هل أجهزة الكمبيوتر العملاقة لا تزال تلعب دورًا رئيسيًا في عصر التكنولوجيا الحديثة

أجهزة الكمبيوتر العملاقة كانت دائمًا رمزًا للقوة في مجال الحوسبة عالية الأداء، حيث قادت التقدم في مجالات الأبحاث، التنبؤات الجوية، والتكنولوجيا المتقدمة. لكن مع ظهور التقنيات الحديثة مثل الحوسبة السحابية والذكاء الاصطناعي، يتساءل الكثيرون: هل ما زال لهذه الأجهزة مكان في المشهد التقني الحالي؟ في هذا المقال، سنلقي نظرة على أهمية أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم، والتحديات التي تواجهها، وكيف تتكيف مع المتغيرات التقنية.

الملخص

• تعتبر أجهزة الكمبيوتر العملاقة آلات متخصصة للغاية ومكلفة للغاية وتستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة وتستخدم في مهام محددة مثل نمذجة المناخ.
• تتطلب أجهزة الكمبيوتر العملاقة أجهزة مخصصة وتخطيطًا دقيقًا لتحقيق الأداء الأمثل، وتكلف مئات الملايين من الدولارات لبنائها وصيانتها.
• على الرغم من ظهور مراكز البيانات للحوسبة الموزعة، فمن المرجح أن تستمر أجهزة الكمبيوتر العملاقة في الوجود بسبب احتياجات الأمان ودورها في دفع تطوير الكمبيوتر.

متى كانت آخر مرة سمعت فيها أو قرأت عن “أجهزة الكمبيوتر العملاقة”؟ في هذه الأيام، يتعلق الأمر كله بمراكز البيانات وقدراتها على تحليل الأرقام، فماذا يحدث للسيارات الخارقة في عالم الكمبيوتر؟

تعريف الكمبيوتر العملاق

قبل أن نتمكن حتى من التحدث عما إذا كان الكمبيوتر العملاق كمفهوم على قيد الحياة، يجب أن أوضح ما أعنيه عندما أقول “كمبيوتر عملاق”.

هذه أجهزة كمبيوتر تتمتع بأداء أعلى بكثير من أجهزة الكمبيوتر العادية التي يشتريها الأفراد أو الشركات النموذجية. ومع ذلك، يأتي هذا الأداء من كونها متخصصة للغاية. على عكس الجهاز الذي تقرأ عنه هذه المقالة، فإن أجهزة الكمبيوتر العملاقة ليست أجهزة عامة الغرض. فهي مصممة بعناية للقيام بمهمة واحدة أو مجموعة من المهام ذات الصلة الوثيقة بأسرع ما يمكن.

تشمل المجالات التي تندرج عادةً ضمن نطاق أجهزة الكمبيوتر العملاقة نمذجة المناخ، ومحاكاة الانفجارات النووية، والفيزياء الفلكية، والعديد من المشكلات الصعبة الأخرى التي تتطلب أفضل ما في قوة الحوسبة لحلها.

سلبيات أجهزة الكمبيوتر العملاقة

بسبب بنيتها المخصصة، وحجمها الهائل، ومجموعة الاستخدامات الضيقة نسبيًا، يمكن أن تتحول أجهزة الكمبيوتر العملاقة بسرعة إلى مشاريع تصل إلى مئات الملايين من الدولارات. يُقدَّر أن تكلفة الكمبيوتر العملاق Frontier، الذي اكتمل في عام 2022، تبلغ حوالي 600 مليون دولار!

تستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة مثل Frontier وحدات معالجة مركزية ووحدات معالجة رسومية قياسية يتم إنتاجها بكميات كبيرة، ولكن مئات أو آلاف منها. والصلصة السرية للكمبيوتر العملاق الحديث هي كيفية توصيل هذه المعالجات العديدة ببعضها البعض فعليًا.

لتقليل فقدان الأداء الناجم عن الترابطات، يجب التخطيط للأجهزة بعناية، ويجب القيام بالكثير من العمل المخصص تمامًا. الأجهزة المادية هي نصف المعركة فقط، مع ضبط البرامج الثابتة والبرامج للكمبيوتر العملاق بدقة لتحقيق أقصى استفادة من قوة المعالجة المتاحة نظريًا.

تستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة كميات هائلة من الطاقة، وتحتاج إلى الكثير من الصيانة المتخصصة والموظفين. إنها تشغل طوابق كاملة من المباني (أو يتم بناء مبانٍ لها)، وبمجرد الانتهاء من تشغيل الكمبيوتر، يكون من المكلف أو المعقد عادةً تعديله للقيام بمهام لم يتم تصميمه من أجلها.

كيف تقوم مراكز البيانات بذلك بشكل أفضل

إن مراكز البيانات عبارة عن مباني مليئة بأجهزة الكمبيوتر الخادمة. وهي مترابطة بطرق موحدة إلى حد كبير، رغم أنني لا أريد التقليل من أهمية المرونة الفنية لكيفية تجميع مراكز البيانات الحديثة. ومع ذلك، فإن مراكز البيانات ليست مصممة بحيث تعمل جميع أجهزة الكمبيوتر الموجودة فيها معًا مثل جهاز كمبيوتر كبير واحد.

ومع ذلك، وبفضل تطوير وحدات معالجة الرسوميات الحديثة، والتي تعد في الأساس أجهزة كمبيوتر عملاقة مصغرة تحتوي على آلاف عناصر المعالجة المتوازية، فمن الممكن وضع كمية هائلة من قوة المعالجة داخل كل شفرة خادم فردية.

وهذا يعني أنه إذا كانت لديك مشكلة يمكن تقسيمها إلى أجزاء ومعالجتها بواسطة أجهزة كمبيوتر فردية داخل مركز البيانات، فلن تحتاج إلى جهاز كمبيوتر متخصص على الإطلاق. وهذا هو الحوسبة الموزعة بشكل فعال على نفس المنوال مثل مشروع BOINC الذي يدعم مشاريع بحثية مثل Folding@Home وSETI@home. هنا، يمكن للأشخاص العاديين التبرع بدورات وحدة المعالجة المركزية غير المستخدمة للعمل على مشاريع علمية.

أجهزة الكمبيوتر في مركز البيانات هي، إلى حد كبير، لأغراض عامة. لذا، يمكن لشركة ما استئجار شفرات الخادم في مركز بيانات لتشغيل خدمة البث، ثم بمجرد عدم الحاجة إليها، يمكن إعادة استخدام نفس أجهزة الكمبيوتر هذه لوظيفة مختلفة، مثل العمل على نماذج الذكاء الاصطناعي.

وهذا يعني أنه في حين أن مراكز البيانات باهظة الثمن في حد ذاتها، فإن أولئك الذين يمتلكونها ويديرونها يمكنهم ضمان عمل هذه الأنظمة وتوليد الإيرادات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

أجهزة الكمبيوتر العملاقة موجودة على الأرجح

في حين أن معظم الأشخاص الذين يحتاجون إلى قدر كبير من قوة الحوسبة هذه الأيام من المرجح أن يكونوا في وضع أفضل باستئجار سعة في مركز بيانات، لا أعتقد أن أجهزة الكمبيوتر العملاقة المصممة خصيصًا ستختفي في أي مكان. من ناحية، فإن مراكز البيانات المملوكة لأطراف ثالثة لها جميع أنواع الآثار الأمنية والخصوصية.

وبالتالي فإن أجهزة الكمبيوتر العملاقة هي شيء تريده كل حكومة، حتى تتمكن من القيام بأعمال حساسة ومصنفة مع التحكم الكامل في سلامة تلك البيانات.

أيضًا، هناك بعض أنواع المشكلات التي لا يمكنك ببساطة تقسيمها إلى أجزاء. لا يمكن إلا لأجهزة الكمبيوتر العملاقة الضخمة المتوازية المزودة بأنظمة الربط الدقيقة التعامل مع هذه المشاكل الضخمة بشكل شامل.

ولعل الأهم من ذلك أن أجهزة الكمبيوتر العملاقة لا تحتاج إلى حالة عمل واضحة لكي توجد. فهذه الآلات في طليعة تطوير الكمبيوتر. والاختراقات التي يحرزها علماء الكمبيوتر ومهندسوه لدفع أجهزة الكمبيوتر العملاقة إلى الأمام وإلى أبعد مدى، تعود بالنفع على كل أشكال الحوسبة. لذا، من وجهة نظر بحثية بحتة، فإن هذه الأجهزة الضخمة تستحق الموارد والوقت والمال التي تتطلبها.

رغم المنافسة التي تواجهها أجهزة الكمبيوتر العملاقة من التقنيات الحديثة، إلا أنها لا تزال تُعد عنصرًا أساسيًا في العديد من التطبيقات الحرجة التي تتطلب قدرات معالجة هائلة. بينما تستمر التكنولوجيا في التطور، يبدو أن الحواسيب العملاقة ستجد طرقًا جديدة لتثبت أهميتها. إذا كنت تتطلع لفهم كيف تتغير الحوسبة العملاقة مع الزمن، فإن استكشاف تطوراتها المستقبلية يمكن أن يفتح آفاقًا جديدة.