ما هي الحوسبة العالية الأداء

ما هي الحوسبة العالية الأداء، فالتطور في عالمنا الحديث، يشمل عدة مجالات مختلفة، وفي قطاعات مختلفة، ولكن أي تطور في أي قطاع، يرتبط ارتباطاً وثيقاً بالتطور التقني والتكنولوجيا الحديثة، فلا يوجد عمل حديث في وقتنا الراهن، إلا ويعتمد على الأجهزة التقنية الحديثة، مثل أجهزة الكمبيوتر، التي تدخل في الصناعة والتجارة والتعليم والترفيه وأي مجال، وهذا التطور التقني كله يعتمد على علم الحوسبة، وفي مقالنا هذا عبر موقع المرجع، سوف نتعرف على ما هي الحوسبة والحوسبة العالية الأداء وكل ما يخصها. 

الحوسبة

الحوسبة هس أحد العلوم المهمة جداً في وقتنا الحالي، والتي تتعامل مع استخدام تكنولوجيا الكمبيوتر لإتمام المهام التي تخدم هدف ما، والتي تتضمن عدة أمور تتعلق بتطوير التقنيات التكنولوجية ومواكبة التطور الرقمي في هذا المجال، كتصميم وتطوير البرمجيات والأنظمة البرمجية، التي تعمل بها الأجهزة لتنفيذ عمل ما، كما وتتعامل علوم الحوسبة مع تخزين المعلومات ومعالجتها، ويتوصل علماء الحوسبة بِدراستهم وعملهم، إلى حلول مهمة بأكثر الطرق فعالية، أثناء إنشاء البرامج الأكثر ذكاءً وأمانًا، ويجب أن تكون هذه البرامج التي يطورونها، آمنة وموثوقة وسهلة الاستخدام، وبشكل عام، يعتمد مجتمعنا بشكل متزايد على علوم الحوسبة، والعديد من منتجاتنا اليومية هي نتيجة لهذه العلوم.[1]

شاهد أيضًا: قاعدة بيانات قائمة على الحوسبة السحابية

ما هي الحوسبة العالية الأداء

الحوسبة العالية الأداء، أو ما يشار إليها باختصار HPC، هي القدرة على معالجة البيانات وإجراء العمليات الحسابية المعقدة بسرعات عالية جداً، وكتمثيل بسيط لحجم هذه السرعات، يمكن لجهاز كمبيوتر محمول، أو حتى كمبيوتر مكتبي، بمعالج سرعته 3 جيجاهرتز، إجراء حوالي 3 مليارات عملية حسابية في الثانية، في حين أن هذا أسرع بكثير مما يمكن لأي إنسان تحقيقه، إلا أن هذا يعتبر ضئيل للغاية، مقارنةً بحلول الحوسبة العالية الأداء HPC، التي يمكنها إجراء أكثر من أربعة مليارات من العمليات الحسابية في الثانية، حيث تقوم بمعالجة هذه الحسابات المعقدة عبر خوادم متعددة على التوازي، وتُعرف بِمجموعات الخوادم، وتتكون من مئات أو حتى آلاف من خوادم الحوسبة التي تم توصيلها عبر شبكة سريعة.[1]

ما هو الحاسوب العملاق

الحاسوب العملاق هو أساس عمل الحوسبة العالية الأداء، حيث يتكون الكمبيوتر العملاق، من آلاف العقد الحاسوبية التي تعمل معًا لإكمال المهام، وبالرغم من وجودها منذ زمن، إلا أن أجهزة الكمبيوتر العملاقة، كانت تاريخياً آلات مفردة فائقة السرعة، بينما أجهزة الكمبيوتر الحالية عالية الأداء، تُبنى باستخدام مجموعات ضخمة من الخوادم، مع وحدة معالجة مركزية واحدة أو أكثر، وتعمل أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم على تجميع قوة الحوسبة، وذلك لتقديم أداء أعلى بشكل ملحوظ من الأجهزة الفردية، ومن خلال تطبيق المزيد من قوة الحوسبة باستخدام HPC، يمكن تشغيل المشكلات كثيفة البيانات باستخدام مجموعات بيانات أكبر، وهذا يعزز وصف المشكلات وفحصها بدقة أعلى أو نطاق أكبر أو باستخدام المزيد من العناصر.[2]

مميزات الحوسبة العالية الأداء

تشمل الميزات التي تضمنها الحوسبة العالية الأداء HPC، العديد من المنافع التي تعود على البشر في أي مجال من مجالات الحياة، وفي أي موقع كان، وخاصة في مجال عمل الشركات الكبرى وغيرها، ومن أهم هذه المميزات:[2]

• توافر العرض والطلب: فَبالنسبة للصناعات التنافسية، فإن الوصول إلى المعلومات بشكل أسرع، يمكن أن يمنح العمل دفعاً قوياً للمنافسة.
• توفير المال: فالمعالجة الأسرع، تساعد الشركات على تقديم نتائج أسرع، وبالتالي توفير المزيد من المال، وكذلك الأمر لأصحاب الأعمال.
• تبسيط العمليات: فهذه الحوسبة، يمكنها تخصيص عمليات العمل في أي شركة، حتى يتمكن العاملون فيها من إنجاز المزيد.
• التنبؤ بالمستقبل: فهذه الحواسيب العملاقة، قادرة على تحليل البيانات وإنتاجها بمعدلات يمكن أن تنذر بالخطر الداهم.
• تحسين الحياة: وهذا يرتبط بِاطلاعها على كافة المجالات، من القطاع الصحي إلى الصناعي إلى الاقتصادي وغيرها.

استخدامات الحوسبة العالية الأداء

استخدامات الحوسبة العالية الأداء واسع النطاق، وفي أكثر من مجال حياتي يتواجد فيه الإنسان، وخاصة في ما يخص الاستفادة من الصناعات التي يعتمد عليها الإنسان، ومن أهمها:[3]

• الرعاية الصحية: يستخدم HPC لتخزين سجلات المرضى وتتبع العناصر الحيوية الخاصة بهم وتحليل فعالية الأدوية، كما أن قوة الحوسبة العالية ضرورية أيضًا، للعمليات المتقدمة والمعقدة مثل تسلسل الجينوم.
• معامل البحث: يساعد HPC العلماء على اكتشاف مصادر الطاقة المتجددة، والتنبؤ بالعواصف الكارثية وتتبعها، وفهم الكون وتطوره، إضافة إلى تصميم مواد جديدة تدفع الابتكارات الحديثة.
• التخطيط العمراني: مثل استخدام بيانات الاستشعار عن أنماط حركة المرور والطقس ومستويات الضوضاء، والتي أثبتت أنها أكثر حيوية فيما يتعلق بالتخطيط الحضري، كما تساعد هذه البيانات أيضًا المدن الذكية، في تحديد القضايا طويلة الأجل، مثل تغير المناخ. 
• تعلم الآلة والذكاء الاصطناعي: وهذا يتعلق بمجالات عديدة، مثل الكشف عن عمليات الاحتيال المتعلقة ببطاقات الائتمان، وتقديم الدعم الفني الموجه ذاتيًا، وحتى تحسين تقنيات فحص السرطان.
• التمويل والأعمال: من جهة الأعمال، فهي تمنح الشركات ميزة تجارية، عندما يتعلق الأمر بالرشاقة اليومية، وفيما يتعلق بالعملات المشفرة، يمكن لنظام HPC طباعة مفاتيح للوصول إلى عملات البيتكوين.
• الهندسة: باعتبارها مستشار متخصص في تكنولوجيا المعلومات، فيمكن للمهندسين حالياً، اختبار تصميمات جديدة في عمليات محاكاة حاسوبية قوية.
• الإعلام والترفيه: فمثلاً، يمكن استخدامها في تحرير الأفلام، وتوفير تأثيرات الكمبيوتر المعقدة أيضًا، والتي قد تكون مفاجأة. 

شاهد أيضًا: ما هي الخدمات السحابية المدارة من oracle

مستقبل الحوسبة العالية الأداء

يُفهم التطور السريع لأجهزة الكمبيوتر العملاقة، عند النظر في تقدم السرعة والسعة في السنوات القليلة الماضية، فقد ظهر الكمبيوتر العملاق تيتان لأول مرة، في عام 2012م، حيث كان يتمتع بأداء مثير للإعجاب، وفي 2018م تطور لخمسة أضعاف القوة الحسابية لتيتان، ويركز مستقبل أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء على الكفاءة، وتحقيق المزيد بموارد أقل، وبالرغم من مستقبلها المشرق والميزات التي تقدمها في المجالات الكثيرة، إلا أنها لا تزال هناك عقبات أمامها، من حيث أن بناء أجهزة الكمبيوترات العملاقة، قد يكلف ملايين الدولارات، وهذا يحول دون دخولها في بعض المجالات، كما أنها ستقتصر على الدول ذات الاقتصاد القوي.[3]

وبهذا القدر نصل إلى نهاية مقالنا الذي كان بعنوان ما هي الحوسبة العالية الأداء، والذي تعرفنا من خلاله على ما هي الحوسبة والحوسبة العالية الأداء واستخداماتها ومميزاتها ومستقبلها، كما تعرفنا على ما هي أجهزة الكمبيوتر العملاقة.