة البرمجيات، حيث تعمل الأجهزة لتنفيذ العمل، ماذا، تمامًا كما يتعامل علم الحوسبة مع تخزين المعلومات ومعالجتها، وعلماء الحوسبة، من خلال دراستهم وعملهم، يتوصلون إلى حلول مهمة في أكثرها فعالية الطريقة، أثناء إنشاء البرامج الأكثر ذكاءً وأمانًا، ويجب أن تكون هذه البرامج التي يطورونها آمنة وموثوقة وسهلة الاستخدام، وبشكل عام، يعتمد مجتمعنا إلى حد كبير على النمو على علوم الحوسبة، والعديد من منتجاتنا اليومية هي نتيجة هذا العلم .
ما هي الحوسبة عالية الأداء HPC
الحوسبة عالية الأداء، أو HPC، هي القدرة على معالجة البيانات وإجراء العمليات الحسابية المعقدة بسرعات عالية جدًا، وكتمثيل بسيط لحجم هذه السرعات، أو جهاز كمبيوتر محمول، أو حتى كمبيوتر مكتبي، بمعالج 3 جيجاهرتز، يمكن إجراء حوالي 3 مليارات عملية حسابية في الثانية، في حين أن هذا أسرع بكثير مما يمكن لأي إنسان تحقيقه، فإن هذا لا يكاد يذكر، مقارنة بحلول HPC، التي يمكن أن تؤدي أكثر من أربعة مليارات عملية حسابية في الثانية، لأنها تعالج هذه الحسابات المعقدة عبر خوادم متعددة بالتوازي، المعروفة باسم مجموعات الخوادم، تتكون من مئات أو حتى الآلاف من خوادم الحوسبة المتصلة عبر شبكة سريعة.
ما هو الحاسوب العملاق فائق السرعة
يعد الكمبيوتر العملاق أساس عمل الحوسبة عالية الأداء، حيث يتكون الحاسب العملاق من آلاف العقد الحاسوبية التي تعمل معًا لإتمام المهام، وعلى الرغم من وجودها لفترة طويلة، إلا أن الحواسيب العملاقة كانت تاريخيًا آلات مفردة فائقة السرعة، في حين أن أجهزة الكمبيوتر الحالية عالية الأداء، التي تم إنشاؤها باستخدام مجموعات ضخمة من الخوادم، مع وحدة معالجة مركزية واحدة أو أكثر، تجمع أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم قوة الحوسبة لتقديم أداء أعلى بشكل ملحوظ من الأجهزة الفردية، ومن خلال تطبيق المزيد من قوة الحوسبة باستخدام HPC، يمكن أن تكون المشكلات كثيفة البيانات تشغيل باستخدام مجموعات بيانات أكبر، فهذا يعزز وصف وفحص المشكلات بدقة أعلى ونطاق أكبر أو باستخدام المزيد من العناصر.
مزايا الحوسبة عالية الأداء HPC
تشمل الميزات التي يضمنها HPC العديد من الفوائد التي تعود على الإنسان في أي مجال من مجالات الحياة، وفي أي مكان وخاصة في عمل الشركات الكبيرة وغيرها، ومن أهم هذه الميزات
- توافر العرض والطلب بالنسبة للصناعات التنافسية، يمكن أن يؤدي الوصول السريع إلى المعلومات إلى إعطاء النشاط التجاري دفعة قوية للمنافسة.
- توفير المال تساعد المعالجة الأسرع الشركات على تحقيق نتائج أسرع، وبالتالي توفير المزيد من الأموال، وكذلك أصحاب الأعمال.
- تبسيط العمليات هذه الحوسبة، يمكنها تخصيص عمليات العمل في أي شركة، حتى يتمكن عمالها من القيام بالمزيد.
- توقع المستقبل هذه الحواسيب العملاقة قادرة على تحليل وإنتاج البيانات بمعدلات تنذر بالخطر.
- تحسين الحياة ويرتبط ذلك بمعرفتها بجميع المجالات، من قطاع الصحة إلى القطاع الصناعي إلى الاقتصاد وغيرها.
ما هي استخدامات الحوسبة عالية الأداء
إن استخدامات الحوسبة عالية الأداء واسعة النطاق، وفي أكثر من مجال من مجالات الحياة التي يتواجد فيها الناس، خاصة فيما يتعلق بالاستفادة من الصناعات التي يعتمد عليها الناس، ومن أهمها
- الرعاية الصحية يتم استخدام HPC لتخزين سجلات المرضى وتتبع العناصر الحيوية الخاصة بهم وتحليل فعالية الأدوية. تعد قوة الحوسبة العالية ضرورية أيضًا للعمليات المتقدمة والمعقدة مثل تسلسل الجينوم.
- مختبرات البحث تساعد HPC العلماء على اكتشاف مصادر الطاقة المتجددة، والتنبؤ بالعواصف الكارثية وتتبعها، وفهم الكون وتطوره، وتصميم مواد جديدة تدفع الابتكار الحديث.
- التخطيط الحضري مثل استخدام بيانات الاستشعار عن أنماط حركة المرور والطقس ومستويات الضوضاء، والتي ثبت أنها الأكثر أهمية للتخطيط الحضري. تساعد هذه البيانات أيضًا المدن الذكية في تحديد المشكلات طويلة الأجل، مثل تغير المناخ.
- التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي يتعلق هذا بالعديد من المجالات، مثل الكشف عن الاحتيال في بطاقات الائتمان، وتقديم الدعم الفني الموجه ذاتيًا، وحتى تحسين تقنيات فحص السرطان.
- التمويل والأعمال من ناحية الأعمال، فإنه يمنح الشركات ميزة تجارية، عندما يتعلق الأمر بخفة الحركة اليومية، وفيما يتعلق بالعملات المشفرة، يمكن لنظام HPC طباعة المفاتيح للوصول إلى عملات البيتكوين.
- الهندسة كمستشار لتكنولوجيا المعلومات، يمكن للمهندسين الآن اختبار تصميمات جديدة في عمليات محاكاة حاسوبية قوية.
- الوسائط والترفيه على سبيل المثال، يمكن استخدامها في تحرير الأفلام، وكذلك توفير تأثيرات كمبيوتر معقدة، والتي قد تكون مفاجأة.
مستقبل الحوسبة عالية الأداء والسعة
فهم التطور السريع لأجهزة الكمبيوتر العملاقة، عند النظر في تقدم السرعة والسعة في السنوات القليلة الماضية، ظهر الكمبيوتر العملاق Titan لأول مرة، في عام 2012 ميلادي، حيث كان له أداء مثير للإعجاب، وفي عام 2022 ميلادي طور خمسة أضعاف الحوسبة قوة تايتان، ويركز مستقبل الحاسبات على الأداء العالي على الكفاءة، وتحقيق المزيد بموارد أقل، وعلى الرغم من مستقبله المشرق والمزايا التي يقدمها في كثير من المجالات، لا تزال هناك عقبات أمامه، من حيث بناء الحواسيب العملاقة، والتي قد تكلف ملايين الدولارات، وهذا يمنعهم من الدخول في بعض المجالات، كما سيقتصر على الدول ذات الاقتصاديات القوية.
بهذه الطريقة نصل إلى نهاية مقالتنا التي كانت بعنوان ما هي الحوسبة عالية الأداء، والتي تعلمنا فيها ما هي الحوسبة والحوسبة عالية الأداء، واستخداماتها ومزاياها ومستقبلها، وكذلك ما هي الحواسيب الفائقة.