ابرکامپیوتر فوگاکو (Fugaku) سریع ترین سوپرکامپیوتر دنیا

ابرکامپیوتر فوگاکو می‌تواند پیش بینی‌های فوق العاده دقیقی را داشته باشد.

با گسترش فناوری، توانایی‌ها و قدرت ما نیز برای کشف راه حل برای بزرگترین مشکلات جهان نیز افزایش می‌یابد. از تغییرات آب و هوایی گرفته تا محافظت از حریم خصوصی شما، فناوری نقش مهمی در زندگی ما دارد.

ممکن است فکر کنید که ما انسان‌ها تنها نشسته ایم و محاسبه و تحقیق می‌کنیم، اما اگر متوجه شوید که ما تنها نیستیم شاید متعجب شوید.

در ابتدای همه چیز، ما در کنار ماشین‌هایی که به عنوان ابرکامپیوتر یا سوپرکامپیوترها معروف هستند ایستاده‌ایم.

ابرکامپیوتر فوگاکو چیست؟ و چه کسی آن را توسعه داد؟

همانطور که از نامش پیداست، یک سوپرکامپیوتر نسخه پیشرفته تر و قدرتمندتری از کامپیوتر‌های عمومی است که روزانه از آن استفاده می‌کنیم. آن‌ها قادر به انجام میلیاردها فرآیند در یک ثانیه هستند و می‌توانند پیش بینی‌های دقیقی را برای کمک بهتر به ما ایجاد کنند. این نکته ما را به Fugaku، سریعترین سوپرکامپیوتر جهان می‌رساند.

Fugaku یک توسعه مشترک بین RIKEN و Fujitsu بود و توسط مرکز RIKEN برای علوم محاسباتی در ژاپن ایجاد شد. این سوپرکامپیوتر در سال 2020 برای اولین بار در معرض دید عموم قرار گرفت و از آن زمان تاکنون به عنوان سریعترین سوپرکامپیوتر باقی مانده است. این سوپرکامپیوتر به تحقیقات در حوزه‌های مختلف کمک شایانی کرده است و تا مدت‌ها نیز ادامه خواهد داد. حال بیایید نگاه دقیق تری داشته باشیم و در مورد Fugaku بیشتر بدانیم.

ابرکامپیوتر فوگاکو

طراحی شده برای حل بزرگترین چالش‌های جهان

سوپرکامپیوترها به گونه ای طراحی شده‌اند که پیش بینی‌های دقیقی را از آینده جهان ارائه دهند، چه این تجزیه و تحلیل سهام یا تشخیص دقیق سرطان باشد. یک سوپرکامپیوتر به گونه ای طراحی می‌شود که پیش بینی‌های دقیق تری با مدل سازی دقیق ایجاد کند تا بتواند به ما در زندگی بهتر کمک کند.

فلسفه طراحی ابرکامپیوتر فوگاکو میل به بهبود را به سطح بالاتری می‌رساند و مشکلات را در مقیاس بزرگتر و جهانی حل می‌کند. هدف انحصاری آن این است که بزرگترین چالش‌های جهان را با تمرکز قوی بر یک موضوع موثر بر کره زمین حل کند که این تغییرات آب و هوا است. بزرگترین چالش فوگاکو پیش بینی دقیق تغییرات آب و هوا بر اساس انتشار دی اکسید کربن و تأثیر آن بر جمعیت جهان می‌باشد.

Fugaku می تواند بیش از 442 کوادریلیون محاسبه در ثانیه انجام دهد

سوپرکامپیوتر فوگاکو بسیار سریع است.

عملکرد سوپرکامپیوتر در واحدی موسوم به PFLOP اندازه گیری می‌شود که به معنای یک عملیات کوادریلیون نقطه شناور در ثانیه است. ابرکامپیوتر فوگاکو می‌تواند بیش از 442 PFLOP در یک ثانیه انجام دهد. سرعت آن سه برابر سریعتر از سیستم Summit است، رایانه ای که توسط آزمایشگاه ملی اوک ریج در ایالات متحده توسعه یافته است و سرعت آن به طور متوسط 148 PFLOP است.

در 3 دوره گذشته، Fugaku در آزمون بنچمارک Top500، که سرعت خام دستگاه را محاسبه می‌کند، رتبه برتر را به خود اختصاص داده است که Fugaku را سریع ترین ماشین روی کره زمین می‌کند. پنجاه و هفتمین نتایج در ژوئن 2021 اعلام شد و فوگاکو هنوز در صدر جدول قرار دارد.

ابرکامپیوتر فوگاکو Fugaku

اولین سوپرکامپیوتر جهان که در هر چهار رده Top500 رتبه برتر را کسب کرده است

سرعت ابرکامپیوتر فوگاکو چشمگیر است، اما این تنها چیزی نیست که آن را به برتری می‌رساند. فوگاکو اولین سوپرکامپیوتری بود که هر چهار دسته را در Top500 برد. پروژه Top500 از طریق مجموعه ای از آزمایشات تخصصی 500 سیستم رایانه ای بدون توزیع قدرتمند را در جهان رتبه بندی می‌کند.

چهار دسته اصلی در Top500 عبارتند از سرعت محاسبات خام، پردازش داده های بزرگ، یادگیری عمیق با هوش مصنوعی و محاسبات شبیه سازی عملی. از آنجا که سوپرکامپیوترها در یک حوزه خاص تخصص دارند، تسخیر همه دسته‎‌ها یک شاهکار فوق‌العاده محسوب می‌شود.

به غیر از Top500، فوگاکو رتبه‌های دیگری را نیز در دیگر تست‌های سوپرکامپیوترها به دست آورد. این دستگاه در HPCG، که ابر رایانه‌های دارای برنامه‌های کاربردی در دنیای واقعی را آزمایش می‌کند، در HPL-AI، که ابر رایانه‌هایی را که از برنامه‌های هوش مصنوعی استفاده می‌کنند را آزمایش می‌کند و نهایتا در نمودار 500(Graph 500)، که سیستم ها را بر اساس بارهای فشرده داده رتبه بندی می‌کند رتبه ی نخست را کسب کرده است. این یک لحظه تاریخی بود، زیرا هیچگاه در تاریخ یک سوپرکامپیوتر به طور همزمان در Top500 ، HPCG و Graph500 شماره 1 نشده است.

فوگاکو یک مدل شبیه سازی سونامی هوش مصنوعی را ایجاد کرد

هوش مصنوعی به یک ابزار مهم برای کمک به محققان در تلاش‌های حفاظت در سراسر جهان تبدیل شده است. با پیش بینی بلایای طبیعی و نظارت بر تغییرات آب و هوایی، می‌توانیم بر این اساس بسیار سریعتر عمل کنیم.

به عنوان مثال، موسسه بین المللی تحقیقات علوم بلایا در دانشگاه توهوکو در ژاپن، در کنار موسسات مختلف دیگر، از ابرکامپیوتر فوگاکو برای ایجاد مدل‌های هوش مصنوعی برای پیش بینی سیل سونامی در مناطق ساحلی در زمان واقعی استفاده می‌کند.

بزرگترین دستاورد این بود که این مدل را می‌توان بر روی رایانه‌های معمولی به راحتی اجرا کرد. سیستم‌های پیش بینی زمان وقوع سیل در زمان واقعی به ابر رایانه‌ها نیاز داشتند تا کار کنند، که مدل Fugaku-trained این امر را بسیار کاربردی و قابل اجرا می‌کند.

این فناوری با یک رایانه معمولی برای پیش بینی سیل مربوط به زلزله نانکای تاور استفاده شد و نتایج بدست آمده بسیار مثبت بود. فوگاکو کمک کرده است تا راه را برای آینده‌ای باز کنیم که در آن از این الگوریتم‌ها برای پیش بینی پیشرفته سطح دریا با استفاده از وسایل رایج تری استفاده شود و همچنین امکان دسترسی و استفاده بیشتر را نیز فراهم کند.

Fugaku می تواند به توسعه مولکول‌های کوچک برای مبارزه با COVID-19 کمک کند

COVID-19 یکی از بزرگترین تهدیدها برای زندگی روزمره ما شده است. همه گیری جهانی خسارات بیشماری به بار آورده ولی ما سرانجام قادر به مقابله با این ویروس هستیم.

ابرکامپیوتر فوگاکو نقش مهمی در تشخیص و درک شیوع COVID-19 داشت که اکثر مردم از آن بی اطلاع هستند. تحقیقات Fugaku نشان داد که چگونه قطرات COVID در قطارها و اتومبیل‌ها پخش می‌شوند و چگونه باز کردن پنجره ها می‌تواند تهویه را به طرز چشمگیری افزایش داده و خطر ابتلا را کاهش دهد.

تجزیه و تحلیل آن بر روی پوشش‌های صورت نشان داد که محافظ‌های صورت تا حد زیادی در جلوگیری از گسترش ویروس بی تاثیر هستند و ماسک‌های پارچه ای بافته شده موثرترین هستند.

این سیستم از سال 2020 تحقیقات COVID-19 را بدون وقفه انجام می‌دهد و اکنون دانشگاه توکیو و فوجیتسو با یکدیگر همکاری کرده‌اند تا از Fugaku برای توسعه مولکول‌های کوچک برای مبارزه با ویروس COVID-19 استفاده کنند و هدف این است که یک داروی درمانی را شناسایی کنند. فوگاکو در درمان COVID-19 بسیار موثر خواهد بود.

Fugaku

فرایندهای اساسی تولید Fugaku همانند رایانه‌های عمومی است. با این حال، تعداد اجزای آن مانند واحدهای پردازش مرکزی (CPU) نصب شده در Fugaku کاملاً متفاوت است. به عنوان مثال، در حالی که یک رایانه معمولی فقط یک CPU دارد، Fugaku تقریباً بیش از 150،000 CPU دارد.

همچنین علاوه بر این، تعداد کل قطعات در Fugaku به 1.9 برابر کامپیوتر K (رایانه K – که از کلمه/شماره ژاپنی “kei” به معنی 10 کوادریلیون نامگذاری شده است یک ابر رایانه تولید شده توسط فوجیتسو بود که در محوطه موسسه پیشرفته علوم رایانه ای Riken در کوبه، استان Hyōgo ژاپن نصب شده بود.) افزایش یافته است.

از آنجا که Fugaku نسبت به کامپیوترهای معمولی به قطعات و فضای بیشتری برای تولید نیاز داشت، خطوط تولید Fugaku را به روش های مختلف مانند بهینه سازی حمل و نقل قطعات موجودی افزایش یافت.

فوگاکو می‌داند که چه چیزی آینده را در بر می‌گیرد

فناوری روز به روز در حال گسترش است و هر روز اکتشافات و نوآوری‌هایی در آن ایجاد می‌شود. با تکیه بیشتر بر فناوری، مهم است که به خاطر بسپاریم که به تنهایی قادر به انجام چه کاری هستیم.

در حالی که موفقیت سوپرکامپیوترها می تواند باورنکردنی به نظر برسد، همه ما می توانیم سهم خود را در تلاش برای ایجاد دنیایی بهتر برای همه انجام دهیم.

بیشتر بخوانید: ابر کامپیوتر چیست؟ | 10 ابر کامپیوتر برتر جهان