قیمت یک سوپر کامپیوتر بستگی به موارد متعددی دارد از جمله قدرت پردازشی، حجم حافظه، تعداد پردازندهها، فناوریهای استفاده شده، نرمافزارهای مورد استفاده، میزان مصرف انرژی و سایر عوامل فنی و عملیاتی. بنابراین، دقیقاً مبلغ قیمت یک سوپر کامپیوتر قابل تعیین نیست و معمولاً برای دانشگاهها، مراکز تحقیقاتی و سازمانهای دولتی، این ابزارها به صورت پروژهای یا قراردادی تهیه میشوند.
همچنین، هزینه توسعه، تجهیز، نصب، راهاندازی، تعمیر و نگهداری یک سوپر کامپیوتر نیز بسیار بالاست. به عنوان مثال، هزینههای پیشبینی شده برای توسعه و نصب سوپر کامپیوتر Fugaku در ژاپن حدود ۱ تریلیون ین یا حدود ۹.۴ میلیارد دلار آمریکا است.
در کل، هزینه یک سوپر کامپیوتر به عنوان یک سرمایهگذاری قابل توجه در مقیاس بسیار بزرگ، بسته به نیازهای مشخص و موارد فنی متعدد، میتواند از چند میلیون دلار تا چند صد میلیون دلار و حتی بیشتر برسد.
خدمات پردازش سریع معمولاً به خدماتی اشاره دارند که برای انجام پردازشهای سنگین و پیچیده به صورت سریع و کارآمد ارائه میشوند. این خدمات معمولاً از زیرساختها و فناوریهای پیشرفته ابری استفاده میکنند تا به کاربران امکان دسترسی به منابع محاسباتی با سرعت بالا و بهبود کارایی را بدهند.
مهمترین ویژگیهای خدمات پردازش سریع عبارتند از:
1. **قدرت پردازشی بالا**: این خدمات از سرورها و زیرساختهای پردازشی با قدرت بالا استفاده میکنند که اجازه میدهد پردازشهای سنگین و حجیم را با سرعت بالا انجام دهند.
2. **منابع ابری**: خدمات پردازش سریع معمولاً بر روی زیرساختهای ابری مستقر میشوند، که این امکان را فراهم میکند که منابع محاسباتی بر اساس نیازهای مشتریان بلافاصله مقیاسپذیر باشند.
3. **پردازش موازی**: این خدمات از پردازش موازی استفاده میکنند تا بهبود کارایی و سرعت پردازش را فراهم کنند، این به این معناست که بار کاری بین چندین منبع پردازشی تقسیم میشود.
4. **پرداخت بر اساس مصرف**: خدمات پردازش سریع معمولاً به صورت مدل پرداخت بر اساس مصرف ارائه میشوند، به این معنا که کاربران تنها برای منابعی که استفاده میکنند پرداخت میکنند.
5. **قابلیت انعطافپذیری**: این خدمات امکان تنظیم و تنظیم منابع محاسباتی به صورت دینامیک را فراهم میکنند، به این ترتیب که کاربران میتوانند منابع را به صورت خودکار بر اساس نیازهای خود افزایش یا کاهش دهند.
مثالهایی از خدمات پردازش سریع شامل خدمات پردازش ابری مانند Amazon Web Services (AWS) Elastic Compute Cloud (EC2)، Microsoft Azure Virtual Machines، Google Cloud Compute Engine و خدمات پردازش سریع در زمینههای خاص مانند پردازش تصویر و صوت، تجزیه و تحلیل دادههای بزرگ، و هوش مصنوعی است.
اجاره کامپیوتر مجازی یک سرویس ابری است که به کاربران اجازه میدهد تا از طریق اینترنت به منابع محاسباتی به صورت مجازی دسترسی پیدا کنند. در این مدل، کاربران نیازی به سرمایهگذاری در زیرساختهای فیزیکی محاسباتی ندارند و به جای آن، منابع مورد نیاز خود را از ارائهدهندگان خدمات ابری اجاره میدهند.
اجاره کامپیوتر مجازی معمولاً شامل دسترسی به یک ماشین مجازی است که شامل پردازنده، حافظه، فضای ذخیرهسازی و سیستم عامل مورد نیاز کاربر است. این ماشین مجازی اغلب بر روی سرورهای فیزیکی قرار دارد که توسط ارائهدهنده خدمات ابری مدیریت میشود.
با استفاده از اجاره کامپیوتر مجازی، کاربران میتوانند به سرعت و به راحتی منابع محاسباتی را برای اجرای برنامهها، ذخیره و پردازش دادهها، تست نرمافزار و سایر فعالیتهای مرتبط دسترسی داشته باشند، بدون نیاز به خرید و نصب سختافزارهای فیزیکی. این مدل از خدمات ابری معمولاً به صورت پرداخت بر اساس مصرف (Pay-as-You-Go) ارائه میشود، به این معنا که کاربران تنها برای منابعی که استفاده میکنند پرداخت میکنند.
در هر لحظه، لیستی کامل از قویترین ابر کامپیوترهای جهان ممکن است تغییر کند، زیرا این ابر کامپیوترها معمولاً در حال به روزرسانی و ارتقاء هستند. با این حال، برخی از معروفترین و قویترین ابر کامپیوترهای جهان شامل موارد زیر میشوند:
1. **Summit (Oak Ridge National Laboratory, USA)**: این ابر کامپیوتر، که توسط IBM ساخته شده است، یکی از قویترین ابر کامپیوترهای جهان است و در سال ۲۰۱۸ معرفی شد. Summit از پردازندههای IBM Power9 و GPUهای Nvidia Tesla V100 استفاده میکند.
2. **Sierra (Lawrence Livermore National Laboratory, USA)**: Sierra نیز یکی دیگر از قویترین ابر کامپیوترهای جهان است و توسط IBM ساخته شده است. این ابر کامپیوتر نیز از پردازندههای IBM Power9 و GPUهای Nvidia Tesla V100 استفاده میکند.
3. **Sunway TaihuLight (National Supercomputing Center in Wuxi, China)**: TaihuLight یکی از قدرتمندترین ابر کامپیوترهای جهان است و توسط سازمان ملی پردازش موازی چین (National Research Center of Parallel Computer Engineering & Technology) توسعه یافته است. این ابر کامپیوتر از پردازندههای محلی به نام SW26010 استفاده میکند.
4. **Tianhe-2 (National Supercomputer Center in Guangzhou, China)**: Tianhe-2 یکی از قدرتمندترین ابر کامپیوترهای جهان بوده است. این ابر کامپیوتر توسط مهندسان چینی توسعه یافته است و از پردازندههای Intel Xeon و معماری محلی به نام Matrix-2000 استفاده میکند.
5. **Fugaku (RIKEN Center for Computational Science, Japan)**: این ابر کامپیوتر، که در ژاپن قرار دارد، یکی از جدیدترین و قویترین ابر کامپیوترهای جهان است. از پردازندههای مخصوص ARM استفاده میکند و در سال ۲۰۲۰ به صورت رسمی معرفی شد.
این لیست تنها چند نمونه از قویترین ابر کامپیوترهای جهان است و بسیاری دیگر نیز وجود دارند که در زمینههای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.
ابر رایانه (Cloud Computing) به یک مدل فناوری اطلاعاتی اشاره دارد که اجازه میدهد تا منابع محاسباتی مانند پردازنده، حافظه، ذخیرهسازی، نرمافزار و سرویسهای مرتبط دیگر، از طریق اینترنت و به صورت مجازی و از راه دور قابل دسترسی باشند. به عبارت سادهتر، این به معنی ارائه منابع محاسباتی به صورت سرویس است، بدون اینکه نیازی به مالکیت یا مدیریت فیزیکی این منابع توسط کاربران باشد.
ابر رایانه معمولاً بر اساس مدلی از جمله زیرساخت به عنوان خدمت (Infrastructure as a Service – IaaS)، پلتفرم به عنوان خدمت (Platform as a Service – PaaS) و نرمافزار به عنوان خدمت (Software as a Service – SaaS) ارائه میشود.
1. **زیرساخت به عنوان خدمت (IaaS)**: در این مدل، ارائهدهنده خدمات ابر رایانه از طریق اینترنت، به کاربران اجازه میدهد تا از زیرساخت محاسباتی مانند سرورها، شبکه، ذخیرهسازی و موارد مشابه به عنوان خدمت استفاده کنند. این کاربران میتوانند مثلاً سرورهای مجازی بسازند، شبکههای مجازی ایجاد کنند و منابع ذخیرهسازی را مدیریت کنند.
2. **پلتفرم به عنوان خدمت (PaaS)**: در این مدل، ارائهدهنده خدمات ابر رایانه به کاربران امکان ارائه یک پلتفرم برای توسعه، تست و اجرای برنامهها و نرمافزارها را ارائه میدهد. این پلتفرمها شامل سیستمهای عامل، محیطهای اجرایی، ابزارهای توسعه و موارد مشابه هستند.
3. **نرمافزار به عنوان خدمت (SaaS)**: در این مدل، ارائهدهنده خدمات ابر رایانه نرمافزارها و برنامهها را به عنوان یک خدمت ارائه میدهد. کاربران میتوانند به صورت مجازی از نرمافزارها و برنامهها استفاده کنند بدون اینکه نیازی به نصب و پشتیبانی فیزیکی از آنها داشته باشند.
به طور خلاصه، ابر رایانه یک مفهوم فناوری است که به کاربران اجازه میدهد تا به منابع محاسباتی به صورت مجازی، از راه دور و از طریق اینترنت دسترسی داشته باشند، و این منابع را بر اساس نیازهای خود مصرف کنند.
ابر رایانه یک مفهوم فناوری اطلاعاتی است که به معنای استفاده از منابع محاسباتی (مانند پردازنده، حافظه، ذخیرهسازی) و سرویسهای مرتبط (مانند پایگاه داده، شبکه) را از طریق اینترنت از طریق یک سرویس مشترک به جای استفاده محلی از آنها، ارائه میدهد. در واقع، ابر رایانه به کاربران امکان میدهد تا به منابع محاسباتی به صورت مجازی و از راه دور دسترسی داشته باشند، بدون اینکه نیاز به سرمایهگذاری بزرگ در زیرساختهای فیزیکی داشته باشند.
قیمتگذاری در محیط ابر رایانه ممکن است بسیار متنوع باشد و بسته به ارائهدهنده خدمات، نوع خدمات ارائه شده، میزان مصرف، منطقه جغرافیایی و شرایط مختلف دیگر متغیر باشد. قیمتها معمولاً بر اساس مصرف (مانند تعداد ساعت پردازش، مقدار دادههای ذخیره شده، حجم ترافیک شبکه و غیره) و منابع مورد نیاز (مانند تعداد و نوع سرورها، حجم حافظه، پردازنده و غیره) محاسبه میشود.
تاریخچه قیمت در ابر رایانه نیز به تاریخچه تغییرات قیمتها و شرایط مختلف قیمتگذاری مرتبط با استفاده از خدمات ابر رایانه اشاره دارد. این اطلاعات ممکن است برای کاربران و شرکتها مفید باشد تا بهترین تصمیم را در خصوص انتخاب ارائهدهنده خدمات و مدلهای قیمتگذاری برای نیازهای خود بگیرند و برنامهریزی مالی خود را بهبود بخشند.
مراکز محاسبات ابری (Cloud Computing Centers) محلهایی هستند که به عنوان مراکزی برای ارائه خدمات محاسبات ابری به کاربران و سازمانها عمل میکنند. این مراکز معمولاً دارای زیرساختهای پیچیده سختافزاری و نرمافزاری هستند که به آنها اجازه میدهد تا منابع محاسباتی را به صورت مجازی به کاربران ارائه دهند.
مراکز محاسبات ابری میتوانند شامل مجموعههایی از سرورها، ذخیرهسازها، شبکههای پرسرعت، سیستمهای امنیتی، سیستمهای خنککننده و سیستمهای مدیریت محاسباتی باشند. این مراکز قادرند به کاربران امکان دسترسی به منابع محاسباتی از طریق اینترنت را فراهم کنند و آنها را بر اساس مدلهای مختلفی از جمله زیرساخت به عنوان خدمت (IaaS)، پلتفرم به عنوان خدمت (PaaS) و نرمافزار به عنوان خدمت (SaaS) ارائه دهند.
مراکز محاسبات ابری به شرکتها و کاربران این امکان را میدهند تا بدون نیاز به سرمایهگذاری در زیرساختهای محاسباتی پیچیده، به منابع محاسباتی از جمله سرور، ذخیرهسازی، پایگاه داده و برنامههای نرمافزاری دسترسی داشته باشند. این مراکز همچنین به کاربران امکان انعطافپذیری بالا و پرداخت بر اساس مصرف (Pay-as-You-Go) را فراهم میکنند، به این معنا که کاربران تنها برای منابعی که استفاده میکنند پرداخت میکنند، که این امر را برای شرکتها و کاربران بسیار جذاب میکند.
کارتهای گرافیک رندرینگ یا GPU Rendering ابزارهایی هستند که برای انجام عملیات رندرینگ و پردازش تصاویر و ویدئوها با استفاده از واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) به کار میروند. این کارتها قابلیت اجرای محاسبات موازی بسیار بالا را دارند و به دلیل قدرت پردازشی بالا، برای برنامهها و کاربردهایی که به پردازش گرافیکی یا پردازش موازی نیاز دارند، بسیار مناسب هستند.
استفاده از کارتهای گرافیک رندرینگ به ویژه برای کاربردهایی مانند طراحی سهبعدی، انیمیشن، افکتهای ویژه در فیلمسازی، طراحی بازیهای ویدئویی و دیگر برنامههای گرافیکی و ویدئویی بسیار مفید است. این کارتها معمولاً دارای تواناییهایی مانند پردازش موازی با تعداد بالای واحدهای پردازش گرافیکی (CUDA cores در مدلهای انویدیا و Stream Processors در مدلهای AMD)، حافظه گرافیکی (VRAM) بالا و پشتیبانی از تکنولوژیهای مدرن گرافیکی مانند DirectX و OpenGL هستند.
برنامههای معروفی مانند Autodesk Maya، Blender، Cinema 4D، Adobe Premiere و After Effects از این کارتها برای اجرای پردازشهای گرافیکی پیچیده و رندرینگ استفاده میکنند.
سیستمهای محاسبات سنگین عموماً به سیستمهایی اطلاق میشود که برای انجام محاسبات بسیار پیچیده، حجیم و زمانبر طراحی شدهاند. این سیستمها معمولاً شامل ترکیبی از سختافزارهای قدرتمند و نرمافزارهای بهینهسازی شده برای پردازش دادههای بزرگ، مدلهای پیشبینی پیچیده، تجزیه و تحلیل دادههای عظیم و سایر فرآیندهای محاسباتی سنگین هستند.
این سیستمها معمولاً برای کاربردهایی مانند تحقیقات علمی (مانند شبیهسازیهای هستهای، مدلسازی آبوهوا، ژنتیک و غیره)، تحلیل دادههای بزرگ (Big Data)، هوش مصنوعی و یادگیری عمیق، پردازش تصویر و صدا، تحلیل فیلمهای سینمایی و مواردی از این دست استفاده میشوند.
این سیستمها معمولاً دارای زیرساختهای قدرتمندی همچون سرورهای موازی با تعداد زیادی پردازنده، سرعت فوقالعاده بالا، حافظههای بزرگ، شبکههای بسیار پرسرعت و تکنولوژیهای متنوعی برای ذخیره و پردازش دادهها هستند.
این سیستمها برای کاربردهایی که نیاز به محاسبات بسیار بزرگ و پیچیده دارند، ضروری هستند و نقش مهمی در پیشرفتهای علمی، فناوری و صنعتی امروزی دارند.
پردازش موازی یک روش قدرتمند در علوم کامپیوتر است که اجازه میدهد برنامهها و فرآیندهای کامپیوتری را به صورت همزمان در چندین منبع پردازشی اجرا کنند. این روش از یک مجموعه از رایانهها یا پردازندهها استفاده میکند تا وظایف را به بخشهای کوچکتر تقسیم کند و سپس آنها را به صورت همزمان و موازی اجرا کند. این کار باعث افزایش سرعت و کارایی اجرای برنامهها میشود.
خدمات پردازش موازی شامل مواردی مانند محاسبات ابری (Cloud Computing)، سیستمهای موازی و توزیع شده، مراکز داده، شبکههای موازی و برنامههای کاربردی موازی میشود. این خدمات میتوانند در بسیاری از صنایع از جمله علوم پزشکی، علوم انسانی، مهندسی، تجارت و غیره مورد استفاده قرار بگیرند.