خرید ابر رایانه به طور معمول به معنای خرید منابع محاسباتی و ذخیرهسازی از یک ارائه دهنده خدمات ابری است. این به شما اجازه میدهد تا از طریق اینترنت، منابع محاسباتی مورد نیاز خود را اجاره یا خرید کنید، به جای اینکه این منابع را در داخل سازمان خود فیزیکی برای خود ایجاد کنید و مدیریت کنید.
برخی از مواردی که باید در نظر بگیرید و در نظر داشته باشید، عبارتند از:
۱. **نوع منابع مورد نیاز**:
– قبل از اقدام به خرید یا اجاره ابر رایانه، باید مشخص کنید که نیاز به چه نوع منابع محاسباتی (مثلاً پردازنده، حافظه، فضای ذخیرهسازی، گرافیک و …) و منابع شبکه (مثلاً پهنای باند) دارید.
۲. **ارزیابی ارائه دهندگان ابری**:
– مطمئن شوید که ارائه دهنده ابری که انتخاب میکنید، منابع مطلوب، پشتیبانی فنی مطمئن و قیمت مناسب را ارائه میدهد.
۳. **قراردادها و شرایط**:
– قبل از خرید یا اجاره، شرایط قرارداد و سرویسهای ارائه شده توسط ارائه دهنده ابری را دقیقاً بررسی کنید.
۴. **هزینهها**:
– بررسی کنید که آیا خرید یا اجاره ابر رایانه برای شما اقتصادی تر است؟ معمولاً هزینههای اولیه برای خرید تجهیزات فیزیکی بیشتر از هزینههای ماهیانه اجاره است.
۵. **امنیت و حریم خصوصی**:
– مطمئن شوید که ارائه دهنده ابری از استانداردهای امنیتی بالا استفاده میکند و اطلاعات شما به خوبی محافظت میشود.
در نهایت، پیشنهاد میشود قبل از انتخاب ارائه دهنده ابری و تصمیم به خرید یا اجاره، با چندین ارائه دهنده مختلف مشورت کرده و مقایسه قیمت، خدمات و شرایط آنها را بررسی کنید تا انتخاب بهتری داشته باشید.
تعرفههای اجاره ابر رایانه ممکن است بسته به ارائه دهنده خدمات، منطقه جغرافیایی، نوع منابع مورد نیاز، زمان استفاده، میزان پهنای باند مورد نیاز و سایر عوامل متغیر باشد. در عین حال، میتوانید تقریبی از قیمتها را براساس نوع خدمات ارائه شده توسط ارائه دهندههای مختلف مشاهده کنید. برای مثال:
۱. **ماشینهای مجازی (Virtual Machines – VMs)**:
– برای اجاره VMs، قیمتها معمولاً براساس تعداد پردازندهها (vCPU)، حافظه RAM، فضای دیسک و میزان پهنای باند مصرفی محاسبه میشود. برای مثال، قیمتها ممکن است از چند دلار در ماه برای یک VM ساده شروع شود و به میزان بالاتری برای VMهای با پردازشگرها و منابع بیشتر افزایش یابد.
۲. **ذخیرهسازی ابری**:
– برای اجاره فضای ذخیرهسازی ابری، قیمتها معمولاً براساس حجم داده ذخیره شده (به گیگابایت یا ترابایت) و میزان پهنای باند ورودی/خروجی مصرفی محاسبه میشود. قیمتها ممکن است از چند سنت به ازای هر گیگابایت فضای ذخیرهسازی آغاز شود.
۳. **سرویسهای محاسباتی متقاطع**:
– برای سرویسهایی مانند پردازش موازی، پردازش گرافیکی (GPU)، پردازش بازتابی (Ray Tracing) و موارد مشابه، قیمتها معمولاً بر اساس مدل مصرف (مثلاً به ازای هر ساعت پردازش) و نوع و تعداد منابع مورد نیاز محاسبه میشود.
برای دریافت قیمتهای دقیق و اطلاعات بیشتر، میتوانید با ارائه دهندگان خدمات ابری مختلف تماس بگیرید و یا وبسایتهای آنها را مشاهده کنید. همچنین، برخی ارائه دهندگان خدمات ابری امکان مقایسه قیمت و انتخاب برنامههای متناسب با نیازهای شما را نیز ارائه میدهند.
در نرمافزار Abaqus، میتوان از پردازش موازی برای اجرای مدلهای پیچیده و بزرگ استفاده کرد. پردازش موازی در Abaqus به کاربران این امکان را میدهد تا مدلهای خود را با سرعت بالا و بهرهوری بیشتری حل کنند. در زیر، مراحل انجام پردازش موازی در Abaqus به صورت خلاصه شرح داده شده است:
۱. **فعالسازی پردازش موازی**:
– قبل از هر چیز، لازم است که پردازش موازی را در تنظیمات Abaqus فعال کنید. برای این کار، از منوی “Tools” گزینه “Options” را انتخاب کرده و در قسمت “Job” گزینه “Use parallel” را فعال کنید.
۲. **تنظیمات پردازش موازی**:
– پس از فعالسازی پردازش موازی، شما باید تنظیمات مربوط به پردازش موازی را اعمال کنید. این شامل تعیین تعداد پردازندهها، نوع و سرعت ارتباطات شبکه و سایر تنظیمات مربوطه است.
۳. **اجرای مدل**:
– پس از تنظیمات مربوط به پردازش موازی، شما میتوانید مدلهای خود را اجرا کنید. Abaqus به طور خودکار تحلیل را بر روی پردازندههای موازی اجرا خواهد کرد و نتایج را به صورت موازی برای شما تولید میکند.
۴. **تحلیل نتایج**:
– پس از اجرای مدل، شما میتوانید نتایج را بررسی کرده و تحلیل کنید. Abaqus به طور خودکار نتایج را به صورت موازی برای شما تولید میکند، که این به کاهش زمان مورد نیاز برای تحلیل و دستیابی به نتایج مناسب کمک میکند.
با استفاده از پردازش موازی در Abaqus، میتوانید زمان اجرای مدلهای پیچیده خود را به طور قابل توجهی کاهش دهید و بهرهوری بیشتری از منابع محاسباتی خود داشته باشید.
در COMSOL Multiphysics نیز امکان پردازش موازی برای حل مسائل پیچیده و بزرگ وجود دارد. این امکان به کاربران این اجازه را میدهد تا مدلهای پیچیده خود را با سرعت بالا و بهرهوری بیشتری حل کنند. در زیر، مراحل انجام پردازش موازی در COMSOL Multiphysics به صورت خلاصه شرح داده شده است:
۱. **انتخاب نوع پردازش موازی**:
– قبل از هر چیز، لازم است نوع پردازش موازی مورد استفاده را انتخاب کنید. COMSOL امکان استفاده از دو نوع مختلف پردازش موازی را فراهم میکند: Shared-Memory Parallelism و Distributed-Memory Parallelism.
۲. **تنظیمات پردازش موازی**:
– پس از انتخاب نوع پردازش موازی، شما باید تنظیمات مربوط به پردازش موازی را اعمال کنید. این شامل تعیین تعداد پردازندهها، تعیین نوع حافظه مورد استفاده برای پردازش موازی، و سایر تنظیمات مربوطه است.
۳. **اجرای مدل**:
– پس از تنظیمات مربوط به پردازش موازی، شما میتوانید مدلهای خود را اجرا کنید. COMSOL به طور خودکار تحلیل را بر روی پردازندههای موازی اجرا خواهد کرد و نتایج را به صورت موازی برای شما تولید میکند.
۴. **تحلیل نتایج**:
– پس از اجرای مدل، شما میتوانید نتایج را بررسی کرده و تحلیل کنید. COMSOL به طور خودکار نتایج را به صورت موازی برای شما تولید میکند، که این به کاهش زمان مورد نیاز برای تحلیل و دستیابی به نتایج مناسب کمک میکند.
به طور کلی، با استفاده از پردازش موازی در COMSOL Multiphysics میتوانید زمان اجرای مدلهای پیچیده خود را به طور قابل توجهی کاهش دهید و بهرهوری بیشتری از منابع محاسباتی خود داشته باشید.
در نرمافزار Ansys، امکانات مختلفی برای پردازش موازی وجود دارد که به کاربران امکان میدهد مدلهای پیچیده را با سرعت بالا و با بهرهوری بیشتری حل کنند. چندین روش مختلف برای اجرای پردازش موازی در Ansys وجود دارد، از جمله: ۱. **Parallel Processing (PP)**: – Ansys از پردازش موازی مبتنی بر MPI (Message Passing Interface) برای حل مسائل بزرگ و پیچیده استفاده میکند. – در این حالت، مدلهای پیچیده به چندین بخش تقسیم میشوند و هر قسمت به یک پردازنده اختصاص مییابد. – این امکان به کاربران میدهد تا از قدرت پردازشی بیشتری برای حل مسائل خود بهرهمند شوند. ۲. **Distributed Parallel (DP)**: – در این حالت، Ansys مدلها را بین چندین کامپیوتر توزیع میکند تا همزمان بتواند محاسبات را انجام دهد. – این امکان به کاربران اجازه میدهد تا از منابع محاسباتی گستردهتری برای حل مسائل بزرگ استفاده کنند. ۳. **Hybrid Parallel (HP)**: – در این حالت، انواع مختلفی از پردازش موازی شامل PP و DP ترکیب میشوند. – Ansys این امکان را فراهم میکند تا کاربران بتوانند از ترکیب پردازش موازی در سطح برنامه و سطح کلید فیزیکی استفاده کنند. در کل، استفاده از پردازش موازی در Ansys به کاربران این امکان را میدهد تا به صورت موثرتر و با سرعت بالاتری مدلهای پیچیده را حل کنند. این امر به خصوص در صنایعی مانند هوافضا، خودروسازی، انرژی و غیره که نیازمند محاسبات پردازشی بزرگ و پیچیده هستند، بسیار حیاتی است.
در Ansys، پردازش موازی به دو صورت “پردازش موازی محاسبهای” (Parallel Processing) و “پردازش موازی توزیع شده” (Distributed Parallel) انجام میشود. در ادامه، مراحل انجام پردازش موازی در Ansys به صورت مختصر شرح داده شده است:
۱. **فعالسازی پردازش موازی**:
– ابتدا لازم است که پردازش موازی را در تنظیمات Ansys فعال کنید. برای این کار، وارد بخش “تنظیمات محیط” (Environment Settings) شوید و در قسمت “پردازش موازی” (Parallel Processing) گزینههای مورد نیاز را فعال کنید.
۲. **انتخاب نوع پردازش موازی**:
– بعد از فعالسازی پردازش موازی، شما میتوانید انواع مختلفی از پردازش موازی را انتخاب کنید، از جمله پردازش موازی محاسبهای، پردازش موازی توزیع شده و یا ترکیبی از این دو.
۳. **تنظیمات پردازش موازی**:
– برای انجام پردازش موازی، لازم است تعداد و نوع پردازندهها را مشخص کنید، میزان حافظه مورد نیاز را تعیین کنید و سایر تنظیمات مربوط به پردازش موازی را اعمال کنید.
۴. **اجرای تحلیل**:
– پس از تنظیمات مربوط به پردازش موازی، میتوانید تحلیل مورد نظر خود را اجرا کنید. Ansys به طور خودکار تحلیل را بر روی پردازندههای موازی اجرا خواهد کرد و نتایج را به صورت موازی برای شما تولید میکند.
به طور کلی، برای انجام پردازش موازی در Ansys، ابتدا باید تنظیمات مربوطه را فعال کنید، سپس تنظیمات مربوط به نوع پردازش موازی را اعمال کرده و در نهایت تحلیل مورد نظر خود را با استفاده از این قابلیت اجرا کنید. با این کار، میتوانید زمان اجرای تحلیلهای خود را به طور قابل توجهی کاهش دهید و بهرهوری بیشتری را از منابع محاسباتی خود ببرید.
در متلب نیز امکان پردازش موازی وجود دارد و میتوانید از طریق استفاده از توابع و ابزارهای مختلف، عملیات خود را به صورت موازی اجرا کنید. یکی از ابزارهای موجود در متلب برای پردازش موازی، توابع parfor
و parfeval
هستند که به شما امکان میدهند کدهای خود را به صورت موازی اجرا کنید.
به طور مثال، فرض کنید که میخواهید یک عملیات ساده مانند محاسبه مربع اعداد یک بعدی را به صورت موازی انجام دهید. در اینجا یک مثال از استفاده از تابع parfor
را مشاهده میکنید:
N = 10; % تعداد عددها
numbers = 1:N; % آرایه اعداد
% محاسبه مربع هر عدد به صورت موازی
parfor i = 1:N
square(i) = numbers(i) ^ 2;
end
disp(square);
همچنین، میتوانید از تابع parfeval
برای اجرای توابع بدون توقف (non-blocking) در پردازش موازی استفاده کنید. این کار ممکن است در صورتی که نیاز به کنترل بیشتر بر اجرای کدهای موازی داشته باشید، مفید باشد.
N = 10; % تعداد عددها
numbers = 1:N; % آرایه اعداد
% تعریف تابع برای محاسبه مربع هر عدد
squareFunc = @(x) x ^ 2;
% ایجاد یک Job برای هر عدد
futures = parallel.FevalFuture.empty(N, 0);
for i = 1:N
futures(i) = parfeval(@squareFunc, 1, numbers(i));
end
% دریافت نتیجه هر Job
square = zeros(1, N);
for i = 1:N
[completedIdx, value] = fetchNext(futures);
square(completedIdx) = value;
end
disp(square);
از آنجا که پردازش موازی در متلب میتواند به عنوان یک ابزار قدرتمند برای بهبود عملکرد و کارایی کدها استفاده شود، میتوانید با مطالعه مستندات مربوطه و آزمایشهای بیشتر، از این امکانات به بهترین شکل ممکن بهرهبرداری کنید.
پردازش موازی یک روش برنامهنویسی است که به برنامهنویسان اجازه میدهد که برنامههای خود را به گونهای طراحی کنند که قسمتهای مختلف آنها همزمان اجرا شوند و بدین ترتیب، زمان اجرای آنها کاهش یابد. در پایتون نیز امکان پردازش موازی وجود دارد. چندین روش برای پردازش موازی در پایتون وجود دارد که از جمله آنها میتوان به استفاده از روشهای موجود در کتابخانههای multiprocessing
، threading
و concurrent.futures
اشاره کرد. در زیر یک مثال ساده از هر یک از این روشها را ارائه میدهم:
۱. استفاده از کتابخانه multiprocessing
:
import multiprocessing
def worker(num):
"""برای محاسبه مربع یک عدد"""
print(num*num)
if __name__ == '__main__':
# تعداد پردازهها مشخص میشود
processes = []
for i in range(10):
p = multiprocessing.Process(target=worker, args=(i,))
processes.append(p)
p.start()
for process in processes:
process.join()
۲. استفاده از کتابخانه threading
:
import threading
def worker(num):
"""برای محاسبه مربع یک عدد"""
print(num*num)
if __name__ == '__main__':
# تعداد رشتهها مشخص میشود
threads = []
for i in range(10):
t = threading.Thread(target=worker, args=(i,))
threads.append(t)
t.start()
for thread in threads:
thread.join()
۳. استفاده از کتابخانه concurrent.futures
:
import concurrent.futures
def worker(num):
"""برای محاسبه مربع یک عدد"""
print(num*num)
if __name__ == '__main__':
# تعداد فرآیندها مشخص میشود
with concurrent.futures.ProcessPoolExecutor() as executor:
executor.map(worker, range(10))
در این مثالها، تعداد مربع اعداد از ۰ تا ۹ به صورت همزمان محاسبه میشود. لازم به ذکر است که برای برنامههای واقعی و پیچیدهتر نیز میتوان از این روشها بهره برد و بهترین روش را بر اساس نیاز و شرایط مربوطه انتخاب کرد.
پردازش فوق سریع در شبیهسازی به کاربرد پردازشی اشاره دارد که برای انجام محاسباتی پیچیده و حجیم با سرعت بسیار بالا استفاده میشود. این نوع پردازش معمولاً به منظور شبیهسازی و تحلیل مسائل پیچیده در زمینههای مختلف از جمله علوم مهندسی، علوم زیستی، علوم اجتماعی و غیره انجام میشود. معمولاً در این نوع پردازش، محاسبات بسیار زیادی صورت میگیرد و نیاز به پردازش فوق سریع و با دقت بالا دارد.
برای انجام پردازش فوق سریع در شبیهسازی، از تکنولوژیها و الگوریتمهای پیشرفتهای مانند پردازش موازی، استفاده از سیستمهای سریع محاسباتی (مانند سوپرکامپیوترها)، بهینهسازیهای سختافزاری و نرمافزاری، و استفاده از الگوریتمهای بهینه سازی مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین، استفاده از سازوکارهای مدیریت منابع محاسباتی مانند ابر کامپیوتر و کانتینرها نیز میتواند در بهبود عملکرد و سرعت پردازش موثر باشد.
از جمله مواردی که از پردازش فوق سریع در شبیهسازی استفاده میشود میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
۱. شبیهسازی فیزیکی: برای شبیهسازی پدیدههای فیزیکی مانند شبیهسازی سیستمهای فیزیکی پیچیده، مدلهای هواشناسی، شبیهسازی سیستمهای حمل و نقل و غیره.
۲. شبیهسازی بیولوژی: برای مطالعه رفتار و تعاملات مواد زیستی در محیطهای مختلف مانند شبیهسازی تعامل مولکولها، شبیهسازی سلولها و اعضای بدن و غیره.
۳. شبیهسازی اجتماعی: برای مدلسازی و شبیهسازی رفتار جمعیتها و سیستمهای اجتماعی مانند شبیهسازی جریان ترافیک، مدلسازی اقتصاد و بازارها و غیره.
در کل، پردازش فوق سریع در شبیهسازی اهمیت بسیاری در پژوهشها و صنایع مختلف دارد و امکان مدلسازی و تحلیل دقیقتر و سریعتر مسائل پیچیده را فراهم میکند.
انواع ابر کامپیوتر بر اساس نوع خدماتی که ارائه میدهند و نحوه مدیریت زیرساخت محاسباتی تقسیمبندی میشوند. در ادامه، به برخی از انواع مهم ابر کامپیوتر اشاره میشود:
۱. **رایانش عمومی (Public Cloud)**:
– رایانش عمومی یک مدل ابری است که توسط ارائهدهندگان خدمات ابری به صورت عمومی ارائه میشود.
– منابع این نوع ابر کامپیوتر به صورت مشترک بین کاربران ارائه میشود و کاربران میتوانند بر اساس نیاز خود از منابع اینترنتی بهره ببرند.
– مثال: Amazon Web Services (AWS)، Microsoft Azure، Google Cloud Platform (GCP).
۲. **رایانش خصوصی (Private Cloud)**:
– در رایانش خصوصی، منابع محاسباتی برای یک سازمان خاص یا یک مجموعه از سازمانها درون دیتاسنتری خصوصی فراهم میشود.
– این نوع ابر کامپیوتر امکان مدیریت و کنترل دقیقتر بر روی امنیت، حریم خصوصی و نیازهای خاص سازمان را فراهم میکند.
– مثال: VMware vCloud، OpenStack.
۳. **رایانش هجی (Hybrid Cloud)**:
– رایانش هجی ترکیبی از رایانش عمومی و خصوصی است که به کاربران امکان میدهد از هر دو مدل استفاده کنند.
– برخی از بخشهای حساس یا حریم خصوصی بالا میتوانند درون یک رایانش خصوصی میزبانی شوند، در حالیکه بخشهای دیگر میتوانند بر روی رایانش عمومی مستقر شوند.
– مثال: AWS Outposts، Microsoft Azure Stack.
۴. **رایانش مدیریت شده (Managed Cloud)**:
– رایانش مدیریت شده یک خدمت ابری است که توسط ارائهدهندگان خدمات مدیریت میشود.
– در این مدل، ارائهدهنده خدمات مسئولیتهای مانند نگهداری، پشتیبانی و بهروزرسانی سیستمها و برنامهها را برعهده دارد.
– مثال: Rackspace Managed Cloud، IBM Cloud Managed Services.
هر یک از این انواع ابر کامپیوتر مزایا و معایب خود را دارند و انتخاب مدل مناسب برای یک سازمان بستگی به نیازها، بودجه و استراتژی فناوری اطلاعات آن سازمان دارد.
انجام کلیه خدمات سرور محاسباتی شامل ارائه منابع محاسباتی، نگهداری سختافزار، مدیریت سیستم، امنیت و پشتیبانی فنی از زیرساخت محاسباتی است. این خدمات به شرکتها و فردها کمک میکنند تا بدون نگرانی از نیازهای مرتبط با سرورهای محاسباتی خود، به بهرهوری بیشتری دست پیدا کنند. به طور کلی، خدمات سرور محاسباتی عبارتند از:
۱. **ارائه منابع محاسباتی**: این شامل پردازندهها، حافظه، ذخیرهسازی و شبکه است که به کاربران امکان میدهد برنامهها و خدمات مختلف را اجرا کنند و دادهها را ذخیره کنند.
۲. **نگهداری سختافزار**: این شامل نصب، راهاندازی و نگهداری سختافزار سرورها و تجهیزات مرتبط با آنها است تا بهرهوری سیستمها حفظ شود.
۳. **مدیریت سیستم**: این شامل مدیریت عملیات روزمره سیستمها مانند پشتیبانی از سیستم عامل، به روزرسانیها، نظارت بر عملکرد سیستم و حل مشکلات فنی است.
۴. **امنیت**: این شامل پیکربندی امنیتی سرورها، مانیتورینگ فعالیتها، شناسایی و جلوگیری از حملات امنیتی و مدیریت دسترسی است تا اطلاعات محافظت شود.
۵. **پشتیبانی فنی**: این شامل ارائه پشتیبانی فنی ۲۴/۷ به کاربران برای حل مشکلات فنی، ارائه راهنماییهای فنی و ارتقاء سیستمها است.
۶. **مدیریت داده**: این شامل مدیریت دادهها، پشتیبانگیری و بازیابی اطلاعات و ایجاد سیاستها و رویههای مدیریت داده است.
در مجموع، خدمات سرور محاسباتی ارائه تمامی ابزارها و منابعی را که برای اجرای برنامهها و خدمات مورد نیاز استفاده میشود فراهم میکند و به کاربران امکان میدهد تا به بهترین شکل از زیرساخت محاسباتی خود استفاده کنند.