لا توجد نتائج

بحثك لم يطابق أي نتائج.

نقترح أن تجرِّب ما يلي للمساعدة في العثور على ما تبحث عنه:

  • تحقق من تهجئة كلماتك الرئيسية التي تبحث عنها.
  • استخدم المرادفات للكلمة الرئيسية التي كتبتها، على سبيل المثال، جرِّب “تطبيق” بدلاً من “برنامج.”
  • جرِّب إحدى عمليات البحث الشائعة الموضحة أدناه.
  • ابدأ بحثًا جديدًا.
الأسئلة الرائجة

ما المقصود بالحوسبة عالية الأداء (HPC)؟

إن HPC، أو الحوسبة الفائقة، تعد مثل الحوسبة اليومية، ولكنها فقط أكثر قوة. إنها طريقة تهدف إلى معالجة كميات ضخمة من البيانات بسرعات عالية جدًا باستخدام أجهزة كمبيوتر وأجهزة تخزين متعددة على هيئة نسيج متماسك. تتيح HPC إمكانية استكشاف مجموعة من أكبر مشكلات العالم في مجالات العلوم والهندسة والأعمال والعثور عليها.

ما الصناعات التي تستخدم HPC؟

تستخدم الشركات المدرجة ضمن قائمة Fortune 1000 في كل صناعة تقريبًا HPC، وتزداد شعبيتها. وفقًا لـ Hyperion Research، من المتوقع أن تصل قيمة سوق HPC العالمية إلى 44 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2022.

يرد فيما يلي بعض الصناعات التي تستخدم HPC وأنواع أحمال العمل التي تساعدها HPC على تحقيق الأداء المنشود في:

  • الفضاء: إنشاء عمليات محاكاة معقدة، مثل حركات تدفق الهواء فوق أجنحة الطائرات
  • التصنيع: تنفيذ عمليات المحاكاة، مثل العمليات الخاصة بالقيادة الذاتية، لدعم تصميم المنتجات الجديدة وتصنيعها واختبارها، والتي ينتج عنها سيارات أكثر أمانًا، وأجزاء أخف وزنًا، وعمليات وابتكارات أكثر كفاءة
  • التقنية المالية (fintech): إجراء تحليلات المخاطر المعقدة، والتداول عالي التكرار، والنمذجة المالية، واكتشاف الاحتيال
  • علم الجينوميات: تسلسل أساس البنية وتحليل تفاعلات الأدوية، وإجراء تحليلات البروتينات لدعم دراسات سلالات النسب
  • الرعاية الصحية: إجراء أبحاث الأدوية وابتكار اللقاحات وتطوير علاجات مبتكرة للأمراض النادرة والشائعة
  • وسائل الإعلام والترفيه: إنشاء الرسوم المتحركة وعرض المؤثرات الخاصة للأفلام وتحويل ترميز ملفات الوسائط الضخمة وإنشاء تجارب ترفيهية غامرة
  • النفط والغاز: إجراء التحليلات المكانية واختبار نماذج الخزانات للتنبؤ بمكان وجود موارد النفط والغاز، وتنفيذ عمليات المحاكاة مثل تدفقات السوائل والمعالجة الرجفية
  • البيع بالتجزئة: تحليل كميات هائلة من بيانات العملاء لتوفير توصيات أكثر استهدافًا للمنتج وتحقيق خدمة عملاء أفضل

اكتشف كيفية تشغيل Oracle لـ HPC عبر الصناعات

كيف تعمل HPC؟

تكون بعض أحمال العمل، مثل تسلسل البنية الأساسية، ببساطة هائلة للغاية لدرجة يتعذر معها أن تتم معالجتها باستخدام أي جهاز كمبيوتر واحد. تعالج HPC أو بيئات الحوسبة الفائقة هذه التحديات الكبيرة والمعقدة من خلال العقد الفردية (أجهزة الكمبيوتر) التي تعمل معًا في مجموعة (مجموعة متصلة) لتنفيذ كميات هائلة من الحوسبة في فترة زمنية قصيرة. غالبًا ما يتم إنشاء هذه المجموعات وإزالتها بصورة تلقائية في السحابة لتقليل التكاليف.

يمكن تشغيل HPC على أنواع كثيرة من أحمال العمل، ولكن يتمثل النوعان الأكثر شيوعًا في أحمال العمل المتوازية إلى حد محير وأحمال العمل المقترنة بصورة محكمة.

  • أحمال العمل المتوازية إلى حد محير عبارة عن مشكلات حوسبية مقسمة إلى مهام صغيرة وبسيطة ومستقلة يمكن تشغيلها في الوقت نفسه، في أغلب الأحيان من خلال اتصال ضئيل أو بدون اتصال بينهما. على سبيل المثال، قد تقدم إحدى الشركات 100 مليون سجل بطاقة ائتمان إلى مراكز معالجات فردية في مجموعة من العقد. تعد معالجة سجل بطاقة ائتمان واحد مهمة صغيرة، وعند توزيع 100 مليون سجل عبر المجموعة، يمكن تنفيذ هذه المهام الصغيرة في الوقت نفسه (بالتوازي) بسرعات مذهلة. تشتمل حالات الاستخدام الشائعة على محاكاة المخاطر، والنمذجة الجزيئية، والبحث السياقي، وعمليات المحاكاة اللوجستية.
  • أحمال العمل المقترنة بإحكام عادةً ما تستغرق حمل عمل مشتركًا كبيرًا وتقسمه إلى مهام أصغر تتواصل بصورة مستمرة. بعبارة أخرى، تتواصل العقد المختلفة في المجموعة بعضها مع بعض أثناء تنفيذها للمعالجة. تشمل حالات الاستخدام الشائعة ديناميكا السوائل الحوسبية، ونمذجة تنبؤات الطقس، ومحاكاة المواد، ومحاكاة حالات تصادم السيارات، والمحاكاة الجغرافية المكانية، وإدارة حركة المرور.

ما مزايا HPC؟

لقد كانت HPC جزءًا شديد الأهمية من عملية البحث الأكاديمي والابتكار الصناعي على مدار عقود. تساعد HPC المهندسين وعلماء البيانات والمصممين والباحثين الآخرين على حل المشكلات الكبيرة والمعقدة في وقت أقل بكثير وبتكلفة أقل من نظام الحوسبة التقليدية.

تتمثل المزايا الرئيسية لـ HPC فيما يلي

  • انخفاض الاختبارات المادية: يمكن استخدام HPC لإنشاء عمليات محاكاة، مما يؤدي إلى التخلص من الحاجة إلى الاختبارات المادية. على سبيل المثال، عند اختبار حوادث السيارات، تعد عملية إنشاء محاكاة أسهل بكثير وأقل تكلفة من إجراء اختبار تصادم.
  • السرعة: باستخدام أحدث وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات (GPU) وأنسجة الشبكات التي لها زمن انتقال منخفض مثل الوصول المباشر للذاكرة عن بُعد (RDMA)، إلى جانب أجهزة التخزين المحلية سريعة النقل والكتل، يمكن لـ HPC إجراء عمليات حوسبية ضخمة في دقائق بدلاً من أسابيع أو شهور.
  • التكلفة: الإجابات الأكثر سرعة تعني تقليل الوقت والمال المهدرين. بالإضافة إلى ذلك، من خلال HPC المستندة إلى السحابة، يمكن حتى للشركات الصغيرة والشركات الناشئة تحمل نفقات تشغيل أحمال عمل HPC، والدفع فقط مقابل ما تستخدمه وتوسيع نطاقها وتقليله حسب الحاجة.
  • الابتكار: تقود HPC عجلة الابتكار في كل صناعة تقريبًا - إنها تمثل القوة الكامنة وراء الاكتشافات العلمية الرائدة التي تعمل على تحسين نوعية الحياة للأشخاص في جميع أنحاء العالم.

أين يتم تنفيذ HPC؟

يمكن تنفيذ HPC في مكان العمل أو في السحابة أو في نموذج هجين يتضمن جزءًا من كل منهما.

في عملية نشر HPC في مكان العمل، تقوم مؤسسة تجارية أو بحثية بإنشاء مجموعة HPC مليئة بالخوادم وحلول التخزين والبنية التحتية الأخرى التي تديرها وترقيها بمرور الوقت. في عملية نشر HPC على السحابة، يتولى موفر الخدمة السحابية مهمة إدارة البنية التحتية، وتستخدمها المؤسسات في نموذج الدفع أولاً بأول.

تستخدم بعض المؤسسات عمليات النشر المختلطة، خاصةً تلك التي تم استثمارها في بنية تحتية في مكان العمل ولكنها تريد أيضًا الاستفادة من السرعة والمرونة ووفورات التكاليف في السحابة. يمكن لهذه المؤسسات استخدام السحابة لتشغيل بعض أحمال عمل HPC بصورة مستمرة، والانتقال إلى الخدمات السحابية على أساس مخصص، عندما يصبح وقت الانتظار مشكلة في مكان العمل.

شاهد عمليات المحاكاة الهندسية لـ HPC في السحابة

ما تحديات عمليات نشر HPC في أماكن العمل؟

تكتسب المؤسسات التي لديها بيئات HPC في مكان العمل قدرًا كبيرًا من التحكم في عملياتها، ولكن يتعين عليها مواجهة العديد من التحديات، التي تشمل

  • استثمار رأس مال كبير في أجهزة الحوسبة، والتي يجب ترقيتها بصورة مستمرة
  • دفع تكاليف الإدارة المستمرة والتكاليف التشغيلية الأخرى
  • المعاناة من التأخير، أو وقت الانتظار، الذي يمتد من أيام إلى شهور قبل أن يتمكن المستخدمون من تشغيل حمل عمل HPC الخاص بهم، خاصة عند زيادة معدلات الطلب
  • تأجيل الترقيات إلى أجهزة حوسبة أكثر قوة وكفاءة بسبب دورات الشراء الطويلة، مما يؤدي إلى إبطاء وتيرة عمليات البحث والأعمال

بصورة جزئية، نظرًا للتكاليف والتحديات الأخرى المتعلقة بالبيئات المحلية، أصبحت عمليات نشر HPC القائمة على السحابة أكثر شيوعًا، مع توقع Market Research Future نمو السوق العالمية بنسبة 21% في الفترة من عام 2017 إلى عام 2023. عندما تشغل الشركات أحمال عمل HPC الخاصة بهم في السحابة، فإنهم يدفعون مقابل ما يستخدمونه فقط ويمكنهم التوسيع أو التضييق بما يتوافق مع تغير احتياجاتهم.

للفوز بالعملاء والاحتفاظ بهم، يحتفظ كبار مقدمي الخدمات السحابية بتقنيات رائدة تم تصميمها خصوصًا لأحمال عمل HPC، ولذلك لا توجد مخاطر تتعلق بانخفاض الأداء مع تقدم عمر الأجهزة في مكان العمل. يقدم مقدمو الخدمات السحابة أحدث وأسرع وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات، بالإضافة إلى وحدات تخزين فلاش منخفضة زمن الوصول، وشبكات RDMA بسرعة البرق، والأمان من فئة المؤسسات. الخدمات متاحة طوال اليوم، بصفة يومية، مع وقت انتظار قصير أو بدون وقت انتظار نهائيًا.

ما الاعتبارات الرئيسية التي يتعين مراعاتها عند اختيار بيئة سحابية لـ HPC؟

ليس كل موفري الخدمات السحابية متساوين من حيث الإنشاء. بعض السحب غير مصممة لتتوافق مع HPC ولا يمكنها توفير الأداء الأمثل خلال فترات الذروة لأحمال العمل الضرورية. السمات الأربع التي يجب مراعاتها عند اختيار مقدم الخدمات السحابية هي

  • الأداء الرائد: من المفترض أن يمتلك مقدم الخدمات السحابية أحدث جيل من المعالجات ووحدات التخزين وتقنيات الشبكة ويحافظ عليها. تأكد من أنها توفر سعة كبيرة وأداءً فائقًا يحقق عمليات النشر النموذجية داخل مكان العمل أو يتجاوزها.
  • التجربة باستخدام HPC: يجب أن يمتلك مقدم الخدمات السحابية الذي تختاره خبرة عميقة في تشغيل أحمال عمل HPC لمجموعة متنوعة من العملاء. بالإضافة إلى ذلك، يجب تصميم خدمتهم السحابية لتقديم الأداء الأمثل حتى أثناء فترات الذروة، مثل أوقات تشغيل عمليات محاكاة أو نماذج متعددة. في كثير من الحالات، توفر مثيلات الكمبيوتر بدون أنظمة تشغيل أداءً أكثر اتساقًا وقوة مقارنة بالأجهزة الافتراضية.
  • المرونة في الرفع والتحويل: تحتاج أحمال عمل HPC الخاصة بك إلى تشغيل الشيء نفسه في السحابة كما هو الحال في أماكن العمل. بعد نقل أحمال العمل إلى السحابة "كما هي" في عملية الرفع والتحويل، يجب أن تنتج المحاكاة التي تجريها الأسبوع المقبل نتيجة متسقة مع تلك التي شغلتها قبَل عِقد من الزمن. هذا مهم للغاية في الصناعات التي يجب فيها إجراء مقارنات من سنة إلى أخرى باستخدام نفس البيانات وعمليات الحوسبة. على سبيل المثال، لم تتغير عمليات الحوسبة لمجالات الديناميكا الهوائية والسيارات والكيمياء، ولا يمكن تغيير النتائج أيضًا.
  • لا توجد تكاليف خفية: يتم تقديم الخدمات السحابية عادةً في صورة نموذج الدفع أولاً بأول، لذلك تأكد من أنك تفهم بالضبط ما ستدفعه مقابل كل مرة تستخدم فيها الخدمة. غالبًا ما يُفاجَئ العديد من المستخدمين بتكلفة نقل البيانات الصادرة أو إخراجها - قد تعلم أنه يتعين عليك الدفع مقابل كل معاملة ومقابل طلبات الوصول إلى البيانات، ولكن يتم إغفال تكاليف الإخراج بسهولة.

تحقيق النتائج التي تتوقعها وتريدها

بوجه عام، من الأفضل البحث عن الخدمات السحابية بدون نظام تشغيل التي توفر المزيد من التحكم والأداء. بالاقتران مع شبكة مجموعة RDMA، توفر HPC بدون نظام تشغيل نتائج مماثلة لما تحصل عليه باستخدام أجهزة مماثلة في مكان العمل.

ما مستقبل HPC؟

تتجه الشركات والمؤسسات عبر الصناعات المتعددة نحو استخدام HPC، الأمر الذي يؤدي إلى دفع عجلة النمو الذي من المتوقع أن يستمر لسنوات عديدة في المستقبل. من المتوقع أن تتوسع سوق HPC العالمية من 31 مليار دولار أمريكي في عام 2017 إلى 50 مليار دولار أمريكي في عام 2023. وفي ظل استمرار تحسن الأداء السحابي وانتقاله إلى مستوى أكثر موثوقية وقوة، من المتوقع أن يظهر جزء كبير من هذا النمو في عمليات نشر HPC القائمة على السحابة والتي تخلص الشركات من الحاجة إلى استثمار الملايين في البنية التحتية لمراكز البيانات والتكاليف الأخرى ذات الصلة.

في المستقبل القريب، توقع رؤية حدوث تقارب في البيانات الكبيرة وHPC، مع نفس المجموعة الكبيرة التي تضم أجهزة الكمبيوتر المستخدمة لتحليل البيانات الكبيرة وتشغيل عمليات المحاكاة وأحمال عمل HPC الأخرى. في ظل تقارب هذين الاتجاهين، ستكون النتيجة المزيد من قوة الحوسبة وقدرة كل منهما، الأمر الذي يؤدي إلى المزيد من الأبحاث والابتكارات الرائدة.

i Earl Joseph، Steve Conway، Bob Sorensen، Alex Norton. تحديث أبحاث Hyperion: ISC19. https://hyperionresearch.com/wp-content/uploads/2019/06/Hyperion-Research-ISC19-Breakfast-Briefing-Presentation-June-2019.pdf

ii https://www.abnewswire.com/pressreleases/cloud-hpc-market-growing-swiftly-at-21-cagr-by-2023-cloud-high-performance-computing-market-forecast-by-component-service-deployment-industry-vertical_211149.html

iii https://www.businesswire.com/news/home/20181218005581/en/Global-High-performance-Computing-HPC-Market-2018-2023-Grow

بدء الاستخدام