מחשבי-על, הנבדלים ממחשבים רגילים ביכולתם לעבד כמויות עצומות של נתונים, הם מכריע בפתרון בעיות מדעיות מורכבות. הם מורכבים מצמתים מחוברים ודורשים תשתית נרחבת ומומחיות לתפעול, דוגמת מתקנים כמו המעבדה הלאומית Argonne, המשתמשת במחשבי העל שלה למחקר פורץ דרך.
מה זה מחשוב-על?
יש מחשבים. ואז יש סוּפֶּרמחשבים.
רוב המחשבים האישיים והעבודה חזקים מספיק כדי לבצע משימות כמו הכנת שיעורי בית וניהול עסקים. אתה יכול אפילו להגביר את העוצמה של רכיבים מסוימים לחוויית משחק מדהימה.
אבל זה די לא סביר שתפתור חידות על היקום או תבין את פעולתו הפנימית של קומפלקס נגיף. אלו בעיות גדולות שצריכות וגם מייצרות הרבה נתונים. ניהול כל המידע הזה דורש את הכוח של מחשבי-על.
מדעני החישוב כריסטופר נייט וקווין בראון מספקים מבט מבפנים לתוך מחשבי-על. המכונות החזקות הללו יכולות לבצע מיליארדי חישובים בשנייה כדי לסייע למדענים בפתרון כמה מהאתגרים הדחופים ביותר בעולם. פריצות דרך במדעי האקלים, בריאות האדם ואנרגיה נקייה מתרחשות כאשר חוקרים, טכנאים ומהנדסים חרוצים מפעילים מחשבי-על.
מחשבי-על משמשים לעתים קרובות כדי לדמות ניסויים שעלולים להיות יקרים מדי, מסוכנים או אפילו בלתי אפשריים לביצוע במציאות. לדוגמה, חוקרים משתמשים בסימולציות כדי להבין כיצד כוכבים מתפוצצים או כיצד מוזרק דלק לתוך מנוע.
מחשב-על מורכב מאלפי מחשבים קטנים הנקראים צמתים. כל צומת מצויד בזיכרון משלו ובמספר מעבדים, הביטים שעושים את כל השיקולים.
מפתח נוסף למערכת מחשוב-על חזקה היא רשת מהירה להפליא, רכזת התקשורת המחברת את כל אותם מיני מחשבים. אז עכשיו, במקום לעבוד כיחידות נפרדות, הם יכולים לפעול כאחת, לנהל מיליוני משימות כדי להתמודד עם בעיות מורכבות במהירות.
מחשבי-על כמו אורורה של משרד האנרגיה במתקן מחשוב מנהיגות Argonne יסייעו להפוך את הבינה המלאכותית לחזקה יותר ויותר. קרדיט: Argonne Leadership Computing Facility
אבל לא רק הנפלאות הטכנולוגיות הופכות את מחשבי העל למיוחדים. נדרשת כמות עצומה של מומחיות ותשתית כדי להפעיל את המכונות המאסיביות הללו ולהפוך אותן לזמינות למדענים, שמשתמשים בכוח מחשוב-על מרחוק כדי להפעיל את הניסויים החישוביים שלהם.
מנהלי מערכת מבטיחים שהחומרה של מחשב העל תקינה והתוכנה מעודכנת. מדעני מחשוב מבית עובדים עם משתמשי מחשבי-על מכל העולם כדי להבטיח שהקודים שלהם פועלים בצורה חלקה והסימולציות שלהם עוזרות לקדם את החקירות המדעיות שלהם. מומחי תמיכה טכנית נמצאים בהמתנה כדי לעזור למשתמשים לפתור כל בעיה שהם נתקלים בהם בעבודתם במתקן מחשוב-על.
קרדיט: Argonne National Laboratory
מחשבי העל החזקים ביותר בעולם, כמו אלה המנוהלים על ידי משרד האנרגיה האמריקאי, דורשים מתקנים מיוחדים, הידועים כמרכזי נתונים, כדי להתאים לדרישות החלל, האנרגיה והקירור שלהם. לדוגמה, מחשב העל הבא של המעבדה הלאומית של Argonne, Aurora, יתפוס את שטחם של שני מגרשי כדורסל ב-NBA, יצרוך כמות אנרגיה זהה לאלפי בתים ויוקרר על ידי מערכת מורכבת המכילה 44,000 ליטרים של מים צוננים.
כבית ל-Argonne Leadership Computing Facility, מתקן למשתמשים של DOE Office of Science, למעבדה יש היסטוריה ארוכה של בנייה ושימוש במחשבי-על כדי להתמודד עם כמה מהבעיות הדוחקות ביותר בעולם. וארגון ממשיך לדחוף את גבולות הטכנולוגיה והגילוי. אורורה תעזור למדענים לקדם את הבנתנו של כל דבר, החל מהאקלים המשתנה של כדור הארץ ועד חומרים משופרים של תאים סולאריים ועד למבנה המוח האנושי.
פתרון בעיות גדולות ומורכבות דורש הרבה אנשים חכמים ומכונות גדולות ומדהימות. מחשבי העל של ארגון עומדים באתגר!
קרדיט: Argonne National Laboratory
מהו מחשב על?
מכונה מסובכת שעוזרת למדענים למצוא תגליות ענק.
דמיינו לעצמכם מיליון מחשבים ניידים מחשבים יחד בהרמוניה מושלמת ואתם מתקרבים לעוצמה של מחשב-על. חוקרים זקוקים לכל שריר המחשוב הזה כדי לענות על כמה מהשאלות הגדולות בעולם בנושא בריאות האדם, שינויי אקלים, אנרגיה ואפילו מקורות היקום! כשאתה רוצה ללמוד משהו שאי אפשר לחקור במעבדה – כמו כוכב מתפוצץ או הוריקן המתהווה במהירות – המחשב שלך צריך להיות מעולה.
