حاسوب عملاق

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 25 صور
الموسوعة الحرة

يعمل الحاسوب العملاق "إنتريبيد" من نوع بلو جين/بي في مختبر أرغون الوطني (في الصورة عام 2007) بـ 164000 نواة معالجة باستخدام تكييف هواء عادي لمراكز البيانات، موزعة في 40 رفًا/خزانة متصلة بشبكة حلقية ثلاثية الأبعاد عالية السرعة . [ 1 ] [ 2 ]

الحاسوب العملاق هو نوع من الحواسيب يتميز بأداء فائق مقارنةً بالحواسيب العامة. وتلعب الحواسيب العملاقة دورًا هامًا في مجال علوم الحوسبة ، وتُستخدم في نطاق واسع من المهام الحسابية المكثفة في مجالات متنوعة، تشمل ميكانيكا الكم ، والتنبؤات الجوية ، وأبحاث المناخ ، واستكشاف النفط والغاز ، والنمذجة الجزيئية (حساب هياكل وخصائص المركبات الكيميائية، والجزيئات الحيوية الكبيرة ، والبوليمرات، والبلورات)، والمحاكاة الفيزيائية (مثل محاكاة الديناميكا الهوائية ، ولحظات الكون الأولى، والأسلحة النووية ). كما أنها كانت أساسية في مجال تحليل الشفرات . [ 3 ]

يُقاس أداء الحواسيب العملاقة عادةً بوحدات عمليات الفاصلة العائمة في الثانية ( FLOPS ) بدلاً من ملايين التعليمات في الثانية (MIPS). ومنذ عام 2022، ظهرت حواسيب عملاقة من فئة إكساسكيل قادرة على أداء أكثر من 10 ^18  عملية FLOPS. [ 4 ] وللمقارنة، يتراوح أداء الحواسيب المكتبية بين مئات الجيغا فلوبس (10^ 11 ) وعشرات التيرا فلوبس (10 ^13 ). [ 5 ] [ 6 ] ومنذ نوفمبر 2017، تعمل جميع أسرع 500 حاسوب عملاق في العالم بأنظمة تشغيل مبنية على لينكس . [ 7 ] وتُجرى أبحاث إضافية في الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي وتايوان واليابان والصين لبناء حواسيب عملاقة من فئة إكساسكيل أسرع وأقوى وأكثر تطوراً من الناحية التقنية. [ 8 ]

ظهرت الحواسيب العملاقة في ستينيات القرن العشرين، ولعقودٍ عديدة، كان سيمور كراي يصنع أسرعها في شركة كونترول داتا (CDC) وشركة كراي للأبحاث والشركات اللاحقة التي تحمل اسمه أو شعاره. كانت أولى هذه الأجهزة عبارة عن تصاميم تقليدية عالية الأداء، تعمل بسرعة أكبر من نظيراتها ذات الأغراض العامة. ومع مرور الوقت، أُضيفت مستويات متزايدة من التوازي ، حيث تراوح عدد المعالجات النموذجية بين معالج واحد وأربعة . في سبعينيات القرن العشرين، هيمنت معالجات المتجهات التي تعمل على مصفوفات بيانات ضخمة. ومن الأمثلة البارزة على ذلك حاسوب كراي-1 الناجح للغاية الذي طُرح عام 1976. وظلت حواسيب المتجهات هي التصميم السائد حتى تسعينيات القرن العشرين. ومنذ ذلك الحين وحتى اليوم، أصبحت الحواسيب العملاقة ذات التوازي الهائل، والتي تضم عشرات الآلاف من المعالجات الجاهزة، هي المعيار. [ 9 ] [ 10 ]

لطالما كانت الولايات المتحدة رائدة في مجال الحواسيب العملاقة، بدايةً من هيمنة شركة كراي شبه المتواصلة، ثم لاحقًا من خلال مجموعة متنوعة من شركات التكنولوجيا. حققت اليابان تقدمًا ملحوظًا في هذا المجال خلال ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي، بينما ازداد نشاط الصين في مجال الحوسبة العملاقة في السنوات الأخيرة. اعتبارًا من يونيو 2026يُعدّ جهاز LineShine التابع للمركز الوطني للحوسبة الفائقة في شنتشن أسرع حاسوب فائق في العالم. [ 11 ] تمتلك الولايات المتحدة أربعة من أفضل عشرة حواسيب فائقة، بينما تمتلك إيطاليا اثنين، واليابان، وألمانيا، وسويسرا، والصين حاسوبًا فائقًا واحدًا لكل منها. [ 12 ]

تاريخ

لوحة دوائر من جهاز IBM 7030
جهاز CDC 6600. خلف وحدة التحكم، يوجد ذراعان من أذرع الخزانة ذات الشكل الموجب، وقد فُتحت أغطيتها. يحتوي كل ذراع من أذرع الجهاز على ما يصل إلى أربعة رفوف من هذا النوع. على اليمين يوجد نظام التبريد.
كاميرا كراي-1 محفوظة في المتحف الألماني

في عام 1960، قامت شركة يونيفاك ببناء حاسوب ليفرمور للأبحاث الذرية (LARC)، الذي يُعد اليوم من أوائل الحواسيب العملاقة، لصالح مركز الأبحاث والتطوير التابع للبحرية الأمريكية. وقد استخدم هذا الحاسوب ذاكرة أسطوانية عالية السرعة ، بدلاً من تقنية محركات الأقراص التي كانت حديثة الظهور آنذاك . [ 13 ] كما كان من بين أوائل الحواسيب العملاقة حاسوب IBM 7030 Stretch . وقد قامت شركة IBM ببناء حاسوب IBM 7030 لصالح مختبر لوس ألاموس الوطني ، الذي كان قد طلب في عام 1955 حاسوبًا أسرع بمئة ضعف من أي حاسوب موجود آنذاك. استخدم حاسوب IBM 7030 الترانزستورات ، وذاكرة النواة المغناطيسية، وتعليمات متسلسلة ، وبيانات مُجلبة مسبقًا عبر وحدة تحكم الذاكرة، بالإضافة إلى محركات أقراص رائدة ذات وصول عشوائي. اكتمل بناء حاسوب IBM 7030 في عام 1961، وعلى الرغم من عدم تحقيقه لتحدي زيادة الأداء بمئة ضعف، فقد اشتراه مختبر لوس ألاموس الوطني. كما اشترى العملاء في إنجلترا وفرنسا هذا الكمبيوتر، وأصبح أساسًا لجهاز IBM 7950 Harvest ، وهو حاسوب فائق مصمم لتحليل الشفرات . [ 14 ]

كان مشروع أطلس في جامعة مانشستر ، الذي بناه فريق بقيادة توم كيلبورن ، ثالث المشاريع الرائدة في مجال الحواسيب العملاقة في أوائل الستينيات. صمم كيلبورن أطلس بذاكرة تتسع لمليون كلمة من 48 بت ، ولكن نظرًا لارتفاع تكلفة التخزين المغناطيسي بهذه السعة، اقتصرت الذاكرة الأساسية الفعلية لأطلس على 16000 كلمة فقط، مع وجود أسطوانة تخزين إضافية تتسع لـ 96000 كلمة. وكان مُشرف أطلس يُبدّل البيانات على شكل صفحات بين الذاكرة المغناطيسية والأسطوانة. كما أدخل نظام تشغيل أطلس تقنية المشاركة الزمنية في الحوسبة العملاقة، مما سمح بتشغيل أكثر من برنامج واحد على الحاسوب العملاق في الوقت نفسه. [ 15 ] كان أطلس مشروعًا مشتركًا بين فيرانتي وجامعة مانشستر ، وصُمم للعمل بسرعات معالجة تقارب  ميكروثانية واحدة لكل تعليمة، أي حوالي  مليون تعليمة في الثانية. [ 16 ]

تم الانتهاء من تصميم جهاز CDC 6600 ، الذي صممه سيمور كراي ، عام 1964، وشكّل هذا الجهاز نقلة نوعية من ترانزستورات الجرمانيوم إلى ترانزستورات السيليكون . فقد مكّنت ترانزستورات السيليكون من العمل بسرعة أكبر، كما تم حل مشكلة ارتفاع درجة الحرارة بإضافة نظام تبريد إلى تصميم الحاسوب العملاق. [ 17 ] وبذلك، أصبح CDC 6600 أسرع حاسوب في العالم. ونظرًا لتفوقه على جميع الحواسيب الأخرى في ذلك الوقت بنحو عشرة أضعاف، فقد لُقّب بالحاسوب العملاق ، وساهم في تشكيل سوق الحوسبة الفائقة، حيث بيع مئة حاسوب بسعر 8 ملايين دولار أمريكي للواحد. [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

غادر كراي شركة CDC عام 1972 ليؤسس شركته الخاصة، كراي للأبحاث . [ 19 ] بعد أربع سنوات من مغادرته CDC، قدم كراي جهاز كراي-1  بسرعة 80 ميجاهرتز عام 1976، والذي أصبح أحد أنجح الحواسيب العملاقة في التاريخ. [ 22 ] [ 23 ] أُطلق جهاز كراي-2 عام 1985. كان مزودًا بثماني وحدات معالجة مركزية (CPU)، ونظام تبريد سائل ، حيث كان سائل التبريد الإلكتروني فلورينرت يُضخ عبر بنية الحاسوب العملاق . وصل إلى 1.9 جيجا فلوبس ، مما جعله أول حاسوب عملاق يتجاوز حاجز الجيجا فلوبس. [ 24 ] 

تصاميم متوازية ضخمة

خزانة لجهاز Blue Gene /L ذي المعالجات المتوازية الضخمة، تُظهر الشفرات المكدسة ، كل منها يحتوي على العديد من المعالجات.

كان حاسوب ILLIAC IV هو الحاسوب الوحيد الذي نافس أداء حاسوب Cray-1 بجدية في سبعينيات القرن الماضي . وكان هذا الجهاز أول مثال عملي لحاسوب متوازي ضخم حقيقي ، حيث عملت معالجات متعددة معًا لحل أجزاء مختلفة من مشكلة واحدة أكبر. وعلى عكس أنظمة المتجهات، المصممة لمعالجة تدفق بيانات واحد بأسرع ما يمكن، يقوم هذا الحاسوب بتغذية أجزاء منفصلة من البيانات إلى معالجات مختلفة تمامًا، ثم يعيد تجميع النتائج. اكتمل تصميم ILLIAC في عام 1966 بـ 256 معالجًا، وبلغت سرعته 1 جيجا  فلوبس، مقارنةً بذروة أداء Cray-1 في سبعينيات القرن الماضي التي بلغت 250  ميجا فلوبس. ومع ذلك، أدت مشاكل التطوير إلى بناء 64 معالجًا فقط، ولم يتمكن النظام من العمل بسرعة تتجاوز 200  ميجا فلوبس، على الرغم من كونه أكبر حجمًا وأكثر تعقيدًا من Cray. ومن المشاكل الأخرى صعوبة كتابة برامج النظام، وتطلب الوصول إلى ذروة أدائه جهدًا كبيرًا.

لكن النجاح الجزئي لجهاز ILLIAC IV اعتُبر على نطاق واسع مؤشراً على مستقبل الحوسبة الفائقة. عارض كراي هذا الرأي، قائلاً مازحاً: "لو كنتَ تحرث حقلاً، فأيهما تُفضّل؟ ثورين قويين أم 1024 دجاجة؟" [ 25 ] ولكن بحلول أوائل الثمانينيات، كانت عدة فرق تعمل على تصميمات متوازية تضم آلاف المعالجات، ولا سيما جهاز Connection Machine (CM) الذي طُوّر من أبحاث معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . استخدم جهاز CM-1 ما يصل إلى 65,536 معالجاً دقيقاً مُبسّطاً مُخصّصاً، مُتصلة معاً في شبكة لتبادل البيانات. وتلتها عدة إصدارات مُحدّثة؛ يُعدّ الحاسوب الفائق CM-5 حاسوباً ذا معالجة متوازية هائلة، قادراً على إجراء مليارات العمليات الحسابية في الثانية. [ 26 ]

في عام 1982، استخدم نظام LINKS-1 للرسومات الحاسوبية بجامعة أوساكا بنية معالجة متوازية ضخمة ، تضم 514 معالجًا دقيقًا ، منها 257 معالج تحكم من نوع Zilog Z8001 و257 معالجًا للفاصلة العائمة من نوع iAPX 86/20 . وقد استُخدم بشكل أساسي لعرض رسومات حاسوبية ثلاثية الأبعاد واقعية . [ 27 ] أما حاسوب VPP500 من فوجيتسو، الذي طُرح عام 1992، فهو غير مألوف، إذ استخدم معالجاته مادة GaAs لتحقيق سرعات أعلى ، وهي مادة تُستخدم عادةً في تطبيقات الموجات الدقيقة نظرًا لسميتها. [ 28 ] وفي عام 1994، تصدّر حاسوب فوجيتسو العملاق Numerical Wind Tunnel قائمة أسرع الحواسيب الحاسوبية بسرعة قصوى بلغت 1.7 جيجا فلوبس (GFLOPS) لكل معالج. [ 29 ] [ 30 ] حقق جهاز هيتاشي SR2201 ذروة أداء بلغت 600 جيجا فلوبس في عام 1996 باستخدام 2048 معالجًا متصلة عبر شبكة متقاطعة ثلاثية الأبعاد سريعة . [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] كان بإمكان جهاز إنتل باراغون أن يحتوي على ما بين 1000 و4000 معالج من نوع إنتل i860 بتكوينات مختلفة، وقد صُنِّف كأسرع جهاز في العالم عام 1993. كان باراغون جهازًا متعدد الوسائط (MIMD) يربط المعالجات عبر شبكة ثنائية الأبعاد عالية السرعة، مما يسمح بتنفيذ العمليات على عُقد منفصلة، ​​والتواصل عبر واجهة تمرير الرسائل ( MSIP) . [ 34 ]  

ظل تطوير البرمجيات يمثل تحديًا، لكن سلسلة CM حفزت أبحاثًا مكثفة في هذا المجال. وقد صممت العديد من الشركات نماذج مشابهة باستخدام مكونات مخصصة، منها Evans & Sutherland ES-1 و MasPar و nCUBE و Intel iPSC و Goodyear MPP . ولكن بحلول منتصف التسعينيات، تحسن أداء وحدات المعالجة المركزية للأغراض العامة بشكل كبير، ما سمح ببناء حاسوب فائق باستخدامها كوحدات معالجة فردية، بدلًا من استخدام رقائق مخصصة. ومع مطلع القرن الحادي والعشرين، أصبحت التصاميم التي تضم عشرات الآلاف من وحدات المعالجة المركزية التجارية هي السائدة، مع إضافة وحدات معالجة رسومية لاحقًا في الأجهزة. [ 9 ] [ 10 ]

في عام ١٩٩٨، طوّر ديفيد بدر أول حاسوب عملاق يعمل بنظام لينكس باستخدام مكونات متوفرة تجاريًا. [ ٣٥ ] أثناء دراسته في جامعة نيو مكسيكو، سعى بدر إلى بناء حاسوب عملاق يعمل بنظام لينكس باستخدام مكونات جاهزة للاستخدام وشبكة ربط عالية السرعة ومنخفضة زمن الاستجابة. استخدم النموذج الأولي مجموعة "ألتا كلاستر" من شركة ألتا تكنولوجيز، والتي تضم ثمانية  حواسيب ثنائية المعالجات من نوع إنتل بنتيوم ٢ بتردد ٣٣٣ ميجاهرتز، تعمل بنواة لينكس معدّلة. قام بدر بنقل كمية كبيرة من البرامج لتوفير دعم لينكس للمكونات الضرورية، بالإضافة إلى شفرة برمجية من أعضاء التحالف الوطني لعلوم الحوسبة (NCSA) لضمان التوافق، حيث لم يسبق تشغيل أي منها على لينكس من قبل. [ ٣٦ ] بالاستفادة من تصميم النموذج الأولي الناجح، قاد بدر تطوير "رود رنر"، أول حاسوب عملاق يعمل بنظام لينكس للاستخدام المفتوح من قبل مجتمع العلوم والهندسة الوطني عبر الشبكة التكنولوجية الوطنية التابعة للمؤسسة الوطنية للعلوم. بدأ استخدام جهاز RoadRunner في الإنتاج في أبريل 1999. عند إطلاقه، كان يُعتبر من بين أسرع 100 حاسوب فائق في العالم. [ 36 ] [ 37 ] على الرغم من وجود مجموعات حاسوبية تعمل بنظام Linux وتستخدم مكونات من الفئة الاستهلاكية، مثل Beowulf ، قبل تطوير نموذج Bader الأولي وجهاز RoadRunner، إلا أنها كانت تفتقر إلى قابلية التوسع وعرض النطاق الترددي وقدرات الحوسبة المتوازية اللازمة لاعتبارها حواسيب فائقة "حقيقية". [ 36 ]

حصة وحدة المعالجة المركزية من أفضل 500
رسم تخطيطي لوصلة حلقية ثلاثية الأبعاد تستخدمها أنظمة مثل Blue Gene و Cray XT3 وما إلى ذلك.

تتخذ الأنظمة التي تحتوي على عدد هائل من المعالجات عادةً أحد مسارين. في نهج الحوسبة الشبكية ، تُستغل قوة المعالجة للعديد من أجهزة الكمبيوتر، المنظمة في نطاقات إدارية موزعة ومتنوعة، بشكل انتهازي كلما توفر جهاز كمبيوتر. [ 38 ] في نهج آخر، تُستخدم العديد من المعالجات بالقرب من بعضها البعض، كما هو الحال في مجموعة حواسيب . في مثل هذا النظام المركزي المتوازي بشكل هائل، تُعد سرعة ومرونة...أصبحت تقنية الربط البيني بالغة الأهمية، وقد استخدمت الحواسيب العملاقة الحديثة مناهج متنوعة تتراوح بينإنفينيباندووصلات التوروسثلاثية الأبعاد. [ 39 ] [ 40 ] ويُعدّ استخدامالمعالجات متعددة النوىمع المركزية اتجاهًا ناشئًا، كما هو الحال فينظامسايكلوبس 64. [ 41 ] [ 42 ]

مع تحسن سعر وأداء وكفاءة استهلاك الطاقة لوحدات معالجة الرسومات للأغراض العامة (GPGPUs)، بدأ عدد من الحواسيب العملاقة فائقة الأداء (بيتافلوبس) مثل تيانخه-1 ونيبولاي بالاعتماد عليها. [ 43 ] ومع ذلك، لا تزال أنظمة أخرى، مثل حاسوب K، تستخدم معالجات تقليدية مثل تصميمات SPARC ، وقد كان مدى ملاءمة وحدات معالجة الرسومات للأغراض العامة في تطبيقات الحوسبة عالية الأداء موضع نقاش، فبينما يمكن ضبط وحدة معالجة الرسومات لتحقيق أداء جيد في معايير محددة، إلا أن ملاءمتها للخوارزميات اليومية قد تكون محدودة ما لم يُبذل جهد كبير لضبط التطبيق عليها. [ 44 ] ومع ذلك، تكتسب وحدات معالجة الرسومات (GPUs) زخمًا، وفي عام 2012، تم تحويل حاسوب جاغوار العملاق إلى تيتان عن طريق تحديث وحدات المعالجة المركزية (CPUs) بوحدات معالجة الرسومات. [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]

يبلغ العمر الافتراضي المتوقع لأجهزة الكمبيوتر عالية الأداء حوالي ثلاث سنوات قبل الحاجة إلى الترقية. [ 48 ] يتميز حاسوب جيوكو العملاق بأنه يستخدم تصميمًا متوازيًا للغاية ونظام تبريد بالغمر السائل .

الحواسيب العملاقة ذات الأغراض الخاصة

تم تصميم عدد من الأنظمة المتخصصة، المخصصة لحل مشكلة واحدة. يتيح ذلك استخدام رقائق FPGA مبرمجة خصيصًا أو حتى دوائر متكاملة مخصصة (ASICs) ، مما يوفر نسب أداء/سعر أفضل على حساب العمومية. من أمثلة الحواسيب العملاقة المتخصصة: Belle [ 49 ]، و Deep Blue [ 50 ] ، و Hydra [ 51 ] للعب الشطرنج ، و Gravity Pipe للفيزياء الفلكية [ 52 ] ، وMDGRAPE-3 للتنبؤ ببنية البروتين وديناميكيات الجزيئات [ 53 ] ، و Deep Crack لفك تشفير DES [ 54 ] .

استخدام الطاقة وإدارة الحرارة

كان حاسوب " سميت" العملاق، حتى نوفمبر 2018، أسرع حاسوب عملاق في العالم. [ 55 ] وبكفاءة طاقة مُقاسة تبلغ 14.668 جيجا فلوبس/واط، يُعد أيضًا ثالث أكثر الحواسيب كفاءة في استهلاك الطاقة على مستوى العالم. [ 56 ]

على مرّ العقود، ظلّت إدارة كثافة الحرارة مشكلةً رئيسيةً لمعظم الحواسيب العملاقة المركزية. [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] وقد يكون لكمية الحرارة الكبيرة التي يُولّدها النظام آثارٌ أخرى، مثل تقليل عمر مكونات النظام الأخرى. [ 60 ] وقد تنوّعت أساليب إدارة الحرارة، بدءًا من ضخّ مادة الفلورينرت عبر النظام، وصولًا إلى نظام تبريد هجين سائل-هوائي أو التبريد الهوائي بدرجات حرارة تكييف الهواء العادية . [ 61 ] [ 62 ] يستهلك الحاسوب العملاق النموذجي كمياتٍ كبيرةً من الطاقة الكهربائية، يتحوّل معظمها إلى حرارة، ممّا يستدعي التبريد. على سبيل المثال، يستهلك حاسوب تيانخه-1A ما مقداره 4.04 ميغاواط من الكهرباء. [ 63 ] وقد تكون تكلفة تشغيل النظام وتبريده باهظة، فعلى سبيل المثال، تبلغ تكلفة 4 ميغاواط بسعر 0.10 دولار/كيلوواط ساعة 400 دولار في الساعة، أو حوالي 3.5 مليون دولار سنويًا.  

شفرة IBM HS20

تُعدّ إدارة الحرارة مشكلة رئيسية في الأجهزة الإلكترونية المعقدة، وتؤثر على أنظمة الحاسوب القوية بطرقٍ شتى. [ 64 ] تتجاوز مشكلات تصميم الطاقة الحرارية وتبديد طاقة وحدة المعالجة المركزية في الحوسبة الفائقة تلك التي تواجهها تقنيات تبريد الحواسيب التقليدية . وتعكس جوائز الحوسبة الفائقة للحوسبة الخضراء هذه المشكلة. [ 65 ] [ 66 ] [ 67 ]

يؤدي تكديس آلاف المعالجات معًا حتمًا إلى توليد كميات كبيرة من الحرارة التي تتطلب معالجة. كان نظام التبريد السائل Cray-2 يستخدم تقنية "شلال التبريد" من فلورينرت ، حيث يتم دفع سائل التبريد عبر الوحدات تحت ضغط عالٍ. [ 61 ] مع ذلك، لم يكن أسلوب التبريد السائل المغمور عمليًا لأنظمة الخزائن المتعددة القائمة على معالجات جاهزة، ولذا طُوّر في نظام System X نظام تبريد خاص يجمع بين تكييف الهواء والتبريد السائل بالتعاون مع شركة ليبرت . [ 62 ]

في نظام بلو جين ، استخدمت شركة آي بي إم معالجات منخفضة الطاقة عمدًا للتعامل مع كثافة الحرارة. [ 68 ] أما جهاز آي بي إم باور 775 ، الذي طُرح عام 2011، فيحتوي على عناصر متراصة تتطلب تبريدًا مائيًا. [ 69 ] ويستخدم نظام آي بي إم أكواسار التبريد بالماء الساخن لتحقيق كفاءة الطاقة، حيث يُستخدم الماء أيضًا لتدفئة المباني. [ 70 ] [ 71 ]

تُقاس كفاءة الطاقة لأنظمة الحاسوب عمومًا بوحدة " FLOPS لكل واط ". في عام 2008، بلغ أداء حاسوب Roadrunner من شركة IBM 376 ميجا فلوبس/واط . [ 72 ] [ 73 ] في نوفمبر 2010، وصل جهاز Blue Gene/Q إلى 1684  ميجا فلوبس/واط [ 74 ] وفي يونيو 2011 احتلت أجهزة Blue Gene في نيويورك المركزين الأول والثاني في قائمة Green 500 (أحدها حقق 2097 ميجا فلوبس/واط) بينما احتلت مجموعة DEGIMA في ناغازاكي المركز الثالث بـ 1375 ميجا فلوبس/واط. [ 75 ]  

نظرًا لقدرة أسلاك النحاس على نقل الطاقة إلى الحواسيب العملاقة بكثافة طاقة أعلى بكثير من قدرة الهواء القسري أو المبردات المتداولة على إزالة الحرارة المهدرة ، [ 76 ] فإن قدرة أنظمة التبريد على إزالة الحرارة المهدرة تُعد عاملًا مُحددًا. [ 77 ] [ 78 ] اعتبارًا من عام 2015تتمتع العديد من الحواسيب العملاقة الحالية بسعة بنية تحتية تفوق ذروة الطلب الفعلي للجهاز ، ولذلك يصمم المصممون عادةً بنية الطاقة والتبريد بشكل متحفظ لتستوعب طاقة كهربائية تتجاوز ذروة الاستهلاك النظري للحاسوب العملاق. أما تصاميم الحواسيب العملاقة المستقبلية فهي محدودة الطاقة ، حيث أن الطاقة الحرارية التصميمية للحاسوب العملاق ككل، أي الكمية التي يمكن لبنية الطاقة والتبريد استيعابها، تزيد قليلاً عن استهلاك الطاقة الطبيعي المتوقع، ولكنها أقل من ذروة استهلاك الطاقة النظري للأجهزة الإلكترونية. [ 79 ]  

إدارة البرامج والأنظمة

أنظمة التشغيل

منذ نهاية القرن العشرين، شهدت أنظمة تشغيل الحواسيب العملاقة تحولات جذرية، استنادًا إلى التغيرات في بنية هذه الحواسيب . [ 80 ] فبينما كانت أنظمة التشغيل المبكرة تُصمم خصيصًا لكل حاسوب عملاق لزيادة سرعته، اتجهت الجهود نحو التخلي عن أنظمة التشغيل الداخلية والاعتماد على برامج عامة مثل لينكس . [ 81 ]

بما أن الحواسيب العملاقة الحديثة ذات المعالجة المتوازية الضخمة تفصل عادةً العمليات الحسابية عن الخدمات الأخرى باستخدام أنواع متعددة من العُقد ، فإنها عادةً ما تُشغّل أنظمة تشغيل مختلفة على عُقد مختلفة، على سبيل المثال، استخدام نواة صغيرة وفعّالة وخفيفة الوزن مثل CNK أو CNL على عُقد الحوسبة، ولكن نظامًا أكبر مثل توزيعة لينكس كاملة على عُقد الخوادم وعُقد الإدخال/الإخراج . [ 82 ] [ 83 ] [ 84 ]

في حين أن جدولة المهام في نظام حاسوبي تقليدي متعدد المستخدمين تُعتبر في الواقع مشكلة تخصيص للموارد الحاسوبية والطرفية، فإن نظام إدارة المهام في نظام متوازي ضخم يحتاج إلى إدارة تخصيص كل من الموارد الحاسوبية وموارد الاتصال، بالإضافة إلى التعامل بسلاسة مع أعطال الأجهزة الحتمية عند وجود عشرات الآلاف من المعالجات. [ 85 ]

على الرغم من أن معظم الحواسيب العملاقة الحديثة تستخدم أنظمة تشغيل مبنية على لينكس ، إلا أن لكل مصنّع توزيعة لينكس خاصة به، ولا يوجد معيار صناعي موحد، ويعود ذلك جزئيًا إلى أن الاختلافات في بنية الأجهزة تتطلب تعديلات لتحسين نظام التشغيل بما يتناسب مع كل تصميم. [ 80 ] [ 86 ]

أدوات البرمجيات وتبادل الرسائل

منظر بزاوية واسعة لجهاز الارتباط ALMA [ 87 ]

غالباً ما تفرض البنية المتوازية للحواسيب العملاقة استخدام تقنيات برمجة خاصة للاستفادة من سرعتها. تشمل أدوات البرمجيات للمعالجة الموزعة واجهات برمجة التطبيقات القياسية مثل MPI [ 88 ] و PVM و VTL ، بالإضافة إلى برمجيات مفتوحة المصدر مثل Beowulf .

في السيناريو الأكثر شيوعًا، تُستخدم بيئات مثل PVM و MPI للمجموعات ذات الاتصال الضعيف، و OpenMP للأجهزة ذات الذاكرة المشتركة المنسقة بإحكام. يتطلب تحسين الخوارزمية لخصائص الاتصال البيني للجهاز الذي ستُشغَّل عليه جهدًا كبيرًا؛ والهدف هو منع أي من وحدات المعالجة المركزية من إضاعة الوقت في انتظار البيانات من العقد الأخرى. تحتوي وحدات معالجة الرسومات للأغراض العامة (GPGPUs) على مئات من نوى المعالجة، وتُبرمج باستخدام نماذج برمجة مثل CUDA أو OpenCL .

علاوة على ذلك، يُعدّ تصحيح أخطاء البرامج المتوازية واختبارها أمراً بالغ الصعوبة. ويتطلب اختبار هذه التطبيقات وتصحيح أخطائها استخدام تقنيات خاصة .

الحوسبة الفائقة الموزعة

الأساليب الانتهازية

مثال على بنية نظام الحوسبة الشبكية الذي يربط العديد من أجهزة الكمبيوتر الشخصية عبر الإنترنت

الحوسبة الفائقة الانتهازية هي شكل من أشكال الحوسبة الشبكية ، حيث يقوم "حاسوب افتراضي فائق" مكون من العديد من أجهزة الحوسبة التطوعية المترابطة بشكل فضفاض بأداء مهام حوسبة ضخمة. وقد طُبقت الحوسبة الشبكية على عدد من المشكلات واسعة النطاق التي تتطلب أداءً فائقًا. ومع ذلك، فإن أساليب الحوسبة الشبكية والسحابية الأساسية التي تعتمد على الحوسبة التطوعية لا تستطيع التعامل مع مهام الحوسبة الفائقة التقليدية، مثل محاكاة ديناميكيات الموائع. [ 89 ]

يُعدّ مشروع الحوسبة التطوعية Folding@home (F@h) أسرع نظام حوسبة شبكية . اعتبارًا من أبريل 2020 أفاد برنامج F@h بقدرة معالجة تبلغ 2.5  إكسا فلوبس على معالجات x86  . ومن هذه القدرة، ساهم العملاء الذين يعملون على وحدات معالجة رسومية مختلفة بأكثر من 100 بيتافلوب، بينما ساهم الباقي أنظمة معالجة مركزية مختلفة. [ 90 ]

تستضيف منصة بيركلي للبنية التحتية المفتوحة للحوسبة الشبكية (BOINC) عددًا من مشاريع الحوسبة التطوعية. اعتبارًا من فبراير 2017 سجلت شركة BOINC قوة معالجة تزيد عن 166  بيتافلوب من خلال أكثر من 762  ألف جهاز كمبيوتر نشط (مضيف) على الشبكة. [ 91 ]

اعتبارًا من أكتوبر 2016 حققت عملية البحث الموزع عن عدد ميرسين الأولي ( Mersenne Prime Search) التابعة لمشروع البحث الكبير عن أعداد ميرسين الأولية عبر الإنترنت (GIMPS) أداءً بلغ حوالي 0.313  بيتافلوب (PFLOPS) عبر أكثر من 1.3  مليون جهاز كمبيوتر. [ 92 ] وقد دعم خادم PrimeNet نهج الحوسبة الشبكية الخاص بمشروع GIMPS، وهو أحد أوائل مشاريع الحوسبة التطوعية، منذ عام 1997.

الأساليب شبه الانتهازية

الحوسبة الفائقة شبه الانتهازية هي شكل من أشكال الحوسبة الموزعة، حيث يقوم "الحاسوب الافتراضي الفائق" المكون من عدة حواسيب متصلة بشبكة موزعة جغرافيًا بتنفيذ مهام حاسوبية تتطلب قدرة معالجة هائلة. [ 93 ] تهدف الحوسبة الفائقة شبه الانتهازية إلى توفير جودة خدمة أعلى من الحوسبة الشبكية الانتهازية، وذلك من خلال تحقيق تحكم أكبر في تخصيص المهام للموارد الموزعة، والاستفادة من المعلومات المتعلقة بتوافر وموثوقية الأنظمة الفردية داخل شبكة الحوسبة الفائقة. مع ذلك، يتطلب التنفيذ الموزع شبه الانتهازي لبرامج الحوسبة المتوازية عالية المتطلبات في الشبكات تطبيق اتفاقيات تخصيص على مستوى الشبكة، وأنظمة فرعية للتخصيص المشترك، وآليات تخصيص تراعي بنية الاتصال، ومكتبات تمرير الرسائل المقاومة للأعطال، ومعالجة البيانات مسبقًا. [ 93 ]

الحوسبة السحابية عالية الأداء

استحوذت الحوسبة السحابية ، بتوسعاتها وتطوراتها السريعة في السنوات الأخيرة، على اهتمام مستخدمي ومطوري الحوسبة عالية الأداء (HPC). وتسعى الحوسبة السحابية إلى توفير الحوسبة عالية الأداء كخدمة، تمامًا مثل الخدمات الأخرى المتاحة في السحابة، كالبرمجيات كخدمة ، والمنصات كخدمة ، والبنية التحتية كخدمة . ويمكن لمستخدمي الحوسبة عالية الأداء الاستفادة من السحابة من جوانب متعددة، كقابلية التوسع، وتوفر الموارد عند الطلب، والسرعة، والتكلفة المنخفضة. من جهة أخرى، يواجه نقل تطبيقات الحوسبة عالية الأداء مجموعة من التحديات، من أبرزها: تكلفة المحاكاة الافتراضية في السحابة، وتعدد مستخدمي الموارد، ومشكلات زمن استجابة الشبكة. وتُجرى حاليًا أبحاث مكثفة للتغلب على هذه التحديات وجعل الحوسبة عالية الأداء في السحابة خيارًا أكثر واقعية. [ 94 ] [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ]

في عام 2016، بدأت شركات Penguin Computing وParallel Works وR-HPC و Amazon Web Services و Univa و Silicon Graphics International و Rescale وSabalcore وGomput بتقديم خدمات الحوسبة السحابية عالية الأداء (HPC ). تعتمد سحابة Penguin On Demand (POD) على نموذج حوسبة مادي لتنفيذ التعليمات البرمجية، مع تخصيص عقدة تسجيل دخول افتراضية لكل مستخدم. وترتبط عقد الحوسبة في POD عبر شبكات إيثرنت غير افتراضية بسرعة 10  جيجابت/ثانية أو شبكات InfiniBand QDR. وتتراوح سرعة اتصال المستخدم بمركز بيانات POD بين 50 ميجابت/ثانية و1 جيجابت/ثانية. [ 98 ] وبالاستناد إلى خدمة الحوسبة المرنة EC2 من أمازون، ترى Penguin Computing أن افتراضية عقد الحوسبة غير مناسبة للحوسبة عالية الأداء. كما انتقدت Penguin Computing تخصيص سحابات الحوسبة عالية الأداء لعقد حوسبة متباعدة جغرافيًا، مما يتسبب في زمن استجابة يؤثر سلبًا على أداء بعض تطبيقات الحوسبة عالية الأداء. [ 99 ]  

قياس الأداء

القدرة مقابل الطاقة الاستيعابية

تهدف الحواسيب العملاقة عمومًا إلى تحقيق أقصى قدرة حاسوبية ممكنة، وليس مجرد سعة حاسوبية. تُعرف السعة الحاسوبية عادةً باستخدام أقصى قدرة حاسوبية لحل مشكلة واحدة كبيرة في أقصر وقت ممكن. غالبًا ما يكون النظام ذو السعة الحاسوبية قادرًا على حل مشكلة ذات حجم أو تعقيد لا يستطيع أي حاسوب آخر حلها، مثل تطبيق محاكاة الطقس شديد التعقيد . [ 100 ]

على النقيض من ذلك، يُنظر عادةً إلى الحوسبة السعوية على أنها استخدام قوة حوسبة فعالة من حيث التكلفة لحل عدد قليل من المشكلات الكبيرة نسبيًا أو العديد من المشكلات الصغيرة. [ 100 ] قد تتمتع البنى التي تدعم العديد من المستخدمين في المهام اليومية الروتينية بسعة كبيرة، ولكنها لا تُعتبر عادةً حواسيب فائقة، نظرًا لأنها لا تحل مشكلة واحدة بالغة التعقيد. [ 100 ]

مقاييس الأداء

أعلى سرعات الحواسيب العملاقة: سرعة المقياس اللوغاريتمي على مدى 60  عامًا

بشكل عام، تُقاس سرعة الحواسيب العملاقة وتُقيّم بوحدة FLOPS ( عمليات الفاصلة العائمة في الثانية)، وليس بوحدة MIPS (مليون تعليمة في الثانية)، كما هو الحال مع الحواسيب العامة. [ 101 ] تُستخدم هذه المقاييس عادةً مع بادئة من النظام الدولي للوحدات ، مثل tera- ، والتي تُدمج في الاختصار TFLOPS (10 ^12 FLOPS )، أو peta- ، والتي تُدمج في الاختصار PFLOPS (10^ 15 FLOPS ) . تستطيع الحواسيب العملاقة من فئة بيتا سكيل معالجة كوادريليون واحد (10^ 15 ) (ألف تريليون) FLOPS. أما فئة إكسا سكيل ، فتُقاس فيها سرعة الحوسبة بنطاق إكسا فلوبس (EFLOPS). وحدة EFLOPS تساوي كوينتيليون واحد (10^ 18 ) FLOPS (مليون تيرافلوبس). ومع ذلك، يمكن أن يتأثر أداء الحاسوب العملاق بشدة بالتقلبات الناتجة عن عوامل مثل حمل النظام، وحركة مرور الشبكة، والعمليات المتزامنة، كما ذكر بريم وبرويلر (2015). [ 102 ] 

لا يمكن لأي رقم بمفرده أن يعكس الأداء الكلي لنظام حاسوبي، ومع ذلك، يهدف معيار LINPACK إلى تقدير سرعة الحاسوب في حل المسائل العددية، وهو يُستخدم على نطاق واسع في هذا المجال. [ 103 ] يُقاس معدل FLOPS إما بناءً على الأداء النظري للمعالج في العمليات الحسابية ذات الفاصلة العائمة (المستمد من مواصفات المعالج من الشركة المصنعة، ويُشار إليه بـ "Rpeak" في قوائم TOP500)، وهو أمر يصعب تحقيقه عادةً عند تشغيل أحمال العمل الحقيقية، أو بناءً على معدل النقل الفعلي، المستمد من معايير LINPACK، ويُشار إليه بـ "Rmax" في قائمة TOP500. [ 104 ] يُجري معيار LINPACK عادةً تحليل LU لمصفوفة كبيرة. [ 105 ] يُعطي أداء LINPACK مؤشرًا على الأداء في بعض المشكلات الواقعية، ولكنه لا يتطابق بالضرورة مع متطلبات المعالجة للعديد من أحمال العمل الأخرى للحواسيب العملاقة، والتي قد تتطلب، على سبيل المثال، نطاقًا تردديًا أكبر للذاكرة، أو أداءً أفضل في حساب الأعداد الصحيحة، أو نظام إدخال/إخراج عالي الأداء لتحقيق مستويات عالية من الأداء. [ 103 ]

قائمة أفضل 500

أفضل 20 حاسوبًا فائقًا في العالم (يونيو 2014)

منذ عام 1993، تُصنّف أسرع الحواسيب العملاقة في قائمة TOP500 وفقًا لنتائج اختبار LINPACK المعياري . لا تدّعي القائمة الحياد أو أنها نهائية، لكنها تُعدّ تعريفًا شائعًا حاليًا لأسرع حاسوب عملاق متاح في أي وقت.

هذه قائمة بأجهزة الكمبيوتر التي تصدرت قائمة TOP500 منذ يونيو 1993، [ 106 ] ويُشار إلى "السرعة القصوى" بتصنيف "Rmax". في عام 2018، أصبحت لينوفو أكبر مُورّد لأجهزة الكمبيوتر العملاقة ضمن قائمة TOP500 في العالم، حيث أنتجت 117 وحدة. [ 107 ]

المراكز العشرة الأولى في قائمة أفضل 500 شركة في يونيو 2026 [ 108 ]
الترتيب (السابق)Rmax Rpeak (بيتا فلوبس )اسمنموذجأنوية المعالج المركزيأنوية المعالج المسرع (مثل وحدة معالجة الرسومات)إجمالي عدد النوى (وحدات المعالجة المركزية + وحدات التسريع)الربط البينيالشركة المصنعةبلد الموقعسنةنظام التشغيل
1إضافة جديدة2198.40 2735.82لاين شاينلينغكون13,789,440 (45,360 × 304-core Huawei LX2-ARMv9 @1.55  GHz)-13,789,440LingQiمركز شنتشن للحوسبة السحابيةالمركز الوطني للحوسبة الفائقة في شنتشن (NSCS) الصين 2025لينكس ( نظام التشغيل كيلين )
2ينقص1809.00 2821.10إل كابيتانHPE Cray EX255a1,080,000 (45,000 × 24-core Optimized 4th Generation EPYC 24C @1.8  GHz)10,260,000 (45,000 × 228 AMD Instinct MI300A )11,340,000سلنجشوت-11إتش بي إيمختبر لورانس ليفرمور الوطني، الولايات المتحدة الأمريكية 2024لينكس ( توس )
3ينقص1,353.00 2,055.72الحدودHPE Cray EX235a614,656 (9,604 × 64-core Optimized 3rd Generation EPYC 64C @2.0  GHz)8,451,520 (38,416 × 220 AMD Instinct MI250X )9,066,176سلنجشوت-11إتش بي إيمختبر أوك ريدج الوطني، الولايات المتحدة الأمريكية 2022لينكس ( نظام تشغيل HPE Cray )
4ينقص1,012.00 1,980.01أوروراإتش بي إي كراي إي إكس1,104,896 (21,248 × 52-core Intel Xeon Max 9470 @2.4  GHz)8,159,232 (63,744 × 128 Intel Max 1550 )9,264,128سلنجشوت-11إتش بي إيمختبر أرغون الوطني، الولايات المتحدة الأمريكية 2023لينكس ( SUSE Linux Enterprise Server 15 SP4 )
5ينقص1,000.00 1,226.28كوكب المشتريبول سيكوانا XH30001,694,592 (23,536 × 72-Arm Neoverse V2 نواة Nvidia Grace @3  جيجا هرتز)3,106,752 (23,536 × 132 Nvidia Hopper H100)4,801,344إنفينيباند رباعي المسارات NVIDIA NDR200أتوسEuroHPC JU الاتحاد الأوروبي ، يوليش ، ألمانيا  2025لينكس ( RHEL )
6إضافة جديدة571.50 861.13HPC7HPE Cray EX255a329,664 (13,736 × 24-core Optimized 4th Generation EPYC 24C @1.8  GHz)3,131,808 (13,736 × 228 AMD Instinct MI300A )3,461,472سلنجشوت-11إتش بي إيشركة إيني إس بي إيه، الاتحاد الأوروبي ، فيريرا إربونيوني ، إيطاليا  2026لينكس ( RHEL 9.0)
7ينقص561.20 846.84نسرمايكروسوفت NDv5172,800 (3,600 × 48-core Intel Xeon Platinum 8480C @2.0  GHz)1,900,800 (14,400 × 132 Nvidia Hopper H100)2,073,600إنفيديا إنفينيباند NDRمايكروسوفتمايكروسوفت الولايات المتحدة 2023لينكس ( أوبونتو 22.04 LTS )
8ينقص477.90 606.97HPC6HPE Cray EX235a213,120 (3,330 × 64-core Optimized 3rd Generation EPYC 64C @2.0  GHz)2,930,400 (13,320 × 220 AMD Instinct MI250X )3,143,520سلنجشوت-11إتش بي إيشركة إيني إس بي إيه، الاتحاد الأوروبي ، فيريرا إربونيوني ، إيطاليا  2024لينكس ( RHEL 8.9)
9ينقص442.01 537.21فوجاكوالحاسوب العملاق فوغاكو7,630,848 (158,976 × 48-core Fujitsu A64FX @2.2  GHz)-7,630,848وصلة توفو Dفوجيتسومركز ريكين للعلوم الحاسوبية في اليابان 2020لينكس ( RHEL )
10ينقص434.90 574.84جبال الألبHPE Cray EX254n748,800 (10,400 × 72-Arm Neoverse V2 نواة Nvidia Grace @3.1  جيجا هرتز)1,372,800 (10,400 × 132 Nvidia Hopper H100)2,121,600سلنجشوت-11إتش بي إيالمركز الوطني السويسري للحوسبة الفائقة CSCS 2024لينكس ( نظام تشغيل HPE Cray )

مفتاح الخريطة: [ 109 ]

  • الترتيب – الموقع ضمن قائمة أفضل 500 جهاز. في جدول قائمة أفضل 500 جهاز، تُرتّب الأجهزة أولاً حسب قيمة Rmax. في حال تساوي الأداء (قيمة Rmax) لأجهزة مختلفة، يكون الترتيب حسب قيمة Rpeak. أما بالنسبة للمواقع التي تستخدم نفس الجهاز، فيكون الترتيب حسب حجم الذاكرة ثم أبجديًا. 
  • Rmax – أعلى نتيجة تم قياسها باستخدام مجموعة معايير LINPACK . هذا هو الرقم المستخدم لتصنيف أجهزة الكمبيوتر. يتم قياسه بوحدات كوادريليون من عمليات الفاصلة العائمة 64 بت في الثانية ، أي بيتا فلوبس . [ 110 ] 
  • Rpeak – هذا هو الأداء النظري الأقصى للنظام. يتم حسابه بوحدة بيتافلوبس. 
  • الاسم - بعض أجهزة الكمبيوتر العملاقة فريدة من نوعها، على الأقل من حيث موقعها، وبالتالي يتم تسميتها من قبل مالكها. 
  • النموذج – منصة الحوسبة كما يتم تسويقها. 
  • المعالج – بنية مجموعة التعليمات أو البنية الدقيقة للمعالج ، إلى جانب وحدة معالجة الرسومات والمسرعات عند توفرها. 
  • الربط البيني – الربط البيني بين عقد الحوسبة. يُعدّ InfiniBand الأكثر استخدامًا (38%) من حيث الأداء، بينما يُعدّ Gigabit Ethernet الأكثر استخدامًا (54%) من حيث عدد أجهزة الكمبيوتر. 
  • الشركة المصنعة – الشركة المصنعة للمنصة والأجهزة. 
  • الموقع – اسم المنشأة التي تشغل الحاسوب العملاق. 
  • البلد – البلد الذي يوجد فيه جهاز الكمبيوتر. 
  • السنة – سنة التثبيت أو آخر تحديث رئيسي. 
  • نظام التشغيل - نظام التشغيل الذي يستخدمه الكمبيوتر. 

التطبيقات

شهد استخدام الحواسيب العملاقة تطورًا ملحوظًا منذ سبعينيات القرن الماضي، وتوسع ليشمل العديد من مجالات البحث العلمي والحكومي. ففي سبعينيات القرن الماضي، كان للحاسوب العملاق "كراي-1" دورٌ محوري في التنبؤات الجوية المبكرة وأبحاث الديناميكا الهوائية. واتسع نطاق استخدامه في ثمانينيات القرن الماضي مع ظهور أجهزة مثل "سي دي سي سايبر" التي سهّلت التحليلات الاحتمالية ونمذجة الحماية من الإشعاع. أما في تسعينيات القرن الماضي، فقد استُخدمت الحواسيب العملاقة، مثل جهاز "إي إف إف دي إي إس" لفك تشفير البيانات، في مهام تتطلب قوةً هائلة، مثل فك الشفرات.

مع دخول العقد الأول من الألفية الثانية، أصبحت الحواسيب العملاقة ضرورية لتطبيقات الأمن القومي؛ فقد استُخدم حاسوب ASCI Q لإجراء محاكاة ثلاثية الأبعاد للتجارب النووية، مُلبيًا بذلك متطلبات معاهدة عدم انتشار الأسلحة النووية دون الحاجة إلى إجراء تجارب فعلية. وشهد العقد الثاني من الألفية الثانية تطورات في محاكاة الديناميكا الجزيئية، تجلى ذلك في استخدام حاسوب Tianhe-1A. واستمر هذا التوجه في العقد الثالث من الألفية الثانية، حيث وفرت الحواسيب العملاقة أدوات فعالة لأبحاث الوقاية من تفشي الأمراض والتفاعلات الكهروكيميائية.

وبعيدًا عن هذه العقود المحددة، لعبت الحواسيب العملاقة دورًا محوريًا في المساعي العلمية الكبرى. فعلى سبيل المثال، استُخدم حاسوب IBM Blue Gene/P لمحاكاة شبكة من الخلايا العصبية الاصطناعية تعادل واحدًا بالمائة من قشرة المخ البشري (1.6 مليار خلية عصبية و9 تريليونات وصلة)، وقام الفريق نفسه لاحقًا بمحاكاة دماغ فأر بالكامل. [ 111 ]

تتسم التطبيقات الحديثة بالتنوع والأهمية البالغة. ويعتمد التنبؤ بالطقس بشكل كبير على قوة الحوسبة الفائقة، حيث تستخدم الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي هذه الأنظمة لمعالجة كميات هائلة من البيانات الرصدية لتحسين دقة التنبؤ. [ 112 ] كما تستخدم الولايات المتحدة الحواسيب الفائقة من خلال برنامج المحاكاة والحوسبة المتقدمة لصيانة ومحاكاة مخزونها النووي. [ 113 ]

يواجه هذا المجال تحدياته، كما يتضح من تخلي شركة IBM عن مشروع Blue Waters الطموح ذي النطاق العملي الواسع [ 114 ] في عام 2011. ورغم هذه النكسات، تتزايد أهمية الحواسيب العملاقة باستمرار. ومن الأمثلة الحديثة على دورها المحوري ما حدث في أوائل عام 2020، عندما تم نشر الحواسيب العملاقة بسرعة لإجراء محاكاة واسعة النطاق باستخدام العديد من وحدات المعالجة المركزية المتوازية لتحديد المركبات التي لديها القدرة على وقف انتشار فيروس كوفيد-19. [ 115 ] [ 116 ] [ 117 ]

تايوانيا 3 هو حاسوب عملاق تايواني ساعد المجتمع العلمي في مكافحة كوفيد-19 . تم إطلاقه في عام 2020 وتبلغ قدرته حوالي 2 إلى 3 بيتا فلوبس .
توزيع أجهزة الكمبيوتر العملاقة من قائمة أفضل 500 جهاز بين مختلف البلدان، في نوفمبر 2025

في العقد الثاني من الألفية الثانية، تنافست الصين والولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي وغيرها لتكون أول من يُنشئ حاسوبًا فائقًا بقدرة 1 إكسا فلوب (10 ^18 أو كوينتيليون فلوب). [ 118 ] وقد افترض إريك ب. دي بينيديكتيس من مختبرات سانديا الوطنية أن حاسوبًا بقدرة زيتا فلوب (10^ 21 أو سيكستليون فلوب) مطلوب لإنجاز نمذجة كاملة للأحوال الجوية ، والتي يمكن أن تغطي فترة أسبوعين بدقة. [ 119 ] [ 120 ] [ 121 ] ومن المتوقع بناء مثل هذه الأنظمة بحلول عام 2030 تقريبًا . [ 122 ] 

تستخدم العديد من عمليات محاكاة مونت كارلو نفس الخوارزمية لمعالجة مجموعة بيانات تم إنشاؤها عشوائيًا؛ على وجه الخصوص، المعادلات التكاملية التفاضلية التي تصف عمليات النقل الفيزيائي ، والمسارات العشوائية ، والتصادمات، وترسب الطاقة والزخم للنيوترونات والفوتونات والأيونات والإلكترونات، وما إلى ذلك.قد تكون الخطوة التالية للمعالجات الدقيقة هي الانتقال إلى البعد الثالث ؛ وبالتخصص في مونت كارلو، يمكن أن تكون الطبقات المتعددة متطابقة، مما يبسط عملية التصميم والتصنيع. [ 123 ]

ارتفعت تكلفة تشغيل الحواسيب العملاقة عالية الأداء، ويعود ذلك أساسًا إلى تزايد استهلاك الطاقة. ففي منتصف التسعينيات، كان أحد أفضل عشرة حواسيب عملاقة يحتاج إلى حوالي 100  كيلوواط، بينما في عام 2010، كان يحتاج إلى ما بين 1 و2  ميغاواط. [ 124 ] وقد حددت دراسة أجرتها وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) عام 2010 استهلاك الطاقة باعتباره التحدي الأكبر في تحقيق الحوسبة فائقة السرعة (إكساسكيل) . [ 125 ] في ذلك الوقت، كان استهلاك ميغاواط واحد من الطاقة سنويًا يكلف حوالي مليون  دولار. وقد شُيّدت مرافق الحوسبة العملاقة لإزالة كميات الحرارة المتزايدة الناتجة عن وحدات المعالجة المركزية الحديثة متعددة النوى بكفاءة . وبناءً على استهلاك الطاقة لقائمة Green 500 للحواسيب العملاقة بين عامي 2007 و2011، كان الحاسوب العملاق الذي تبلغ قدرته 1  إكسا فلوبس في عام 2011 سيحتاج إلى ما يقرب من 500  ميغاواط. وقد طُوّرت أنظمة تشغيل للأجهزة الموجودة لترشيد استهلاك الطاقة قدر الإمكان. [ 126 ] تم وضع أنوية وحدة المعالجة المركزية غير المستخدمة أثناء تنفيذ تطبيق متوازٍ في حالات استهلاك طاقة منخفضة، مما أدى إلى توفير الطاقة لبعض تطبيقات الحوسبة الفائقة. [ 127 ]

كان ارتفاع تكلفة تشغيل الحواسيب العملاقة عاملاً محفزاً لاتجاه نحو تجميع الموارد من خلال بنية تحتية موزعة للحواسيب العملاقة. ظهرت مراكز الحوسبة العملاقة الوطنية أولاً في الولايات المتحدة، تلتها ألمانيا واليابان. أطلق الاتحاد الأوروبي شراكة الحوسبة المتقدمة في أوروبا (PRACE) بهدف إنشاء بنية تحتية أوروبية مستدامة للحواسيب العملاقة، مع خدمات لدعم العلماء في جميع أنحاء الاتحاد الأوروبي في نقل تطبيقات الحوسبة العملاقة وتوسيع نطاقها وتحسينها. [ 124 ] شيدت أيسلندا أول حاسوب عملاق في العالم خالٍ من الانبعاثات. يقع هذا الحاسوب العملاق في مركز بيانات ثور في ريكيافيك ، أيسلندا، ويعتمد على مصادر متجددة بالكامل لتوليد الطاقة بدلاً من الوقود الأحفوري. كما يقلل المناخ البارد من الحاجة إلى التبريد النشط، مما يجعله أحد أكثر المرافق الصديقة للبيئة في عالم الحوسبة. [ 128 ]

أصبح تمويل أجهزة الحواسيب العملاقة أكثر صعوبة. ففي منتصف التسعينيات، كان سعر أفضل عشرة حواسيب عملاقة حوالي 10  ملايين يورو، بينما في عام 2010، تطلّب الأمر استثمارًا يتراوح بين 40 و50  مليون يورو. [ 124 ] وفي العقد الأول من الألفية الثانية، وضعت الحكومات الوطنية استراتيجيات مختلفة لتمويل الحواسيب العملاقة. ففي المملكة المتحدة، موّلت الحكومة الوطنية الحواسيب العملاقة بالكامل، ووُضعت الحوسبة عالية الأداء تحت إشراف وكالة تمويل وطنية. أما ألمانيا، فقد طوّرت نموذج تمويل مختلطًا، يجمع بين التمويل الحكومي المحلي والتمويل الفيدرالي. [ 124 ]

في الخيال

من أمثلة الحواسيب العملاقة في الأعمال الخيالية: هال 9000 ، ومولتيفاك ، وذا ماشين ستوبس ، وجلادوس ، وشودان ، وذا إيفيتابل كونفليكت ، وفولكانز هامر ، وكولوسوس ، و WOPR ، و AM ، وديب ثوت . وقد ذُكر حاسوب عملاق من سلسلة "ثينكينج ماشينز" باعتباره الحاسوب العملاق المستخدم في تحديد تسلسل الحمض النووي المستخلص من الطفيليات المحفوظة في سلسلة "جوراسيك بارك" .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "إعلان IBM عن Blue Gene" . 03.ibm.com. 26 يونيو 2007. مؤرشف من الأصل في 8 يوليو 2007. تم الاطلاع عليه في 9 يونيو 2012 .
  2. ↑ "إنتريبيد" . مرفق الحوسبة القيادية في أرغون . مختبر أرغون الوطني . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 مارس 2020 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  3. ↑ ليمكي، تيم (8 مايو 2013). "وكالة الأمن القومي تضع حجر الأساس لمركز الحوسبة الضخم" . مؤرشف من الأصل في 9 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه في 11 ديسمبر 2013 .
  4. ↑ «فرونتير تحافظ على الصدارة، لكن أورورا تصبح رسميًا ثاني جهاز حاسوب فائق السرعة» . قائمة أفضل 500. مؤرشف من الأصل في 12 ديسمبر 1998. تم الاطلاع عليه في 13 أكتوبر 2024 .
  5. ↑ "مواصفات معالج الرسوميات لجهاز بلاي ستيشن 5 من AMD" . TechPowerUp . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 سبتمبر 2021 .
  6. ↑ "مواصفات بطاقة NVIDIA GeForce GT 730" . TechPowerUp . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 سبتمبر 2021 .
  7. ↑ "عائلة أنظمة التشغيل / لينكس" . TOP500.org . مؤرشف من الأصل في 19 نوفمبر 2012. تم الاطلاع عليه في 30 نوفمبر 2017 .
  8. ↑ أندرسون، مارك (21 يونيو 2017). "السباق العالمي نحو الحوسبة فائقة السرعة سيدفع الحوسبة الفائقة والذكاء الاصطناعي إلى الانتشار الواسع." Spectrum.IEEE.org . تم الاطلاع عليه في 20 يناير 2019.
  9. 1 2 هوفمان، آلان ر.؛ وآخرون . (1990). الحواسيب العملاقة: اتجاهات في التكنولوجيا والتطبيقات . الأكاديميات الوطنية. ص 35-47 . ISBN   978-0-309-04088-4.
  10. 1 2 هيل، مارك دونالد؛ جوبي، نورمان بول ؛ سوهي، جوريندار (1999). قراءات في هندسة الحاسوب . جلف بروفيشنال. ص 40-49 . ISBN  978-1-55860-539-8.
  11. ↑ «LineShine تتصدر القائمة لأول مرة مع دخول قائمة أفضل 500 شركة عصرًا جديدًا من الحوسبة فائقة السرعة العالمية» . www.top500.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 يوليو 2026. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يوليو 2026 .
  12. ↑ "اليابان تتصدر قائمة أفضل 500 حاسوب عملاق باستخدام معالج Arm - موقع TOP500 الإلكتروني" . www.top500.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 يونيو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يونيو 2020 .
  13. ↑ إريك ج. سويدين؛ ديفيد ل. فيرو (2007). الحواسيب: قصة حياة تقنية . مطبعة جامعة جونز هوبكنز. ص 57. ISBN  9780801887741.
  14. ↑ إريك ج. سويدين؛ ديفيد ل. فيرو (2007). الحواسيب: قصة حياة تقنية . مطبعة جامعة جونز هوبكنز. ص 56. ISBN  9780801887741.
  15. ↑ إريك ج. سويدين؛ ديفيد ل. فيرو (2007). الحواسيب: قصة حياة تقنية . مطبعة جامعة جونز هوبكنز. ص 58. ISBN  9780801887741.
  16. ↑ الأطلس ، جامعة مانشستر، مؤرشف من الأصل في 28 يوليو 2012 ، تم استرجاعه في 21 سبتمبر 2010
  17. ↑ الرجال الخارقون ، تشارلز موراي، وايلي وأولاده، 1997.
  18. ^ بول إي. سيروزي (2003). تاريخ الحوسبة الحديثة . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ص. 161 . رقم ISBN  978-0-262-53203-7.
  19. 1 2 هانان، كارين (2008). قاموس ويسكونسن للسير الذاتية . منشورات تاريخ الولاية. ص 83-84 . ISBN  978-1-878592-63-7.
  20. ↑ جون إمباغليازو؛ جون أ. ن. لي (2004). تاريخ الحوسبة في التعليم . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 172. ISBN  978-1-4020-8135-4.
  21. ↑ أندرو آر إل كايتون ؛ ريتشارد سيسون؛ كريس زاكر (2006). الغرب الأوسط الأمريكي: موسوعة تفسيرية . مطبعة جامعة إنديانا. ص 1489. ISBN  978-0-253-00349-2.
  22. ↑ قراءات في هندسة الحاسوب، تأليف مارك دونالد هيل، ونورمان بول جوبي، وجوريندار سوهي، ١٩٩٩، رقم ISBN 978-1-55860-539-8الصفحات 41-48
  23. ↑ معالم بارزة في علوم الحاسوب وتكنولوجيا المعلومات ، بقلم إدوين د. رايلي، 2003 ، رقم ISBN 1-57356-521-0الصفحة 65
  24. بسبب الدعاية السوفيتية، يُقرأ أحيانًا أن الحاسوب السوفيتي العملاق M13 كان أول من وصل إلى حاجز الجيجافلوب. في الواقع، بدأ بناء M13 عام 1984، لكنه لم يكن جاهزًا للتشغيل قبل عام 1986. روغاتشيف يوري فاسيليفيتش، متحف الحاسوب الافتراضي الروسي. مؤرشف في 16 يونيو 2021 على موقع Wayback Machine.
  25. ↑ «اقتباسات سيمور كراي» . موقع BrainyQuote . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 ديسمبر 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 فبراير 2019 .
  26. ↑ ستيف نيلسون (3 أكتوبر 2014). "ComputerGK.com : الحواسيب العملاقة" . مؤرشف من الأصل في 25 ديسمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 23 ديسمبر 2014 . 
  27. ↑ "LINKS-1 نظام رسومات الحاسوب - متحف الحاسوب" . museum.ipsj.or.jp . مؤرشف من الأصل في 7 مايو 2017. تم الاطلاع عليه في 19 أبريل 2017 .
  28. ↑ "VPP500 (1992) - Fujitsu Global" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أبريل 2020 .
  29. ↑ "التقرير السنوي لأفضل 500 شركة لعام 1994" . Netlib.org. 1 أكتوبر 1996. مؤرشف من الأصل في 20 يناير 2019. تم الاطلاع عليه في 9 يونيو 2012 .
  30. ↑ ن. هيروسي وم. فوكودا (1997). "أبحاث نفق الرياح العددي (NWT) وديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) في المختبر الوطني للفضاء الجوي". وقائع مؤتمر الحوسبة عالية الأداء على طريق المعلومات السريع. HPC Asia '97 . وقائع مؤتمر HPC-Asia '97. جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). الصفحات 99-103 . doi : 10.1109/HPC.1997.592130 . ISBN  0-8186-7901-8.
  31. ↑ H. Fujii, Y. Yasuda, H. Akashi, Y. Inagami, M. Koga, O. Ishihara, M. Syazwan, H. Wada, T. Sumimoto, Architecture and performance of the Hitachi SR2201 massively parallel processor system Archived 17 July 2020 at the Wayback Machine , Proceedings of 11th International Parallel Processing Symposium, April 1997, pages 233–241.
  32. ↑ Y. Iwasaki, The CP-PACS project, Nuclear Physics B: Proceedings Supplements, Volume 60, Issues 1–2, January 1998, pages 246–254.
  33. ^ AJ van der Steen، نظرة عامة على أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة أرشفة 17 يوليو 2020 في آلة Wayback .، منشور NCF، Stichting Nationale Computer Faciliteiten، هولندا، يناير 1997.
  34. ↑ المدخلات/المخرجات القابلة للتوسع: تحقيق توازن النظام، بقلم دانيال أ. ريد، 2003، رقم ISBN 978-0-262-68142-1الصفحة 182
  35. ↑ «اختيار ديفيد بدر لنيل جائزة سيدني فيرنباخ لعام 2021 من جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) للحاسبات» . جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) للحاسبات. 22 سبتمبر 2021. مؤرشف من الأصل في 11 نوفمبر 2023. تم الاطلاع عليه في 12 أكتوبر 2023 .
  36. 1 2 3 Bader, David A. (2021). "Linux والحوسبة الفائقة: كيف أدى شغفي ببناء أنظمة جاهزة للاستخدام إلى ثورة في الحوسبة عالية الأداء" . حوليات IEEE لتاريخ الحوسبة . 43 (3): 73-80 . Bibcode : 2021IAHC...43c..73B . doi : 10.1109/MAHC.2021.3101415 . S2CID 237318907 . 
  37. ↑ فليك، جون (8 أبريل 1999). "جامعة نيو مكسيكو تشغل اليوم حاسوبًا عملاقًا بقيمة 400 ألف دولار". صحيفة البوكيرك جورنال . ص. د1. 
  38. ↑ برودان، رادو؛ فاهرينجر، توماس (2007). الحوسبة الشبكية: إدارة التجارب، وتكامل الأدوات، وسير العمل العلمي . سبرينغر. ص 1-4 . ISBN  978-3-540-69261-4.
  39. ↑ نايت، ويل: " شركة آي بي إم تصنع أقوى حاسوب في العالم " (مؤرشف في 1 أغسطس 2019 في أرشيف الإنترنت )، خدمة أخبار NewScientist.com ، يونيو 2007
  40. ↑ إن آر أجيدا وآخرون (2005). "شبكة الربط البيني بلو جين/إل توروس | مجلة آي بي إم للبحوث والتطوير" (ملف PDF) . شبكة الربط البيني توروس . ص 265. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 15 أغسطس 2011.  
  41. ↑ نيو، يانوي؛ هو، زيانغ؛ بارنر، كينيث ؛ غاو، غوانغ ر. (2005). "نمذجة الأداء وتحسين الوصول إلى الذاكرة على بنية الحاسوب الخلوي Cyclops64" (ملف PDF) . الحوسبة الشبكية والمتوازية . سلسلة محاضرات في علوم الحاسوب. المجلد 3779. الصفحات 132-143 . doi : 10.1007/11577188_18 . ISBN   978-3-540-29810-6تمت أرشفة الملف (PDF) من النسخة الأصلية في 9 أكتوبر 2022.
  42. ↑ تحليل ونتائج أداء حساب مركزية الوساطة على جهاز IBM Cyclops64 من إعداد غوانغمينغ تان، وفوجرانام سي. سريدهار، وغوانغ آر. غاو، مجلة الحوسبة الفائقة ، المجلد 56، العدد 1، 1-24 سبتمبر 2011
  43. ↑ بريكيت، تيموثي (31 مايو 2010). "أفضل 500 معالج رسومات فائق - فجر وحدات معالجة الرسومات" . Theregister.co.uk. مؤرشف من الأصل في 7 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه في 10 أغسطس 2017 .
  44. ↑ هانز هاكر؛ كارستن ترينيتيس؛ جوزيف وايدندورفر؛ ماتياس بريم (2010). "النظر في استخدام وحدات معالجة الرسومات للأغراض العامة (GPGPU) لمراكز الحوسبة عالية الأداء: هل يستحق الجهد المبذول؟" . في راينر كيلر؛ ديفيد كرامر؛ يان-فيليب فايس (محررون). مواجهة تحدي المعالجات متعددة النوى: جوانب النماذج والتقنيات الجديدة في الحوسبة المتوازية . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. الصفحات 118-121 . ISBN  978-3-642-16232-9.
  45. ↑ دامون بوتر (11 أكتوبر 2011). "حاسوب تيتان العملاق من شركة كراي لصالح مختبر أوك ريدج الوطني قد يكون الأسرع في العالم" . Pcmag.com. مؤرشف من الأصل في 5 ديسمبر 2012. تم الاطلاع عليه في 15 سبتمبر 2017 .
  46. ↑ فيلدمان، مايكل (11 أكتوبر 2011). "وحدات معالجة الرسومات ستحوّل معالج جاغوار التابع لمختبر أوك ريدج الوطني إلى تيتان بقدرة 20 بيتافلوب" . Hpcwire.com. مؤرشف من الأصل في 27 يوليو 2012. تم الاطلاع عليه في 9 فبراير 2012 .
  47. ↑ تيموثي بريكيت مورغان (11 أكتوبر 2011). "أوك ريدج تُغيّر تركيز جاكوار من وحدات المعالجة المركزية إلى وحدات معالجة الرسومات" . Theregister.co.uk. مؤرشف من الأصل في 15 أكتوبر 2012. تم الاطلاع عليه في 10 أغسطس 2017 .
  48. ↑ "الحاسوب العملاق التابع لمختبر NETL" مؤرشف في 4 سبتمبر 2015 في Wayback Machine . الصفحة 2.
  49. ↑ كوندون، جيه إتش وكيه. طومسون، " أرشفة أجهزة الشطرنج الجميلة في 1 أغسطس 2019 في آلة Wayback "، في التقدم في شطرنج الكمبيوتر 3 (تحرير إم آر بي كلارك)، مطبعة بيرغامون، 1982.
  50. ↑ هسو، فينغ-هسيونغ (2002). وراء ديب بلو: بناء الحاسوب الذي هزم بطل العالم في الشطرنج . مطبعة جامعة برينستون . ISBN 978-0-691-09065-8.
  51. ↑ سي. دونينجر، يو. لورنز. وحش الشطرنج هيدرا. مؤرشف في 3 أبريل 2021 في آلة Wayback . وقائع المؤتمر الدولي الرابع عشر حول المنطق القابل للبرمجة الميدانية وتطبيقاته (FPL)، 2004، أنتويرب - بلجيكا، LNCS 3203، ص 927 - 932
  52. ↑ جيه ماكينو وإم تايجي، المحاكاة العلمية باستخدام أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض الخاصة: أنظمة GRAPE ، وايلي. 1998.
  53. ↑ بيان صحفي من معهد ريكين، إنجاز نظام حاسوبي بقدرة بيتافلوب واحد لمحاكاة الديناميكا الجزيئية. مؤرشف في 2 ديسمبر 2012 على موقع Wayback Machine.
  54. ↑ مؤسسة الحدود الإلكترونية (1998). اختراق DES - أسرار أبحاث التشفير، وسياسات التنصت، وتصميم الرقائق . دار نشر أورايلي وشركاه. رقم ISBN 978-1-56592-520-5.
  55. ↑ لور، ستيف (8 يونيو 2018). "تنحّي جانبًا يا الصين: الولايات المتحدة تعود مجددًا موطنًا لأسرع حاسوب عملاق في العالم" . نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 8 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه في 19 يوليو 2018 .
  56. ↑ "قائمة غرين 500 - نوفمبر 2018" . توب 500. مؤرشفة من الأصل بتاريخ 13 نوفمبر 2018. تم الاطلاع عليها بتاريخ 19 يوليو 2018 .
  57. ↑ شيو-جون يانغ؛ شيانغ-كي لياو؛ وآخرون (2011). "الحاسوب العملاق تيانخه-1A: مكوناته المادية والبرمجية". مجلة علوم وتكنولوجيا الحاسوب . 26 (3): 344-351 . doi : 10.1007/s02011-011-1137-8 . S2CID 1389468 .  
  58. ↑ كتاب "الرجال الخارقون: قصة سيمور كراي والسحرة التقنيين وراء الحاسوب العملاق" لتشارلز ج. موراي، 1997، رقم ISBN 0-471-04885-2الصفحات 133-135
  59. ↑ ديناميكيات الموائع الحسابية المتوازية؛ التطورات الحديثة والاتجاهات المستقبلية، تحرير روباك بيسواس، 2010، رقم ISBN 1-60595-022-Xالصفحة 401
  60. ^ التقدم في أبحاث الحوسبة الفائقة بقلم يونغ هوانغ 2008، ISBN 1-60456-186-6الصفحات 313-314
  61. ١ ٢ الحوسبة المتوازية لمعالجة الإشارات والتحكم في الوقت الحقيقي، تأليف: م. أ. توخي، محمد علمجير حسين، ٢٠٠٣، رقم ISBN 978-1-85233-599-1الصفحات 201-202
  62. 1 2 العلوم الحاسوبية – المؤتمر الدولي الخامس للعلوم الحاسوبية 2005: حرره فايدي س. سوندرام 2005، رقم ISBN 3-540-26043-9الصفحات 60-67
  63. ↑ "معالجات الرسوميات NVIDIA Tesla تُشغّل أسرع حاسوب عملاق في العالم" (بيان صحفي). NVIDIA. 29 أكتوبر 2010. مؤرشف من الأصل في 2 مارس 2014. تم الاطلاع عليه في 21 فبراير 2011 .
  64. ↑ بالاندين، ألكسندر أ. (أكتوبر 2009). "تحسين الحوسبة من خلال تبريد وحدة المعالجة المركزية" . IEEE .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  65. ↑ "قائمة الـ 500 الخضراء" . Green500.org. مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 أغسطس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أغسطس 2011 .
  66. ↑ "قائمة غرين 500 تصنف الحواسيب العملاقة" . آي تي ​​نيوز أستراليا . مؤرشف من الأصل في 22 أكتوبر 2008.
  67. ↑ وو-تشون فينغ (2003). "تقديم حجة لصالح الحوسبة الفائقة الفعالة | مجلة ACM Queue، المجلد 1، العدد 7، 10 يناير 2003، doi 10.1145/957717.957772" . ACM Queue . 1 (7): 54. doi : 10.1145/957717.957772 . S2CID 11283177 . 
  68. ↑ "شركة IBM تكشف النقاب عن حاسوب BlueGene/Q فائق الأداء بقدرة 20 بيتافلوب" . صحيفة ذا ريجستر . 22 نوفمبر 2010. مؤرشف من الأصل في 25 نوفمبر 2010. تم الاطلاع عليه في 25 نوفمبر 2010 .
  69. ↑ بريكيت، تيموثي (15 يوليو 2011). " ذا ريجستر : عقدة IBM 'بلو ووترز' العملاقة تصل إلى الشاطئ في أغسطس" . Theregister.co.uk. مؤرشف من الأصل في 19 يوليو 2012. تم الاطلاع عليه في 9 يونيو 2012 .
  70. ↑ "تشغيل حاسوب IBM العملاق المبرد بالماء الساخن في جامعة ETH زيورخ" . غرفة أخبار IBM . 2 يوليو 2010. مؤرشف من الأصل في 10 يناير 2011. تم الاطلاع عليه في 16 مارس 2020 .
  71. ↑ مارتن لامونيكا (10 مايو 2010). "سي نت 10 مايو 2010" . News.cnet.com. مؤرشف من الأصل في 1 نوفمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 9 يونيو 2012 .
  72. ↑ «الحكومة تكشف النقاب عن أسرع حاسوب في العالم» . سي إن إن . مؤرشف من الأصل في 10 يونيو 2008. يقوم بإجراء 376 مليون عملية حسابية لكل واط من الكهرباء المستخدمة.
  73. ↑ "جهاز IBM Roadrunner يحصد الميدالية الذهبية في سباق البيتافلوب" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 ديسمبر 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مارس 2020 .
  74. ↑ "أبحاث IBM: فائز واضح في قائمة Green 500" . Data Center Knowledge | أخبار وتحليلات لصناعة مراكز البيانات . 18 نوفمبر 2010. مؤرشف من الأصل في 16 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه في 14 أغسطس 2011 .
  75. ↑ "قائمة غرين 500" . Green500.org. مؤرشف من الأصل في 3 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 16 مارس 2020 .
  76. ↑ سعيد ج. يونس. "الحوسبة ذات الطاقة الصفرية المقاربة باستخدام منطق استعادة الشحنة ذي المستوى المنفصل" مؤرشف في 3 أبريل 2021 في آلة Wayback . 1994. صفحة 14.
  77. ↑ "موضوع ساخن - مشكلة تبريد الحواسيب العملاقة" مؤرشف في 18 يناير 2015 في Wayback Machine .
  78. ↑ أناند لال شيمبي. "داخل حاسوب تيتان العملاق: 299 ألف نواة AMD x86 و18.6 ألف وحدة معالجة رسومية NVIDIA" . 2012.
  79. ↑ كورتيس ستورلي؛ جو سيكستون؛ سكوت باكين؛ مايكل لانغ؛ برايان رايش؛ ويليام راست. "نمذجة وتوقع استهلاك الطاقة لوظائف الحوسبة عالية الأداء". مؤرشف في 17 يوليو 2020 في Wayback Machine . 2014.
  80. 1 2 موسوعة الحوسبة المتوازية، تأليف ديفيد بادوا، 2011، رقم ISBN 0-387-09765-1الصفحات 426-429
  81. ↑ معرفة الآلات: مقالات عن التغير التقني بقلم دونالد ماكنزي، 1998، رقم ISBN 0-262-63188-1الصفحات 149-151
  82. ^ المعالجة الموازية الأوروبية 2004: المؤتمر الدولي العاشر للمساواة الأوروبية 2004، بقلم ماركو دانيلوتو، ماركو فانشي ودومينيكو لافورينزا، ISBN 3-540-22924-8، الصفحة 835
  83. ↑ المعالجة المتوازية في مؤتمر يورو-بار الدولي الثاني عشر لعام 2006، بقلم فولفغانغ إي. ناغل، وفولفغانغ في. والتر، وفولفغانغ لينر، رقم ISBN 3-540-37783-2صفحة
  84. ↑ تقييم جهاز Cray XT3 في مختبر أوك ريدج الوطني بقلم صدف ر. علم وآخرون، المجلة الدولية لتطبيقات الحوسبة عالية الأداء، فبراير 2008، المجلد 22، العدد 1، الصفحات 52-80
  85. ↑ بنية إدارة الوظائف المفتوحة للحاسوب العملاق بلو جين/إل، من تأليف ياريف أريدور وآخرون، في كتاب استراتيجيات جدولة الوظائف للمعالجة المتوازية، من تأليف درور ج. فيتلسون، 2005، رقم ISBN 978-3-540-31024-2الصفحات 95-101
  86. ↑ "مخطط أفضل 500 نظام تشغيل" . Top500.org. مؤرشف من الأصل في 5 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 31 أكتوبر 2010 .
  87. ↑ "صورة بزاوية واسعة لجهاز الارتباط في مرصد ألما" . بيان صحفي صادر عن المرصد الأوروبي الجنوبي . مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 يناير 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 فبراير 2013 .
  88. ↑ نيلسن، فرانك (2016). مقدمة في الحوسبة عالية الأداء باستخدام MPI لعلوم البيانات . سبرينغر. الصفحات 185-221 . ISBN  978-3-319-21903-5.
  89. ↑ راحت، نظمول. "الفصل 3: إدارة البرمجيات والأنظمة" . مؤرشف من الأصل في 15 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه في 23 نوفمبر 2020 .
  90. ↑ مختبر باندي. "إحصائيات العملاء حسب نظام التشغيل" . Folding@home . جامعة ستانفورد . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 أبريل 2020 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  91. ↑ "بيانات BOINC المجمعة" . BOINCstats . BOINC . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 19 سبتمبر 2010. تم الاطلاع عليها بتاريخ 30 أكتوبر 2016. ملاحظة: هذا الرابط يعرض الإحصائيات الحالية، وليس تلك المسجلة في تاريخ آخر زيارة.{{cite web}}: CS1 maint: postscript ( link )
  92. ↑ "تقنية الحوسبة الموزعة لخادم الإنترنت PrimeNet للبحث الكبير عن أعداد ميرسين الأولية على الإنترنت" . GIMPS . مؤرشف من الأصل في 25 مايو 2019. تم الاطلاع عليه في 6 يونيو 2011 .
  93. كرافتسوف ، فالنتين ؛ كارميلي، ديفيد؛ دوبيتزكي، فيرنر؛ أوردا، أرييل؛ شوستر، عساف ؛ يوشبا، بيني. "الحوسبة الفائقة شبه الانتهازية في الشبكات، ورقة بحثية حول موضوع ساخن (2007)" . ندوة IEEE الدولية حول الحوسبة الموزعة عالية الأداء . IEEE. CiteSeerX 10.1.1.135.8993 . مؤرشف من الأصل في 28 يونيو 2013. تم الاسترجاع في 4 أغسطس 2011 . 
  94. ↑ جماليان، س.؛ رجائي، ح. (1 مارس 2015). "ASETS: نظام جدولة مهام مُعزز بتقنية SDN لخدمات الحوسبة السحابية عالية الأداء". المؤتمر الدولي لهندسة الحوسبة السحابية IEEE لعام 2015. الصفحات 329-334 . doi : 10.1109/IC2E.2015.56 . ISBN  978-1-4799-8218-9S2CID 10974077. مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 يوليو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يوليو 2019 . 
  95. ↑ جماليان، س.؛ رجائي، ح. (1 يونيو 2015). "جدولة مهام الحوسبة عالية الأداء كثيفة البيانات باستخدام الشبكات المعرفة بالبرمجيات لتمكين الحوسبة عالية الأداء كخدمة". المؤتمر الدولي الثامن للحوسبة السحابية لعام 2015، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . الصفحات 596-603 . doi : 10.1109/CLOUD.2015.85 . ISBN  978-1-4673-7287-9S2CID 10141367. مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 يوليو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يوليو 2019 . 
  96. ↑ غوبتا، أ.؛ ميلوجيتشيتش، د. (1 أكتوبر 2011). "تقييم تطبيقات الحوسبة عالية الأداء على السحابة". قمة سيروس المفتوحة السادسة 2011. الصفحات 22-26 . CiteSeerX 10.1.1.294.3936 . doi : 10.1109/OCS.2011.10 . ISBN   978-0-7695-4650-6. S2CID 9405724 . 
  97. ↑ كيم، هـ.؛ الخمرة، ي.؛ جها، س.؛ باراشار، م. (1 ديسمبر 2009). "نهج ذاتي للاستخدام المتكامل لشبكات الحوسبة عالية الأداء والحوسبة السحابية". المؤتمر الدولي الخامس لعلوم الإلكترونيات IEEE لعام 2009. الصفحات 366-373 . CiteSeerX 10.1.1.455.7000 . doi : 10.1109/e-Science.2009.58 . ISBN   978-1-4244-5340-5. S2CID 11502126 . 
  98. ↑ إيدلاين، دوغلاس. "نقل الحوسبة عالية الأداء إلى السحابة" . مجلة الإدارة . مؤرشف من الأصل في 30 مارس 2019. تم الاطلاع عليه في 30 مارس 2019 .
  99. ↑ نيكولاي، جيمس (11 أغسطس 2009). "بينجوين تضع الحوسبة عالية الأداء في السحابة" . بي سي وورلد . آي دي جي للمستهلكين والشركات الصغيرة والمتوسطة. مؤرشف من الأصل في 19 أغسطس 2016. تم الاطلاع عليه في 6 يونيو 2016 .
  100. ١ ٢ ٣ الأثر المحتمل للحوسبة عالية القدرة على أربعة مجالات توضيحية في العلوم والهندسة، من إعداد لجنة الأثر المحتمل للحوسبة عالية القدرة على مجالات توضيحية في العلوم والهندسة والمجلس الوطني للبحوث (٢٨ أكتوبر ٢٠٠٨) ISBN 0-309-12485-9الصفحة 9
  101. ↑ شينغفو وو (1999). تقييم الأداء والتنبؤ به وتصويره للأنظمة المتوازية . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. الصفحات 114-117 . ISBN  978-0-7923-8462-5.
  102. ↑ بريم، م. وبروهويلر، د. ل. (2015) "خصائص أداء تسارع البلازما الناتج عن حزم البروتونات". مجلة الفيزياء: سلسلة المؤتمرات
  103. 1 2 دونغارا، جاك جيه؛ لوشيك، بيوتر؛ بيتيت، أنطوان (2003)، "معيار LINPACK: الماضي والحاضر والمستقبل" (ملف PDF) ، التزامن والحوسبة: الممارسة والتجربة ، 15 (9): 803-820 ، doi : 10.1002/cpe.728 ، S2CID 1900724 ، مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 20 يناير 2019 ، تم استرجاعه في 9 فبراير 2012 
  104. ↑ "فهم مقاييس أداء الحواسيب العملاقة وسعة أنظمة التخزين" . جامعة إنديانا. مؤرشف من الأصل في 4 ديسمبر 2017. تم الاطلاع عليه في 3 ديسمبر 2017 .
  105. ↑ "الأسئلة الشائعة" . TOP500.org . مؤرشف من الأصل في 3 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه في 3 ديسمبر 2017 .
  106. ↑ "قوائم أفضل 500" . Top500.org. مؤرشف من الأصل في 1 أغسطس 2024. تم الاطلاع عليه في 3 أغسطس 2024 .
  107. ↑ «لينوفو تحقق مكانة أكبر مزود عالمي لأجهزة الكمبيوتر العملاقة ضمن قائمة أفضل 500 جهاز» . بزنس واير . 25 يونيو 2018. مؤرشف من الأصل في 28 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2018 .
  108. ↑ "يونيو 2026 | أفضل 500" . www.top500.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يونيو 2026 .
  109. ↑ "وصف قائمة أفضل 500" . www.top500.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 يونيو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يونيو 2020 .
  110. ↑ "الأسئلة الشائعة" . www.top500.org . مؤرشف من الأصل في 3 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه في 23 يونيو 2020 .
  111. ↑ كاكو، ميتشيو. فيزياء المستقبل (نيويورك: دابلداي، 2011)، 65.
  112. ↑ "حواسيب عملاقة أسرع تساعد في التنبؤات الجوية" . News.nationalgeographic.com. 28 أكتوبر 2010. مؤرشف من الأصل في 5 سبتمبر 2005. تم الاطلاع عليه في 8 يوليو 2011 .
  113. ↑ "الحواسيب العملاقة" . وزارة الطاقة الأمريكية . مؤرشف من الأصل في 7 مارس 2017. تم الاطلاع عليه في 7 مارس 2017 .
  114. ↑ "شركة آي بي إم تتخلى عن مشروع حاسوبها العملاق 'بلو ووترز'" . صحيفة إنترناشونال بيزنس تايمز . 9 أغسطس 2011. تاريخ الاطلاع: 14 ديسمبر 2018 . – عبر EBSCO (الاشتراك مطلوب)  
  115. ↑ "محاكاة الحواسيب العملاقة تُسهم في تطوير أبحاث التفاعلات الكهروكيميائية" . ucsdnews.ucsd.edu . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 مايو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 مايو 2020 .
  116. ↑ سالتمارش، أبيجيل (16 أبريل 2020). "قمة آي بي إم - الحاسوب العملاق في مكافحة فيروس كورونا" . مجلة ميديكال إكسبو الإلكترونية . مؤرشف من الأصل في 8 مايو 2020. تم الاطلاع عليه في 12 مايو 2020 .
  117. ↑ "مكتب العلوم والتكنولوجيا يمول أبحاث الحواسيب العملاقة لمكافحة كوفيد-19 - ميري توك" . مؤرشف من الأصل في 6 يونيو 2020. تم الاطلاع عليه في 12 مايو 2020 .
  118. ↑ "مشروع حاسوب فائق بتكلفة 1.2 مليون يورو، يهدف إلى تطوير عدة حواسيب بقدرة 10-100 بيتافلوب بحلول عام 2020، وإكسافلوب بحلول عام 2022 | NextBigFuture.com" . NextBigFuture.com . 4 فبراير 2018. مؤرشف من الأصل في 17 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه في 21 مايو 2018 .
  119. ↑ دي بينيديكتيس، إريك ب. (2004). "الطريق إلى الحوسبة الفائقة" (ملف PDF) . زيتافلوبس . مختبرات سانديا الوطنية. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 3 أغسطس 2007. تم الاطلاع عليه في 9 سبتمبر 2020 .
  120. ↑ كوهين، رؤوفين (28 نوفمبر 2013). "قوة الحوسبة العالمية للبيتكوين الآن أسرع بـ 256 مرة من أفضل 500 حاسوب عملاق مجتمعة!" . فوربس . مؤرشف من الأصل في 8 يونيو 2017. تم الاطلاع عليه في 1 ديسمبر 2017 .
  121. ↑ دي بينيديكتيس، إريك ب. (2005). "المنطق العكسي للحوسبة الفائقة" . وقائع المؤتمر الثاني حول آفاق الحوسبة . مطبعة ACM. الصفحات 391-402 . doi : 10.1145/1062261.1062325 . ISBN  978-1-59593-019-4أُرشف من الأصل في 3 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه في 20 ديسمبر 2008 .
  122. ↑ «الجيش الإسرائيلي: إنتل تقول إن قانون مور سيظل ساريًا حتى عام 2029» . هايز أونلاين . 4 أبريل 2008. مؤرشف من الأصل في 8 ديسمبر 2013.
  123. ↑ سوليم، ج. س. (1985). "ميكا: مفهوم المعالجات المتعددة المتخصص في مونت كارلو" . طرق مونت كارلو وتطبيقاتها في النيوترونيات والفوتونيات والفيزياء الإحصائية . سلسلة محاضرات في الفيزياء. المجلد 240. وقائع الاجتماع المشترك بين مختبر لوس ألاموس الوطني وهيئة الطاقة الذرية، المنعقد في قلعة كاداراش، بروفانس، فرنسا، 22-26 أبريل 1985؛ طرق مونت كارلو وتطبيقاتها في النيوترونيات والفوتونيات والفيزياء الإحصائية، ألكوف، ر.؛ دوتراي، ر.؛ فورستر، أ.؛ فورستر، ج.؛ ميرسييه، ب.؛ المحررون. (دار نشر سبرينغر، برلين). الصفحات 184-195 . رمز Bibcode : 1985LNP...240..184S . doi : 10.1007/BFb0049047 . ISBN   978-3-540-16070-0. OSTI 5689714. مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 يوليو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يوليو 2019 . 
  124. 1 2 3 4 يانيس كوترونيس؛ أنتوني داناليس؛ ديميتريس نيكولوبولوس؛ جاك دونغارا (2011). التطورات الحديثة في واجهة تمرير الرسائل: الاجتماع الثامن عشر لمجموعة مستخدمي MPI الأوروبية، EuroMPI 2011، سانتوريني، اليونان، 18-21 سبتمبر 2011. وقائع المؤتمر . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ISBN 9783642244483.
  125. ↑ جيمس إتش. لاروس الثالث؛ كيفن بيدريتي؛ سوزان إم. كيلي؛ وي شو؛ كورت فيريرا؛ جون فان دايك؛ كورتيناي فوغان (2012). الحوسبة عالية الأداء الموفرة للطاقة: القياس والضبط . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 1. ISBN  9781447144922.
  126. ↑ جيمس إتش. لاروس الثالث؛ كيفن بيدريتي؛ سوزان إم. كيلي؛ وي شو؛ كورت فيريرا؛ جون فان دايك؛ كورتيناي فوغان (2012). الحوسبة عالية الأداء الموفرة للطاقة: القياس والضبط . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 2. ISBN  9781447144922.
  127. ↑ جيمس هـ. لاروس الثالث؛ كيفن بيدريتي؛ سوزان م. كيلي؛ وي شو؛ كورت فيريرا؛ جون فان دايك؛ كورتيناي فوغان (2012). الحوسبة عالية الأداء الموفرة للطاقة: القياس والضبط . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 3. ISBN  9781447144922.
  128. ↑ "حاسوب عملاق أخضر يُعالج البيانات الضخمة في أيسلندا" . intelfreepress.com . 21 مايو 2015. مؤرشف من الأصل في 20 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 18 مايو 2015 .