ایالات متحده با یک ابرکامپیوتر جدید قدرتمند در تنسی، تاج و تخت رایانش جهان را دوباره به دست آورده است، این ابر کامپیوتر، نقطه عطفی برای فناوری است و نقش مهمی در گسترش علم، درمان و سایر زمینه‌ها ایفا می‌کند.
روز دوشنبه اعلام شد که فرانتیر (Frontier)، کامپیوتر عظیم آزمایشگاه ملی اوک ریج، اولین دستگاهی است که عملکرد یک کوئینتیلیون عملیات در ثانیه – یک میلیارد میلیارد محاسبات – را در مجموعه‌ای از تست‌های استاندارد مورد استفاده محققان برای رتبه‌بندی ابر کامپیوترها نشان می‌دهد. وزارت انرژی ایالات متحده چندین سال پیش، 1.8 میلیارد دلار برای ساخت سه سیستم با عملکردی که دانشمندان آن را اگزا اسکیل (Exascale) می‌نامند، اختصاص داد.
آیا واقعاً فرانتیر سریع‌ترین ابرکامپیوتر جهان است؟
اما در مورد برتری این ابر کامپیوتر شایعات و شک و تردیدهایی وجود دارد. برخی از کارشناسان معتقدند که فرانتیر در مسابقه اگزا اسکیل‌ها از دو سیستم در چین ضعیف‌تر است. اپراتورهای آن سیستم‌ها نتایج آزمایشی را برای ارزیابی در رتبه‌بندی پانصد ابر کامپیوتر جهان موسوم به Top500، ارائه نکرده‌اند. کارشناسان می‌گویند که که ممکن است تنش بین ایالات متحده و چین دلیل عدم ارائه نتایج آزمایش توسط چینی‌ها باشد.
جک دونگارا، استاد برجسته علوم کامپیوتر در دانشگاه تنسی که به رتبه‌بندی Top500 کمک می‌کند، در این باره گفت: «شایعاتی وجود دارد که چین چنین چیزی دارد. اما در مورد ابرکامپیوترهای چینی هیچ اطلاعات رسمی وجود ندارد.»
نقش مهم ابر کامپیوترها
مدت‌هاست ابرکامپیوترها نقطه کلیدی در رقابت تکنولوژی کشورهای دنیا هستند. این سیستم‌های غول‌آسا ابتدا برای شکستن کدها و طراحی سلاح‌ها ساخته شدند، اما اکنون نقش مهمی در توسعه واکسن‌ها، آزمایش طرح‌های خودرو و مدل‌سازی تغییرات آب و هوا دارند.
این حوزه برای چندین دهه تحت سلطه فناوری ایالات متحده بود، اما چین به یک قدرت تمام عیار تبدیل شده است. سیستمی به نام Sunway TaihuLight در آنجا از سال 2016 تا 2018 سریع‌ترین سیستم جهان را به خود اختصاص داد. چین در آخرین فهرست Top500 دارای 173 در مقایسه با 126 دستگاه در ایالات متحده سیستم بود.
ژاپن نیز مدعی کوچکتر اما قدرتمندی برای امریکا بوده است. سیستمی به نام فوگاکو (Fugaku)، در ژوئن 2020 جایگاه شماره 1 را به خود اختصاص داد و جایگاه سیستم IBM به عنوان قوی‌ترین ابر کامپیوتر را از آن خود کرد.
حال Frontier این جایگاه مهم را به زادگاه ابر کامیپوتر برمی‌گرداند. این سیستم که توسط شرکت Hewlett Packard Enterprise با استفاده از دو نوع تراشه از شرکت Advanced Micro Devices ساخته شده، در آزمایش‌های صورت گرفته توسط سازمان Top500 بیش از دو برابر سریعتر از فوگاکو بود.
توماس زاخاریا، مدیر اوک ریج، در یک جلسه آنلاین از یک رویداد صنعتی در آلمان گفت:«این یک لحظه افتخارآمیز برای ملت ما است. این به ما یادآوری می‌کند که هنوز می‌توانیم دنبال چیزی که از ما بزرگ‌تر است، برویم.»
آقای زاخاریا گفت که ساخت این سیستم متشکل از 74 رک که هر یک 8000 پوند وزن دارند، به دلیل همه گیر شدن و مشکلات در دستیابی به اجزا در بحران زنجیره تامین دشوارتر شد. اما او پیش‌بینی کرد که Frontier به‌سرعت تأثیر عمده‌ای در مطالعه تأثیر کووید و کمک به انتقال به منابع انرژی پاک‌تر خواهد داشت.
چرا چینی‌ها در رتبه‌بندی ابر کامپیوترها حضور ندارند؟
محققان چینی قبلاً در فرآیند رتبه بندی شرکت می کردند. اما این کشور در ارتقای پیشرفت ابرکامپیوترهای خود رویکرد متفاوتی اتخاذ کرده است، زیرا ایالات متحده مجموعه‌ای از گام‌ها را برای کند کردن پیشرفت فناوری چین برداشته است – از جمله با سخت‌تر کردن دستیابی به تراشه‌های خارجی برای ساخت ابرکامپیوترها برای برخی شرکت‌های چینی. .
اما چین در طراحی ریزپردازنده‌های خود که کلید پیشرفت در ابرکامپیوترها است، پیشرفت چشمگیری داشته است. دیوید کاهنر، یک مقام مسئول در این زمینه که ریاست برنامه اطلاعات فناوری آسیا را بر عهده دارد، سال گذشته جزئیات دو ابر کامپیوتر کلاس اگزا اسکیل را گزارش کرد که به گفته او از تراشه‌های بومی چینی استفاده می‌کنند.
طبق ارائه ای که آقای کاهنر در یک کنفرانس فنی به اشتراک گذاشت، یکی جانشین ماشین قبلی Sunway به نام OceanLight است. ماشین دیگر، Tianhe-3، جانشین سیستمی به نام Tianhe-1A می شود که در سال 2010 اولین ماشین چینی بود که رتبه 1 را در لیست Top500 به دست آورد.
شواهد بیشتری مبنی بر شکستن سد اگزاسال توسط چین در ماه نوامبر ظاهر شد، زمانی که گروهی متشکل از 14 محقق چینی جایزه معتبری را از انجمن ماشین‌های محاسباتی، جایزه گوردون بل، برای شبیه‌سازی مدار محاسباتی کوانتومی در سیستم جدید Sunway دریافت کردند که با سرعت‌های مقیاس بزرگ کار می‌کند. . محققان در یک مقاله فنی گزارش دادند که این کار محاسبه که تخمین زده می شود 10000 سال در سریع ترین ابر کامپیوتر قبلی اوک ریج طول بکشد، در سیستم چینی 304 ثانیه طول کشید.
استیو کانوی، تحلیلگر در هایپریون ریسرچ، می‌گوید: «آن‌ها به نوعی اجازه دادند که ماشین‌هایی در سطح اگزا اسکیل کار کنند. بسیاری از گمانه زنی ها این است که آن‌ها نمی‌خواستند با جلب توجه، تحریم‌های بیشتری از سوی ایالات متحده اعمال شود.
آقای کانوی و دیگر کارشناسان گفتند که معتقدند تراشه‌های موجود در ماشین‌های جدید چینی در تایوان ساخته شده‌اند، که در مورد تراشه‌های کلیدی فرانتیر نیز صادق است. او ادعا می‌کند که چین در زمینه ساخت تراشه‌های پیشرفته بسیار عقب مانده است.
ماشین اوک ریج، علاوه بر کمک به دانشمندان، می‌تواند به تامین کنندگان تراشه‌ها کمک کند تا برخی از محصولات جدید در بازار محبوب شوند. آقای زاخاریا گفت که شرکت Hewlett Packard که در سال 2019 ابر کامپیوتر پیشگام Cray را خریداری کرد، به فناوری شبکه‌ای به نام SlingShot کمک کرد که تأثیر قابل توجهی بر عملکرد فرانتیر داشت.
همچنین AMD نه تنها ریزپردازنده‌ها، بلکه نوعی تراشه پردازش گرافیکی را که عمدتاً توسط یک رقیب، انویدیا، برای ابر کامپیوترها فروخته می‌شود، ارائه کرد. همان دو تراشه AMD برای سیستم اگزا اسکیل به نام El Capitan انتخاب شدند که قرار است در سال 2023 در آزمایشگاه ملی لاورنس لیورمور در کالیفرنیا نصب شود.
سومین دستگاه اگزا اسکیل در آزمایشگاه ملی آرگون در ایلینویز، با استفاده از سه نوع تراشه از اینتل، در ابتدا برای تحویل در سال 2021 برنامه ریزی شده بود. اما مشکلات تولید در اینتل این سیستم را به تاخیر انداخت، که اکنون انتظار می رود اواخر امسال باشد.
