هل ماتت الحواسيب العملاقة؟

متى كانت آخر مرة سمعت أو قرأت فيها عن “أجهزة الكمبيوتر العملاقة”؟ في هذه الأيام، يتعلق الأمر كله بمراكز البيانات وقدراتها على معالجة الأرقام، فما الذي يحدث للسيارات الخارقة في عالم الكمبيوتر؟

تعريف الحاسوب العملاق

قبل أن نتمكن حتى من الحديث عما إذا كان الكمبيوتر العملاق كمفهوم يعتمد على أجهزة دعم الحياة، يجب أن أوضح ما أعنيه عندما أقول “الكمبيوتر العملاق”.

من الواضح أن هذه هي أجهزة الكمبيوتر التي تتمتع بأداء أعلى بكثير من أجهزة الكمبيوتر العادية التي يشتريها الأفراد أو الشركات العادية. ومع ذلك، يأتي هذا الأداء من كونه متخصصًا للغاية. على عكس الجهاز الذي تقرأ عليه هذه المقالة، فإن أجهزة الكمبيوتر العملاقة ليست أجهزة ذات أغراض عامة. لقد تم تصميمها بعناية للقيام بعمل واحد أو مجموعة من الوظائف وثيقة الصلة في أسرع وقت ممكن.

تشمل المجالات التي تقع عادةً في مجال أجهزة الكمبيوتر العملاقة نمذجة المناخ، ومحاكاة الانفجارات النووية، والفيزياء الفلكية، والعديد من المشكلات الصعبة الأخرى التي تحتاج إلى أفضل القدرات الحاسوبية لحلها.

سلبيات أجهزة الكمبيوتر العملاقة

بسبب بنيتها المخصصة، وحجمها الهائل، ومجموعة استخداماتها الضيقة نسبيًا، يمكن أن تتحول أجهزة الكمبيوتر العملاقة بسرعة إلى مشاريع تصل قيمتها إلى مئات الملايين من الدولارات. الحاسوب العملاق Frontier، الذي سيتم الانتهاء منه في عام 2022، تقدر تكلفته بحوالي 600 مليون دولار!

أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة مثل الحدود استخدم وحدات المعالجة المركزية (CPU) ووحدات معالجة الرسومات (GPU) ذات الإنتاج الضخم، ولكن المئات أو الآلاف منها. إن الخلطة السرية للكمبيوتر العملاق الحديث هي كيفية ربط هذه المعالجات العديدة ببعضها البعض فعليًا.

لتقليل فقدان الأداء الناتج عن التوصيلات البينية، يجب تخطيط الأجهزة بعناية، ويجب القيام بالكثير من الأعمال المخصصة تمامًا. تمثل الأجهزة المادية نصف المعركة فقط، حيث تم ضبط البرامج الثابتة والبرامج الخاصة بالكمبيوتر العملاق بدقة لتحقيق أقصى استفادة من قوة المعالجة المتوفرة نظريًا.

تستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة كميات هائلة من الطاقة، وتحتاج إلى الكثير من الصيانة المتخصصة والموظفين. إنها تشغل طوابق كاملة من المباني (أو تم إنشاء مباني لها)، وبمجرد الانتهاء من استخدام الكمبيوتر، يكون تغييره للقيام بمهام غير مصمم لها عادةً مكلفًا للغاية أو معقدًا.

كيف تقوم مراكز البيانات بذلك بشكل أفضل

مراكز البيانات عبارة عن مباني مليئة بأجهزة كمبيوتر الخادم. وهي مترابطة بطرق موحدة إلى حد كبير، على الرغم من أنني لا أريد التقليل من أهمية المرونة التقنية لكيفية تجميع مراكز البيانات الحديثة معًا. ومع ذلك، فإن مراكز البيانات ليست مصممة بحيث تعمل جميع أجهزة الكمبيوتر الموجودة فيها معًا مثل جهاز كمبيوتر واحد كبير.

ومع ذلك، بفضل تطوير وحدات معالجة الرسومات الحديثة، والتي تعد في الأساس أجهزة كمبيوتر عملاقة مصغرة تحتوي على آلاف من عناصر المعالجة المتوازية، فمن الممكن وضع قدر هائل من قوة المعالجة داخل كل خادم فردي.

وهذا يعني أنه إذا كانت لديك مشكلة يمكن تقسيمها إلى أجزاء ومعالجتها بواسطة أجهزة كمبيوتر فردية داخل مركز البيانات، فلن تحتاج إلى جهاز كمبيوتر متخصص على الإطلاق. هذا فعال الحوسبة الموزعة على نفس المنوال مثل بوينك المشروع الذي يدعم المشاريع البحثية مثل للطي @ المنزل و سيتي@المنزل. هنا، يمكن للأشخاص العاديين التبرع بدورات وحدة المعالجة المركزية غير المستخدمة للعمل في المشاريع العلمية.

تعد أجهزة الكمبيوتر الموجودة في مركز البيانات، بشكل عام، ذات أغراض عامة. لذلك، يمكن لشركة واحدة استئجار شفرات الخادم في مركز البيانات لتشغيل خدمة البث، وبعد ذلك بمجرد عدم الحاجة إليها، يمكن إعادة استخدام أجهزة الكمبيوتر نفسها لوظيفة مختلفة، مثل العمل على نماذج الذكاء الاصطناعي.

وهذا يعني أنه على الرغم من أن مراكز البيانات مكلفة للغاية في حد ذاتها، إلا أن أولئك الذين يمتلكونها ويديرونها يمكنهم ضمان عمل هذه الأنظمة وتحقيق الإيرادات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

أجهزة الكمبيوتر العملاقة ربما موجودة لتبقى

في حين أن معظم الأشخاص الذين يحتاجون إلى قدر كبير من القدرة الحاسوبية هذه الأيام من المرجح أن يكونوا أفضل حالًا في تأجير سعة مركز البيانات، إلا أنني لا أعتقد أن أجهزة الكمبيوتر العملاقة المخصصة ستذهب إلى أي مكان. لسبب واحد، فإن مراكز البيانات المملوكة لأطراف ثالثة لها جميع أنواع الآثار المترتبة على الأمان والخصوصية.

وبالتالي فإن أجهزة الكمبيوتر العملاقة هي شيء تريده كل حكومة، حتى تتمكن من القيام بأعمال حساسة وسرية مع التحكم الكامل في سلامة تلك البيانات.

وأيضًا، هناك بعض أنواع المشكلات التي لا يمكنك تقسيمها إلى أجزاء. فقط أجهزة الكمبيوتر العملاقة المتوازية الضخمة المزودة بأنظمة الاتصال البيني المضبوطة بدقة يمكنها التعامل مع هذه المشكلات الكبيرة بشكل كلي.

ولعل الأهم من ذلك هو أن أجهزة الكمبيوتر العملاقة لا تحتاج إلى حالة عمل واضحة لكي توجد. هذه الآلات هي في طليعة تطوير الكمبيوتر. إن الاختراقات في الأجهزة والبرامج التي يحققها علماء ومهندسو الكمبيوتر لدفع أجهزة الكمبيوتر العملاقة إلى الأمام وإلى أبعد من ذلك، تعود بالنفع على جميع الحوسبة في المستقبل. لذا، من وجهة نظر بحثية بحتة، فإن أجهزة الكمبيوتر الضخمة هذه تستحق أكثر من الموارد والوقت والمال التي تتطلبها.