شاهين (حاسب فائق)

الحاسب الفائق شاهين-1

شاهين، هو اسم لسلسلة حواسب فائقة تملكها وتديرها جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية، السعودية. سُمي الحاسوب الفائق على اسم الصقر شاهين.[1] الموديل الأحدث، شاهين 2، يعتبر من أقوى الحواسب الفائقة في الشرق الأوسط.[بحاجة لمصدر]

طُرح الحاسوب الفائق شاهين-1 عام 2009 من تصميم شركة آي بي إم، أما الحاسوب شاهين-2 فقد طُرح في 2015 وبنته كراي للحواسب الفائقة. أحدث حاسوب في السلسلة، شاهين-3، من المتوقع طرحه قبل نهاية 2023، وتبنيه شركة إتش پي.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

شاهين-1

أحد كابينات شاهين-1.

شاهين-1 هو حاسوب فائق من تصميم أي بي إم يضم 16 إطار ويعمل بنظام بلو جين/پي ومجهز بذاكرة سعتها 4 گيگابايت لكل محطة طرفية وقادر على الأداء بسرعة 222 تيرافلوپ، أي 222 تريليون عملية فلوتنگ بوينت في الثانية، ويعتبر واحدا من أقوى الحواسب الفائقة في الشرق الأوسط[2] ويُزمع أن ينمو لتبلغ قدرته مقياس پـِتا بحلول 2011،[3] وقد بُني في مركز أبحاث توماس واطسون التابع لشركة آي بي إم في يوركتاون هايتس، نيويورك، ثم نـُقِل إلى جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية في منتصف 2009.[3]

حين اشترته السعودية كان ترتيبه السادس بين أسرع حواسب فائقة في العالم في يناير 2009، حسب ترتيب توپ 500. إلا أنه تراجع في ترتيب يونيو 2011 ليصبح رقم 39 ويأتي معه ثلاث حواسب فائقة أخرى بالسعودية، جميعها تابعة لشركة أرامكو، وترتيبها في يونيو 2011 هي 172، 173، 452.[4] إلا أنه حتى أكتوبر 2011، لم تظهر أي أوراق بحثية عن تستخدم شاهين؛ بل وانقطعت أخبار الحاسب شاهين منذ وصوله السعودية في 2009 ولعامين. وفي عام 2015 اختارت الجامعة شركة كراي للحواسب الفائقة لبناء الجيل الثاني من الحاسب، شاهين-2. وهو أسرع 25 مرة من الجيل الأول، فكان ترتيبه في توپ 500 هو 97. وفي 2022 اختارت الجامعة شركة هيولت-پاكارد لبناء الجيل الثالث من الحاسب، شاهين-3، ليدخل الخدمة قبل نهاية عام 2023.


النظم

يتضمن شاهين العناصر الفنية التالية:

  • 16 اطار بلو جين/پي، بسرعة 222 تـِرافلوپ.
  • 128 عقدة إكسيون 3550، بسرعة 12 تـِرافلوپ.

الأداء

تشتمل قدرات الحاسوب شاهين على:[5]:

  • 65,536 قلب معالجة مستقل.
  • مركز بيانات من الجيل التالي قادر على النمو إلى متطلبات الحوسبة على مستوى إكسافلوپ
  • 10 گيگابت/ثانية توصيل للشبكات العالمية البحثية والأكاديمية. وإن كان هذا الزعم غير حقيقي لأن سعة اتصال دولة السعودية ككل بالشبكات العالمية هو أقل من 2.5 گيگابت/ثانية (للبيانات والهاتف مجتمعين).

شاهين-2

شاهين-2

الجيل الثاني من شاهين دخل الخدمة في 2015.[6][7] ويتكون من حاسوب فائق Cray XC40 في 36 كابينة.[7][1][8]

وفي يونيو 2022، جاء ترتيب الحاسوب في المرتبة رقم 97 بين أسرع الحواسب بالعالم، بنتيجة Rmax قدرها 5.54 پيتا فلوپ.[6]

المواصفات

تُعَادل قوة الحاسوب الفائق شاهين-2 تقريباً 25 مرة ضعف النسخة الأولى من الجهاز، شاهين-1، الذي حل مكانه، وهو من نوع كراي إكس سي 40، ويتمتع بقدرات حسابية هائلة، تصل إلى 5536 بيتافلوب؛ ويحتوي على 200.000 معالج، موزّع على 6174 آلاف عقدة، ويتمتع بسعة تخزين قابلة للاستخدام تصل إلى 17.6 بيتابايت، وذاكرة إجمالية 790 تيرابايت. ويعادل البيتافلوب تقريباً واحد كوادريليون عملية حسابية في الثانية. ويشير أحد التقديرات إلى أن الإنسان قد يستغرق نحو 32 ألف سنة لإنجاز نفس المهمة.[9]

الاستخدامات

تستخدم جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية الحاسوب الفائق شاهين-2 في الأبحاث، في مجالات الموارد والطاقة والعلوم الحيوية وهندسة المواد الحيوية، وهندسة الرياضيات التطبيقية، ومحاكاة الاضطراب في عمل المحركات وديناميات الغلاف الجوي وشبكات الطاقة المتجددة وعلوم الحساب، مما يوفر الكثير من الوقت والجهد للحصول على النتائج"، فعلى سبيل المثال تعتبر عملية التنبؤ بكيفية نقل الرياح للأتربة والغبار عبر الصحراء إلى البحر الأحمر عملية حسابية معقدة للغاية، ولكنها مفيدة جداً للعلماء المهتمين بتطوير الخلايا الشمسية، خصوصاً أن تراكم الأتربة على أسطح ألواح الخلايا الشمسية يعتبر من التحديات الكبيرة في المناطق الصحراوية، لذلك، تحتاج هذه العملية إلى حاسب إلى حاسوب خارق مثل شاهين-2 للقيام بهذه المهمة. كما يعتزم الشركاء الصناعيون بالجامعة استخدام الحاسوب أيضاً للمساعدة في تحسين عمليات البحث عن المعادن والوقود الحفري وفي معالجة المواد الخام.

وقد أتاح شاهين-2 للعلماء تقسيم إحداثيات المنطقة بأكملها إلى أجزاء رئيسية، وإعداد وتنسق نظام شبكي ثلاثي الأبعاد بمساحة واحد كيلومتر مربع لكل قسم، ثم يبدأ بتحليل الرياح في كل قسم على مدار الساعة من أجل تحديد نمط حركة الرياح. ويقوم كل معالج في (شاهين-2) بتولي مهمة معالجة العمليات الحسابية المعقدة والمختلفة على حدة؛ ليعطينا تنبؤاً كاملاً عن نمط حركة الرياح تحت كل الظروف.

شاهين-3

شاهين-3 [10] في Supercomputing Core Lab الذي يرأسه الدكتور جيسو لي.


حتى أغسطس 2023، كان شاهين-3 قيد الإنشاء، حسب صحيفة فاينانشل تايمز.[11] ومن المنتظر أن يدخل الخدمة قبل نهاية 2023.

مواصفات شاهين-3: [12]

الحاسوب شاهين-3 الفائق مصمم ليتكون من 18 غرفة حوسبة فائقة HPE Cray EX، التي تقدم آخر تقنيات الاتصال بين طرفين المتطورة، على مستوى إكسا، لتسخير الرؤى بكفاءة من الكميات الهائلة والمتزايدة من البيانات المعقدة، مع تقديم زيادة كبيرة في الأداء والدقة والسرعة. عند نشره بالكامل، سيتضمن النظام ما يلي:

  • توفر كابلات شبكات HPE Slingshot نسيج إيثرنت عالي الأداء مصممًا للجيل التالي من حلول HPC وAI. يتضمن ذلك أعباء عمل أكبر ومكثفة للبيانات لتلبية متطلبات السرعة الأعلى والتحكم في الازدحام حتى تعمل التطبيقات بسلاسة وتعزيز الأداء.
  • حلقة مغلقة متطورة من تكنولوجيا التبريد السائل مثبتة في غرف HPE Cray EX لإزالة الحرارة بكفاءة من الأجهزة عالية الطاقة، بما في ذلك وحدات المعالجة المركزية (CPUs) ووحدات معالجة الرسومات (GPU) والذاكرة والمفاتيح.
  • دعم متقدم للنمذجة والمحاكاة الحسابية باستخدام معالجات AMD EPYC™ من الجيل التالي، والتي تحمل الاسم الرمزي "Genoa". تم تجهيز كل خزانة HPE Cray EX بـ 4,608 عقدة حوسبة لوحدة المعالجة المركزية، مع معالجين AMD EPYC™، يصل عددهما إلى 884,736 مركزاً في النظام بأكمله.
  • دعم متقدم للذكاء الاصطناعي والتحليلات وأعباء العمل الحاسوبية المكثفة الأخرى باستخدام منصات NVIDIA HPC وAI. ستتضمن سبع خزانات HPE Cray EX4000 704 عقدة حسابية لوحدة معالجة الرسومات، وسيتم تجهيز كل عقدة بأربع شرائح NVIDIA Grace Hopper Superchips ووحدات CPU/GPU.
  • توسيع مساحة التخزين الحالية للحاسوب الفائق شاهين-2 لدعم أعباء العمل المعقدة في النمذجة والمحاكاة والذكاء الاصطناعي باستخدام نظام التخزين Cray ClusterStor E1000 من HPE عن طريق إضافة 50 بيتابايت من سعة التخزين.
  • بيئة تطوير التعلم الآلي من HPE، وهي منصة للتدريب على التعلم الآلي على مستوى المؤسسات مبنية على أساس مفتوح المصدر وضعته شركة ديزايند إيه آي لمساعدة فرق البحث على التركيز على الابتكار عن طريق إزالة التعقيد وتسهيل إعداد الذكاء الاصطناعي وإدارته وتأمينه ومشاركته حساب المجموعات. ستسمح هذه الإمكانات الجديدة للمستخدمين بتدريب النماذج بشكل أسرع، وبناء نماذج أكثر دقة، وتتبع التجارب وإعادة إنتاجها.

الاستخدامات

الدعم بحثي

سيتم استخدام الحاسوب شاهين للتركيز على المحاور البحثية التالية[2]:


الخدمات

كان من المفترض أن يكون لفريق مركز أبحاث الحوسبة عالية الأداء في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية مدخل إلى:

  • الدعم العام لاستخدام منشأة شاهين، بما في ذلك جدولة استخدام شاهين والأنظمة الطرفية.
  • دعم حوسبة عالية الأداء من أجل "التحديات الكبرى" بالتعاون مع المركز لإنجاز اختراقات أساسية في مجالات محددة من الأبحاث.
  • التعاون لطرح تطبيقات ونظم وسطى وكتبة برامج ودعم خوارزميات وخدمات تمكين حوسبة عالية الأداء.
  • تمكين التطبيقات حيث يمكن للمستخدمين تكليف مركز أبحاث الحوسبة عالية الأداء بتطوير التطبيقات الرئيسية وتمكينها ونقلها وتوسيع نطاقها.
  • تقنيات ادارة أفضل أساليب لبرنامج حوسبة عالية الأداء
  • التعاون مع باحثي جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا في مشاريع خارجية
  • تدريب على ادارة وبرمجة وضبط تطبيقات وخوارزميات نظم حوسبة عالية الأداء.
فريق مركز أبحاث الحوسبة عالية الأداء، بجامعة الملك عبد الله، عام 2023.


القيود

على الرغم من أن جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية لا تدعم أي نوع من التمييز ضد الطلبة أو أعضاء هيئة التدريس على أساس الدين أو الجنس أو الأصل القومي، يتعين على آي بي إم وكراي الالتزام بلوائح التصدير الأمريكية التي تحكم تصدير تكنولوجيا الحوسبة المتطورة. حسب اللوائح[13] كان لابد من فرض قيود لحرمان مواطني سوريا وإيران والسودان وكوبا وكوريا الشمالية من الوصول إلى الكمبيوتر الفائق.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

شركاء مؤسسون

صنع الحاسوب شاهين في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية بالتعاون مع شركة أي بي إم والجامعة. بالإضافة إلى أي بي إم المؤسسات والمنظمات التالية:

انظر أيضاً

المصادر

  1. ^ أ ب خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة 2020-07-24-hpe
  2. ^ أ ب "Michael Feldman, HPC Wire, "Saudi Arabia Buys Some Big Iron," October 1, 2008" (PDF). Retrieved 2009-03-13.
  3. ^ أ ب "Patrick Thibodaux, Computer World, "Saudi Arabia unveils grand supercomputer ambitions," September 22, 2008" (PDF). Retrieved 2009-03-13.
  4. ^ "Saudi Arabia". موقع الحواسب الفائقة TOP500. يونيو 2011.
  5. ^ Shaheen's performance, from IBM's official website
  6. ^ أ ب خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة 2022-06-top500-sh2
  7. ^ أ ب خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة shaheen-kaust
  8. ^ خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة 2015-hadri-cug
  9. ^ "الكمبيوتر السعودي «شاهين 2» أول جهاز فائق في منطقة الشرق الأوسط". أخبار اليوم. 2016-02-16. Retrieved 2023-08-23.
  10. ^ "KAUST selects HPE to build powerful supercomputer". جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا. 2022-09-27.
  11. ^ Madhumita Murgia and Andrew England in London, Qianer Liu and Eleanor Olcott in Hong Kong and Samer Al-Atrush in Dubai (2023-08-14). "Saudi Arabia and UAE race to buy Nvidia chips to power AI ambitions". فاينانشل تايمز.
  12. ^ Staff (2022-09-27). "'Shaheen III': KAUST Selects HPE Cray EX HPC-AI Supercomputer with NVIDIA and AMD Chips". Inside HPC.
  13. ^ KAUST Conditions of Usage from KSL's website

وصلات خارجية

تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=شاهين_(حاسب_فائق)&oldid=2963491"