محاسبات Exascale، به سیستم های ابر محاسباتی اطلاق می شود که می توانند حداقل ۱۰۱۸ (یک کوئینتیلیون) عملیات در ثانیه را محاسبه کنند. کارشناسان صنعت پیش بینی می کنند، پیش از پایان سال ۲۰۲۲ به این نقطه عطف خواهیم رسید. محاسبات Exascale به عنوان یک نقطه عطف سرعت آغاز شد، اما با رشد بی رویه داده های بزرگ، تحول دیجیتال به سرعت در حال گسترش، و اتکای رو به رشد به هوش مصنوعی، تمرکز بر روی توانایی exascale تغییر کرده است. همچنین می تواند به عنوان پایه ای برای یک زیرساخت جهانی عمل کند و حجم کاری بسیار بزرگتر و نیازهای عملکرد شدید را در خود جای دهد. در این پژوهش به صورت کامل محاسبات Exascale مورد بررسی قرار گرفته شده است و به صورت فایل ورد قابل دانلود می باشد.

سیستم محاسباتی یا Exascale نقطه عطف بعدی در توسعه ابررایانه ها است. رایانه‌های اگزا مقیاس که قادر به پردازش اطلاعات بسیار سریع‌تر از قدرتمندترین ابررایانه‌های امروزی هستند، ابزار جدیدی را برای مقابله با برخی از بزرگترین چالش‌های پیش روی جهان ما، از تغییرات آب و هوایی گرفته تا درک سرطان و طراحی انواع جدید مواد، در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند.
رایانه‌های Exascale رایانه‌های دیجیتالی هستند، تقریباً شبیه رایانه‌ها و ابر رایانه‌های امروزی اما با سخت‌افزار بسیار قوی‌تر. این آنها را از کامپیوترهای کوانتومی متفاوت می کند، که نشان دهنده یک رویکرد کاملاً جدید برای ساختن رایانه ای مناسب برای انواع سؤالات خاص است.
محاسبات اگزا در مقایسه با سایر کامپیوترها چگونه است؟ یکی از روش هایی که دانشمندان عملکرد کامپیوتر را اندازه گیری می کنند، عملیات ممیز شناور در ثانیه (FLOPS) است. اینها شامل مسائل حسابی ساده مانند جمع و ضرب است. به طور کلی، فرد می تواند مسائل جمع را با قلم و کاغذ با سرعت ۱ FLOP حل کند. این بدان معناست که برای انجام یک مسئله جمع ساده یک ثانیه طول می کشد. کامپیوترها بسیار سریعتر از مردم هستند. عملکرد آنها در FLOPS باعث شده است که بسیاری از محققین صفر در عوض از پیشوندها استفاده کنند. به عنوان مثال، پیشوند “گیگا” به معنای عددی با نه صفر است.

یک پردازنده کامپیوتر شخصی مدرن می تواند در محدوده گیگافلاپ، در حدود ۱۵۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ FLOPS یا ۱۵۰ GigaFLOPS کار کند. “ترا” به معنای ۱۲ صفر است. کامپیوترها در سال ۱۹۹۶ با ابررایانه اینتل ASCI Red متعلق به وزارت انرژی (DOE) به نقطه عطف مقیاس تراس رسیدند. اوج عملکرد ASCI Red 1,340,000,000,000 FLOPS یا ۱.۳۴ teraFLOPS بود.
محاسبات Exascale به طور غیرقابل تصوری سریعتر از آن است. “Exa” به معنای ۱۸ صفر است. این بدان معناست که یک کامپیوتر exascale می تواند بیش از ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ FLOPS یا ۱ exaFLOP را انجام دهد. این بیش از یک میلیون برابر سریعتر از عملکرد اوج ASCI Red در سال ۱۹۹۶ است.
ساختن یک کامپیوتر به این قدرتمندی آسان نیست. زمانی که دانشمندان به طور جدی در مورد رایانه‌های اگزا اسکیل فکر کردند، پیش‌بینی کردند که این رایانه‌ها ممکن است به اندازه ۵۰ خانه به انرژی نیاز داشته باشند. این رقم به لطف تحقیقات مداوم با فروشندگان رایانه کاهش یافته است. دانشمندان همچنین به راه‌هایی نیاز دارند تا از قابل‌اعتماد بودن رایانه‌های exascale، علیرغم تعداد زیادی مؤلفه، اطمینان حاصل کنند. علاوه بر این، آن‌ها باید راه‌هایی برای انتقال داده‌ها بین پردازنده‌ها و ذخیره‌سازی با سرعت کافی برای جلوگیری از کاهش سرعت پیدا کنند.

فهرست مطالب سیستم محاسباتی:

مقدمه
تاریخچه
چرا محاسبه Exascale مهم است؟
زندگی در Exascale
تاثیر محاسبات Exascale
نقطه عطفی در محاسبات
کشور های توسعه دهنده
ایالات متحده
ژاپن
چین
اتحادیه اروپا
تایوان
هندوستان
یک مشارکت استراتژیک
سه جزء اصلی ECI
چالش های تکنولوژیکی
Exascale Computing در مقابل محاسبات کوانتومی
Exascale Computing چیست؟
محاسبات کوانتومی چیست؟
محبوبیت
عملکرد
مصرف انرژی
قیمت گذاری
منابع

مطالعه بیشتر