ما هي الحوسبة العالية الأداء , نرحب بكم زوارنا الأحبة والمميزين على موقع فيرال الذي يقدم لكم أفضل الحلول والإجابات النموذجية لاسئلة المناهج الدراسية، واليوم في هذا المقال سوف نتناول حل سؤال ما هي الحوسبة العالية الأداء , وفيما يلي نتعرف ما هو المقصود بالحوسبة العالية الأداء ..
المحتويات
ما هو المقصود بالحوسبة العالية الأداء ؟
الحوسبة عالية الأداء أو (HPC) يقصد بها استخدام المعالجة الموزعة في تشغيل التطبيقات المتقدمة والمتطورة، التي لا يمكن تشغيلها على الحواسيب المستقلة، بكفاءة عالية ودقيقة وسريعة.
ويستخدم في هذه الحوسبة شبكة سريعة جدًا تربط بين مجموعة من الحواسيب العملاقة والخادمات المتقدمة والعناقيد الحسابية وبطاقات التسريع وبطاقات الشاشة، ويطلق مصطلح الحوسبة عالية الأداء على أي نظام يعمل بقدرة حسابية تتجاوز تيرا فلوب في الثانية.
ما هي الحوسبة العالية الأداء
المقصود بالحوسبة العالية الأداء هو استعمال المعالجة التفرعية والموزعة لتشغيل التطبيقات المتقدمة بكفاءة وبصورة موثوقة وسريعة ودقيقة، والتي لا يمكن تشغيلها على حواسيب مستقلة. ويستعمل لذلك شبكة سريعة جدًّا تربط مجموعة من المخدِّمات المتقدمة والحواسيب العملاقة والعناقيد الحسابية (Computing Clusters) وبطاقات الشاشة وبطاقات التسريع. ينطبق المصطلح HPC خصوصًا على الأنظمة التي تعمل بقدرة حسابية أعلى من تيرافلوب في الثانية، حيث يوزَّع العمل على عدد من نوى المعالجات، وعلى تطوير نظم قراءة وتخزين البيانات على الأقراص الصُّلبة بدقة وسرعة متناهيتين، إضافة إلى توفير حماية البيانات المتداولة في النظام.
كما يكلف بناء مركز حوسبة عالي الأداء غاليًا، لذلك فإن اقتناء هذه المراكز يتطلب جهدًا حكوميًّا أو تشاركيًّا على مستوى عدة مؤسسات، ويمكن استئجار تشغيل التطبيقات الموزعة الخاصة بالحوسبة العالية الأداء عن بعد عن طريق الشبكة أو الإنترنت ودفع كلفة تشغيل التطبيق. يتناول هذا المقال كيفية تشغيل تطبيق نمذجة على حاسوب واحد أو أكثر، ومن ثم التمهيد لبناء عنقود حسابي (HPC Cluster) يمكن وضعه في الخدمة ضمن شبكتك المحلية.
من مجالات استعمال الحوسبة العالية الأداء ؟
يتم استعمال الحوسبة عالية الأداء , إذا أخذنا التكلفة المرتفعة جدًّا لتجهيزات الحوسبة العالية الأداء بالحسبان، فإننا نستعملها في مجالات محدّدة، نذكر منها ما يلي :
- مختبرات البحوث: يُستعمل HPC لمساعدة العلماء في العثور على مصادر الطاقة المتجددة، وفهم تطور عالمنا، والتنبؤ وتتبع العواصف، وإنشاء مواد جديدة.
- وسائل الإعلام والترفيه: يُستعمل HPC لتحرير الأفلام، فهي تقدم تأثيرات خاصة تثير الإعجاب.
- النفط والغاز: يُستعمل HPC لتحديد مناطق الآبار الجديدة والمساعدة على زيادة الإنتاج من الآبار الموجودة على نحوٍ أدق.
- الذكاء الصنعي وتعلم الآلة: يُستعمل HPC للكشف عن الاحتيال على بطاقات الائتمان، وتقديم الدعم الفني الموجّه ذاتيًّا، وتحسين تقنيات فحص السرطان.
- الخدمات المالية: يُستعمل HPC لتعقب مؤشرات الأسهم في الوقت الحقيقي وأتمتة التداول.
- يُستعمل HPC للمساعدة في تطوير علاج أمراض مثل السكري والسرطان، ولتمكين تشخيص المريض بسرعة ودقة أكبر.
- النمذجة العددية والمحاكاة: تَستعمل شركات تصنيع الطيران والسيارات هذا النوع من الحوسبة لحساب المعاملات الأيروديناميكية على الجسم المتحرك (حرارة، ضغط،…. )، ودراسة أثر تصادم نماذج السيارات، وذلك لاكتشاف نقاط الضعف في السيارة والرقي بمستويات الأمان. ويتم ذلك بتقسيم الجسم المراد دراسته إلى شبكة من ملايين النقاط من العناصر الصغيرة (الشكل 1) ثم إطلاق الحسابات التفرعية على نقاط الشبكة التي تمثل النسخة الرقمية من السيارة، وبعد ذلك تُجمَّع نتائج هذه الحسابات الجزئية ويعاد بناء النموذج الأصلي ويقيَّم تصميمه، وهذه الحسابات لا يمكن إنجازها على حاسوب واحد مهما بلغت قوته.