الجين الأزرق: الفرق بين النسختين

[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
ط إزالة قالب وصلة إنترويكي من وصلة زرقاء
ط بوت: تعريب
سطر 2:
[[ملف:IBM Blue Gene P supercomputer.jpg|يسار|تصغير|حاسب Blue Gene/P]]
 
'''الجين الأزرق''' هو مشروع بنية حاسوبية يهدف لإنتاج العديد من [[الحواسيب الفائقة]]، كما يهدف لتحقيق سرعات تنفيذ في مدى الـ [[FLOPSفلوبس|PFLOPS]]، وقد تمكن حتى الآن من تحقيق سرعات أداء تقارب الـ TFLOPS 500.
 
وهو عبارة عن مشروع تعاوني بين آي بي إم (بالإنجليزية:[[IBMآي بي إم]]) وبصورة خاصة آي بي إم روشستر (بالإنجليزية: {{وصلة إنترويكي|عر=IBM_Rochester|تر=IBM_Rochester|لغ=en|نص=IBM Rochester}}) ومركز أبحاث توماس واتسون (بالإنجليزية: {{وصلة إنترويكي|عر=Thomas_J._Watson_Research_Center|تر=Thomas_J._Watson_Research_Center|لغ=en|نص=Thomas J. Watson Research Center}}) ومختبر لورنس ليفرمور الوطني (بالإنجليزية : [[Lawrenceمختبر Livermoreلورانس Nationalليفرمور Laboratoryالوطني]] اختصاراً LLNL) ووزارة الطاقة الأمريكية (التي تمول هذا المشروع جزئياً) وبعض الأوساط الأكاديمية.
 
ويجري حالياً تطوير أربعة مشاريع لـ Blue Gene وهي :
سطر 18:
[[ملف:BlueGeneL cabinet.jpg|يسار|تصغير|خزنة في حاسب Blue Gene/L]]
 
هو الحاسوب الأول في سلسلة حواسيب Blue Gene تم تطويره بالشراكة مع مختبر لورنس ليفرمور الوطني, ذروة أداء هذا الحاسب من الناحية النظرية هي التنفيذ بسرعة 360 TFLOPS، وعملياً حقق هذا الحاسب أكثر من 280 TFLOPS بالاستناد لمرجعية [[لينباك]] (بالإنجليزية: [[Linpackلينباك|LINPACK]]) لقياس الأداء. وبعد التحسينات التي طرأت عليه في عام 2007 أصبح قادراً على التنفيذ بسرعة 478 TFLOPS عملياً و596 TFLOPS بالاستناد للحسابات النظرية.
 
ومن الجدير بالذكر أن مصطلح Blue Gene /L يشير أحياناً إلى الحواسيب التي تم تركيبها في LLNL ؛ وأحياناً آخرى لبنية الحاسب.
سطر 24:
في شهر نوفمبر عام 2006، كان هناك 27 حاسوباً على قائمة أفضل 500 حاسب في العالم (بالإنجليزية: [[Top500]]) تستخدم جميعها بنية Blue Gene /L وصنفت هذه الحواسيب بأنها ذات بنية eServer Blue Gene Solution.
 
قي كانون الأول (ديسمبر) عام 1999، أعلنت IBM عن رصد مبلغ 100 مليون دولار لمبادرة بحثية لمدة خمس سنوات لبناء حاسب يعتمد تقنية المعالجة المتوازية الشاملة Parallel Computer، ليتم استخدامه في تطبيقات دراسة الظواهر الجزيئية الحيوية مثل طي البروتين (بالإنجليزية: [[Proteinتطوي foldingالبروتين]]).
 
=== يهدف هذا المشروع لأمرين رئيسيين ===
سطر 41:
في تشرين الثاني (نوفمبر) عام 2001، انضم مختبر لورنس ليفرمور الوطني إلى IBM كشريك لبحوث Blue Gene..
 
وفي التاسع والعشرين من أيلول (سبتمبر) عام 2004، أعلنت IBM أن نموذج Blue Gene/L في IBM Rochester قد تفوق على الحاسوب [[Earthمحاكي Simulatorالأرض]] كأسرع حاسب في العالم، مع سرعة36.01 TFLOPS وفقاً لمرجعية Linpack، في حين كانت سرعة Earth Simulator تساوي لـ 35.86 TFLOPS.
 
وقد تم تصميمه باستخدام نظام الخزائن الثمانية (بالإنجليزية: 8 {{وصلة إنترويكي|عر=Cabinet_(computer)|تر=Cabinet_(computer)|لغ=en|نص=cabinet}}) حيث يوضع في كل خزنة 1,024 عقدة حسابية, وبعد مضاعفة عدد هذه الخزائن إلى 16 خزنة وصلت سرعة الجهاز لـ 70.72 TFLOPS بحلول تشرين الثاني (نوفمبر) 2004 موصلاً هذا النوع من الحواسيب إلى المرتبة الأولى في قائمة أفضل 500 حاسب في العالم.
سطر 51:
ثلاثة من حوامل (بالإنجليزية: racks) حواسب Blue Gene/L توجد في مركز سان دييغو للحواسيب الفائقة (بالإنجليزية:{{وصلة إنترويكي|عر=San_Diego_Supercomputer_Center|تر=San_Diego_Supercomputer_Center|لغ=en|نص=San Diego Supercomputer Center}}) ومتاحة لأغراض البحث الأكاديمي.
 
في السابع والعشرين من تشرين الأول (أكتوبر) عام 2005، أعلن LLNL وIBM أن Blue Gene/L حطم مرة أخرى الرقم القياسي السابق حيث بلغت سرعته280.6 TFLOPS وفقاً لمرجعية Linpack، وعند الوصول إلى التشكيل النهائي كان الحاسب مزوداً بـ 65،536 عقدة حسابية, و1024 عقدة إضافية لنظام الدخل/ خرج, وبـ 64 خزنة تبريد للهواء. واستخدم حاسب Blue Gene/L التابع لـ LLNL نظام لوستر للملفات (بالإنجليزية: [[Lustre (file system)لوستري|Lustre File System]]) للوصول إلى العديد من أنظمة الملفات في مدى 600TB-1PB.
 
Blue Gene/L هو أيضاً أول حاسب فائق على الإطلاق يقوم بإنجاز أكثر من 100 TFLOPS على تطبيق من تطبيقات العالم الحقيقي، والذي كان تطبيقاً لـ (ddcMD) في محاكاة التصلب للمعدن المنصهر تحت الظروف المناسبة من ضغط عال ودرجة حرارة مناسبة. وحصل هذا الإنجاز في عام 2005 على جائزة غوردون بيل (بالإنجليزية: Gordon Bell Prize).
سطر 57:
وفي الثاني والعشرين من حزيران (يونيو) عام 2006، إدارة الأمن النووي (بالإنجليزية: {{وصلة إنترويكي|عر=NNSA|تر=NNSA|لغ=en|نص=NNSA}}) وIBM أعلنتا أن Blue Gene/L حققت 207.3 TFLOPS في تطبيق كيميائي كمي. وفي الرابع عشر من تشرين الثاني (نوفمبر) عام 2006، منح Blue Gene/L الجائزة الأولى في جميع فئات تحديات الحوسبة عالية الأداء.
 
في السابع والعشرين من نيسان (أبريل) عام 2007, كان فريق من مركز أبحاث آي بي إم مادن (بالإنجليزية: {{وصلة إنترويكي|عر=IBM_Almaden_Research_Center|تر=IBM_Almaden_Research_Center|لغ=en|نص=IBM Almaden Research Center}}) وجامعة ولاية نيفادا يدير شبكة صناعية عصبية (بالإنجليزية: [[Artificialشبكة neuralعصبونية networkاصطناعية]]) تقارب في تعقيدها إلى نصف تعقيد دماغ فأر في زمن يعادل الثانية (تم تشغيل الشبكة في 0.1 من السرعة العادية لمدة 10 ثواني).
 
في تشرين الثاني (نوفمبر) عام 2007، بقي Blue Gene/L التابع لـ LLNL يحتل موقع الحاسب الفائق الأسرع في العالم. حيث تمت ترقيته منذ القياس السابق، وكان يعمل بسرعة تعادل 3 أضعاف سرعة الحاسب الذي يحتل المركز الثاني وهو حاسب من فئة Blue Gene/P.
سطر 73:
[[ملف:Blue Gene L ASIC.png|يمين|تصغير|مخطط Blue Gene/L ASIC بأنوية dual PowerPC 440]]
 
كل عقدة حساب أو إدخال / إخراج العقدة هي دارة متكاملة محددة التطبيق (بالإنجليزية: {{وصلة إنترويكي|عر=Application-specific_integrated_circuit|تر=Application-specific_integrated_circuit|لغ=en|نص=ASIC}}) مع رقاقة ذاكرة ديناميكية عشوائية الوصول (بالإنجليزية: [[Dynamicذاكرة randomوصول accessعشوائي memoryديناميكية|DRAM]])
 
ASIC تدمج معالجين 700 ميغا هيرتز من PowerPC 440، يحوي كل منهما على :
# وحدة عمليات فاصلة عائمة (بالإنجليزية: [[Floatingوحدة pointالفاصلة unitالعائمة|Floating-point unit]]) بقناة توارد مزودجة - ثنائية الدقة.
# نظام فرعي للذواكر الخابية (بالإنجليزية: {{وصلة إنترويكي|عر=Cache|تر=Cache|لغ=en|نص=Cache}}) مع متحكم داخلي لذواكر الوصول العشوائي الديناميكية (built-in DRAM controller) ومنطق لدعم النظم الفرعية للاتصالات المتعددة.
 
سطر 92:
# شبكة مقاطعة عالمية (global interrupt network) للحواجز السريعة.
 
عقد الدخل/ خرج التي تستخدم نظام تشغيل لينوكس (Linux) توفر الاتصال مع العالم عبر شبكة إيثرنت (بالإنجليزية: [[Ethernetإيثرنت]])، وتتعامل مع عمليات نظام الملفات نيابة عن العقد الحسابية, وفي هذه البنية توجد شبكات Ethernet منفصلة تؤمن الوصول لأي عقدة من أجل عمليات التكوين (بالإنجليزية: configuration) والتمهيد (بالإنجليزية: [[bootingإقلاع (حاسوب)]]) والتشخيص (بالإنجليزية: diagnostics).
 
عقد Blue Gene الحسابية تستخدم نظام تشغيل صغير - بأقل إمكانات - يدعم برنامج المستخدم الواحد. وتدعم استدعاءات مجموعة فرعية من واجهات نظام التشغيل المحمولة للينوكس (بالإنجليزية: [[POSIXبوزيكس]]) فقط ويمكن تشغيل عملية واحدة فقط في وقت واحد, كما يحتاج المبرمجون لتطبيق (بالإنجليزية: {{وصلة إنترويكي|عر=Green_threads|تر=Green_threads|لغ=en|نص=Green threads}}) لمحاكاة التزامن المحلي.
 
تطوير التطبيقات يتم عادة باستخدام لغات (C, C++, Fortran) وباستخدام واجهة تمرير الرسائل (بالإنجليزية: [[Messageواجهة Passingتمرير Interfaceالرسائل]] كاختصار MPI) للتواصل. بالإضافة لاستخدام بعض لغات البرمجة مثل (Ruby scripting language) في العقد الحسابية.
 
للسماح لأكثر من برنامج بالعمل في وقت واحد يمكن لنظام Blue Gene أن يقسم إلى مجموعات من العقد المعزولة إلكترونياً, عدد العقد في كل مجموعة يجب أن يكون من قوى العدد 2 ويجب أن تحتوي كل مجموعة على ما لا يقل عن 32 عقدة وعلى الأكثر تكون كل العقد موضوعة في قسم واحد, ولتشغيل برنامج ما باستخدام Blue Gene/L فإن عملية التقسيم يجب أن تكون محفوظة وعندها يقوم البرنامج بالتنفيذ على كل العقد في القسم ولا يسمح لأي برنامج آخر بأن يصل لهذا القسم طوال فترة استخدامه من قبل البرنامج الحالي وعند الانتهاء تحرر جميع العقد ليتم استخدامها من قبل برامج أخرى.
سطر 122:
Blue Gene/Q سيحوي عدداً مقارباً لعدد العقد في سابقيه ولكن بأنوية أكثر لكل عقدة. عدد هذه الأنوية في كل رقاقة غير معروف حتى الآن ولكنه من الممكن أن يتراوح بين 8 – 16 نواة مع ذاكرة بحجم 1 GB لكل نواة.
 
النموذج الأصلي لنظام Blue Gene/Q سمي سيكوبا (بالإنجليزية: [[IBMآي Sequoiaبي إم سيكويا|Sequoia]]) وسوف يتم تثبيته في مختبر لورنس ليفرمور الوطني في عام 2011 كجزء من برنامج المحاكاة المتقدمة والحوسبة لتشغيل محاكاة نووية وبحوث علمية متقدمة, وسيحتوي على 98,304 عقدة حسابية و1.6 مليون نواة معالج وذاكرة 1.6 PB في 96 حامل ويغطي مساحة تقدر بـ 3000 قدم مربع ويستهلك 6 ميجا واط من الكهرباء.
 
== انظر أيضا ==