ومهد "سيمرغ" باعتباره أول حاسوب عملاق وطني، الطريق لبناء حاسوب "مريم" العملاق الأكثر قوة، والذي تم تصميمه بقدرة معالجة أكبر من 100 ضعفا.

تُعرف أجهزة الكمبيوتر العملاقة بأنها أنظمة الحوسبة الأكثر تقدمًا وقوة في العالم. وتتمتع هذه الأنظمة بالقدرة على إجراء حسابات معقدة للغاية ومعالجة البيانات الكبيرة وتستخدم في مجالات مختلفة، بما في ذلك البحث العلمي، التنبؤ بالطقس، المحاكاة الفيزيائية والكيميائية وحتى تحليل البيانات الضخمة.

وفي هذا التقرير سنتعرف على أجهزة الكمبيوتر العملاقة، التاريخ، الدول الرائدة، أفضل أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم، حالة أجهزة الكمبيوتر العملاقة في إيران، ونستعرض اثنين من أجهزة الكمبيوتر العملاقة، تحت عنوان "سيمرغ" و"مريم".

يطلق الكمبيوتر العملاق على جهاز كمبيوتر يتمتع بقدرة معالجة هائلة ويمكنه إجراء مليارات العمليات الحسابية في الثانية. وتحتوي هذه الأنظمة عادةً على آلاف المعالجات والذاكرات الكبيرة جدًا، وهي مصممة للتعامل مع مهام متعددة في وقت واحد. ويتم نشر أجهزة الكمبيوتر العملاقة عادةً في مراكز البيانات الكبيرة باستخدام تقنيات متقدمة مثل المعالجة المتوازية والتخزين الموزع.

يعود تاريخ أجهزة الكمبيوتر العملاقة إلى الستينيات. وفي ذلك الوقت، تم بناء أول أجهزة الكمبيوتر العملاقة من قبل شركات مثل IBM وشركة Control Data Corporation. وأحد أول الحواسيب الفائقة كان CDC 6600، الذي صممه وصنعه سيمور كراي في عام 1964 للميلاد. وكان هذا النظام يُعرف بأنه أسرع كمبيوتر في العالم في ذلك الوقت، وكان قادرًا على معالجة 3 ملايين تعليمات في الثانية.

في العقود التالية، تم تحسين أجهزة الكمبيوتر العملاقة بشكل مستمر مع تقدم التكنولوجيا وزيادة الحاجة إلى الحسابات المعقدة. وفي الثمانينيات، أصبحت أجهزة الكمبيوتر العملاقة تستخدم على نطاق واسع في المجالات العلمية والبحثية. ومع ظهور الإنترنت وزيادة كمية البيانات، أصبحت الحاجة إلى أجهزة الكمبيوتر العملاقة أكثر من ذي قبل.

الدول الرائدة في مجال الحواسيب الفائقة

يعتبر اليوم، العديد من البلدان رائدة في تطوير واستغلال أجهزة الكمبيوتر العملاقة. ومن هذه الدول يمكن ذكر ما يلي:

الولايات المتحدة الأمريكية:

تعد أمريكا رائدة في تطوير أجهزة الكمبيوتر العملاقة مع شركات مثل IBM وCray وNVIDIA. كما أنه توجد أجهزة الكمبيوتر العملاقة مثل Summit وFugaku في هذا البلد.

الصين:

لقد تطورت الصين بسرعة في مجال أجهزة الكمبيوتر العملاقة في السنوات الأخيرة. وتوجد أجهزة الكمبيوتر العملاقة مثل Sunway TaihuLight وTianhe-2 في الصين وهي تحتل مرتبة عالية في قائمة أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم.

اليابان:

قد حققت اليابان أيضًا تقدمًا كبيرًا في هذا المجال من خلال الكمبيوتر العملاق Fugaku، والذي تم الاعتراف به كأسرع كمبيوتر فائق السرعة في العالم في عام 2020 للميلاد.

الدول الأوروبية:

كما تنشط الدول الأوروبية مثل ألمانيا وفرنسا وإنجلترا بشكل كبير في مجال الحواسيب الفائقة وقد طورت حواسيب عملاقة مثل JUWELS وMareNostrum.

أفضل أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم

تأتي أفضل أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم بناءً على قوة المعالجة والقدرة على إجراء العمليات الحسابية كما يلي:

فوجاكو (Fugaku):

يُعرف هذا الكمبيوتر العملاق الموجود في اليابان بأنه أسرع كمبيوتر فائق السرعة في العالم حيث تبلغ قوة معالجته 442 بيتافلوبس (بيتافلوبس يعادل مليون مليار عملية حسابية في الثانية). ويُستخدم فوجاكو في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك الأبحاث الطبية ومحاكاة المناخ.

Summit:

يقع هذا الكمبيوتر العملاق في الولايات المتحدة ويعرف بأنه أحد أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة حيث تبلغ قوة المعالجة 200 بيتافلوبس. ويستخدم Summit في المجالات العلمية والبحثية مثل المحاكاة الجزيئية والأبحاث الجينية.

Sunway TaihuLight:

يقع هذا الحاسوب العملاق أيضًا في الصين، ويتمتع بقدرة معالجة تصل إلى 93 بيتافلوبس، ويُعرف بأنه أحد أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة. ويستخدم TaihuLight في مختلف المجالات العلمية والصناعية.

سييرا (Sierra):

هذا الحاسوب العملاق موجود أيضًا في الولايات المتحدة وتصل قوة معالجته إلى 94 بيتافلوبس، ويستخدم في المجالات العسكرية والبحوثات العلمية.

بيرلماتر(Perlmutter:):

هذا الحاسوب العملاق الموجود في الولايات المتحدة، وتصل قوة معالجته إلى 64 بيتافلوبس، ويستخدم في الأبحاث والمجالات العلمية.

وضع إيران في مجال الحواسيب العملاقة

قامت إيران ببناء العديد من أجهزة الكمبيوتر العملاقة، وأهمها أجهزة الكمبيوتر العملاقة "سيمرغ" و"مريم".

ويعد حاسوب "سيمرغ" الوطني العملاق أحد أكثر مشاريع تكنولوجيا المعلومات تقدمًا في إيران، والذي تم إطلاقه بالتعاون مع وزارة العلوم، البحوث والتكنولوجيا، وزارة الاتصالات وتكنولوجيا المعلومات (معهد الاتصالات وتكنولوجيا المعلومات) والمعاونية العلمية لرئاسة الجمهورية والتكنولوجيا وبجهود أساتذة وطلاب جامعة "أمير كبير" للتكنولوجيا في عام 2021م. واسم هذا الكمبيوتر العملاق مستوحى من الطائر الأسطوري في إيران القديمة، باسم "سيمرغ".

تم تصميم وتطوير هذا الكمبيوتر العملاق، الذي يعتبر أقوى كمبيوتر خارق في إيران، في فترة تزيد عن عام واحد. ولقد تم إنتاج معظمها في البلاد وأيضا تم استيراد جزء من أجهزتها من الخارج. وقد قدرت تكلفة تصميم وتطوير هذا المشروع الوطني بـ 100 مليار تومان (ما يعادل 4.5 مليون دولار).

تم تصميم البنية التحتية لهذا الحاسوب العملاق في مساحة تقريبية تبلغ 250 مترا مربعا، قابلة للتوسيع إلى 400 متر مربع. وتبلغ سعة "سيمرغ" 42 رفًا، ويمكن توسيعها إلى المزيد من الرفوف في المرحلة التالية.

تم بناء هذا الكمبيوتر العملاق بناءً على معيار المستوى الثالث (TIA-942) ويتمتع بقوة معالجة تبلغ 5 بيتافلوبسات، والتي ستصل إلى 10 بيتافلوبسات في مراحل التطوير.

وللاستفادة من خدمات هذا الحاسوب العملاق، تم إنشاء مكتب خدمات بمساحة 180 مترًا مربعًا في برج التكنولوجيا 2 بجامعة أميركبير للتكنولوجيا. ويتم توفير الكهرباء التي تستهلكها خوادم "سيمرغ" من مسارين مستقلين والمكونات الإضافية من محطتي طاقة منفصلتين. ويتم استيعاب التكرار في استهلاك الطاقة ونظام التبريد ومكونات البنية التحتية الأخرى بشكل كامل لتحقيق التوفر العالي.

يحتوي حاسوب "سيمرغ" العملاق على حوالي 180 خادم معالجة قوي يستخدم أحدث جيل من معالجات Intel Xeon Scalable وAMD EPYC. ويحتوي النظام أيضًا على أكثر من بيتابايت من سعة التخزين، نصفها يأتي من تقنية التخزين المستندة إلى البرامج (SDS)، وأقراص NVMe وIntel Optane. وهذه التقنيات أسرع بما يصل إلى ثلاث مرات من محركات أقراص الحالة الصلبة التجارية.

وفيما يتعلق بمعالجات الرسومات، يستخدم "سيمرغ" نماذج RTX3090 وV100S وA100. ويستخدم وحدة معالجة الرسومات A100 المزودة بذاكرة سعة 40 جيجابايت أحدث التقنيات لتطبيقات الذكاء الاصطناعي والمعالجة فائقة السرعة وتحليل البيانات الضخمة، وتعتبر من أقوى الأدوات في هذا المجال.

قدمت البنية التحتية الشبكية لهذا الكمبيوتر العملاق نطاقًا تردديًا مخصصًا يبلغ 200 جيجابت مع تأخير يبلغ حوالي 300 نانو ثانية بين كل من الخوادم والخوادم ذات منصات التخزين. وتعتبر هذه الميزة ضرورية وفعالة للحوسبة عالية السرعة (HPC) وتطبيقات تحليل البيانات الضخمة التي تتطلب اتصال مجموعة لمجموعة من الخوادم.

حاسوب "مريم" العملاق

بدأ التخطيط لتطوير الكمبيوتر العملاق القادم في إيران، والذي يحمل اسم "مريم"، خلال السنوات الماضية. وهذا الكمبيوتر العملاق، الذي استوحي اسمه من "مريم ميرزاخاني"، عالمة الرياضيات الإيرانية البارزة، سيكون لديه قوة معالجة أكبر 100 مرة من "سيمرغ".

ويعد حاسوب "مريم" العملاق، المشتق من اسم العالمة الإيرانية البارزة "مريم ميرزاخاني"، رمزا لجهود إيران للتقدم في مجال التقنيات المتقدمة. وتم تصميم وبناء هذا الكمبيوتر العملاق بهدف تلبية الاحتياجات المتزايدة للبلاد في مجال معالجة البيانات الضخمة وإجراء العمليات الحسابية المعقدة.

وتشكلت فكرة بناء حاسوب "مريم" العملاق في أعقاب حاجة البلاد المتزايدة إلى قوة معالجة عالية لإجراء الأبحاث العلمية وعمليات المحاكاة المعقدة وتطوير تقنيات جديدة. وبسبب العقوبات الدولية والقيود المفروضة للوصول إلى التقنيات المتقدمة، فتم طرح بناء حاسوب عملاق وطني كضرورة استراتيجية.

كما تم اختيار تسمية هذا الكمبيوتر العملاق باسم "مريم ميرزاخاني"، عالمة الرياضيات الإيرانية العبقرية والحائزة على وسام فيلدز، كرمز للقدرة العلمية والإلهام لجيل الشباب. وفي نيسان/ أبريل 2020م، أعلن نائب وزير الاتصالات وتكنولوجيا المعلومات عن البدء في بناء حاسوب عملاق جديد بسعة 100 ضعف قدرة "سيمرغ".

وليست هناك معلومات تفصيلية حول المواصفات الفنية للكمبيوتر العملاق الخاص بـ "مريم" للجمهور. ومع ذلك، وبحسب التقارير المنشورة، يتمتع هذا الكمبيوتر العملاق بقدرة معالجة عالية جدًا وقادر على إجراء حسابات معقدة في مختلف المجالات العلمية والصناعية.

وتفيد التقارير أن قدرة المعالجة لهذا الكمبيوتر العملاق تزيد 100 ضعف عن قدرة الكمبيوتر العملاق السابق في إيران "سيمرغ". وتسمح هذه الزيادة الكبيرة في قوة المعالجة بإجراء حسابات أثقل وأكثر تعقيدًا.

يعتبر حاسوب "مريم" العملاق كأداة قوية، ويمكن استخدامه في مجالات متعددة، بما في ذلك:

البحوثات العلمية:

إجراء عمليات محاكاة معقدة في مجالات الفيزياء والكيمياء والأحياء والأرصاد الجوية وغيرها.

صناعات النفط والغاز:

نمذجة خزانات النفط والغاز، وتحسين عمليات الاستخراج.

الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي:

تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي ومعالجة البيانات الضخمة.

الطب والصيدلة:

البحوث الصيدلانية ومحاكاة الأمراض.

الجو والفضاء:

تصميم ومحاكاة الطائرات والمركبات الفضائية.

التنبؤ بالزلازل وإدارة الأزمات:

تحليل البيانات الزلزالية والتنبؤ بالزلازل.

يعتبر إنتاج حاسوب "مريم" العملاق خطوة مهمة نحو تطوير التقنيات المتقدمة في إيران. ويمكن لهذا الكمبيوتر العملاق أن يكون بمثابة بنية تحتية حيوية للتقدم العلمي والصناعي والاقتصادي للبلاد.

ونظراً للقيود المفروضة على الوصول إلى التكنولوجيات المتقدمة، فإن إنتاج كمبيوتر وطني عملاق يعزز استقلال إيران التكنولوجي. كما يمكن لهذا الحاسوب العملاق أن يكون بمثابة عامل محفز لجذب النخب وتطوير الموارد البشرية المتخصصة في مجال تكنولوجيا المعلومات.

تلعب أجهزة الكمبيوتر العملاقة باعتبارها أداة حيوية في عالم العلوم والتكنولوجيا، دورًا مهمًا في حل المشكلات والتقدم العلمي. وتعتبر الدول المتقدمة مثل الولايات المتحدة والصين واليابان وألمانيا رائدة في هذا المجال، وباستخدام التقنيات الجديدة، تم تطوير أجهزة الكمبيوتر العملاقة ذات قوة المعالجة العالية جدًا.

كما تقوم جمهورية إيران الإسلامية بتطوير مشاريع في هذا المجال وتحاول أن تكون من الدول القوية في هذا المجال.