انجام محاسبات سریع نیازی است که روز به روز در حال افزایش است شبیه سازی های مهندسی روز به روز سنگین تر و دقیق تر می شوند و نیاز است که در کمترین زمان بهینه سازی های مهندسی صورت گیرد. کامپیوتر های شخصی محدودیت های سرعت پردازش و رم دارند و شاید انجام یک شبیه سازی به روزها صرف زمان داشته باشد. از طرفی خرید یک کامپیوتر قدرتمند برای همه از جمله دانشجویان مقدور نیست و گزینه اجاره سیستم محاسباتی قوی یا همان ابررایانه شاید یک راه حل خوب برای انجام سریع پایان نامه دانشجویی باشد. در این مقاله می خواهیم معرفی ساختار ابررایانه ها و نحوه انتخاب ابرریانه مناسب بپردازیم.
رایانه های شخصی برای انجام محاسبات سبک ساخته شده اند البته رایانه های شخصی جدید با پردازنده های core i9 قدرت پردازش بالایی دارند اما محدودیت رم دارند و همه قادر به خریداری این سیستم ها نیستند اما ابررایانه که اتصال کامپیوتر های سرور تشکیل شده اند CPU های قوی تری دارند و حجم بالایی از رم را پشتیبانی می کنند. و یک نکته دیگر که در مورد این سیستم ها وجود دارد این است که سیستم خنک کنندگی خیلی قوی دارند و می توانند به صورت پیوسته سال های روشن بمانند و هیچ مشکلی برایشان پیش نیاید.
یک سوال مهمی که برای همه کاربران پیش می آید که چقدر سرعت محاسباتشان نسبت رایانه شخصیشان بهبود پیدا می کند . برای مقایسه سرعت رایانه ها عوامل مختلفی از جمله سرعت باس رم و نوع هارد دیسک دخیل است اما مهمترین عامل قدرت پردازنده هست. برای مقایسه سرعت پردازنده ها هم یک راه ساده وجود دارد و آن هم استفاده از Benchmark است برای این کار مدل پردازنده خودتان را در به همراه عبارت benchmark جستجو نمایید اولین سایت باز نمایید. برای مثال ما core i9-14900k benchmark را جستجو می نماییم
Average cpu mark در اینجا 60999 است حال اگر یک CPU دیگر مارکش 30000 بود یعنی به صورت حدودی زمان ران CPU اول نصف زمان ران CPU دوم است یا به عباراتی سرعت CPU اول دو برابر CPU دوم است برای دریافت اطلاعات بیشتر می توانید با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید
خیلی از محقین این اشتباه را می کنند که سیستم های با حاظه رام بالا استفاده می کنند و تصورشان این است که سرعت پردازششان افزایش پیدا می کند اما این تصور تا حدود زیادی اشتباه است چرا که قدرت CPU بیشترین سهم را در افزایش سرعت دارد البته که هر چه CPU قوی تر باشد نیاز به رام هایی با باس یا سرعت بالاتری دارند اما افزایش صرفا حجم رام تاثیر چندانی روی سرعت ندارد.
قبل از اینکه در مورد ابررایانه های موجود در ایران و جهان صحبت کنیم باید بگوییم که ابررایانه ها از کامپیوتر های سرور تشکیل شده اند که با استفاده از نرم افزار های مجازی ساز پردازنده های آنها با هم ترکیب می شوند و قدرت آنها را ترافلاپس اندازه گیری می کنند. تمام شرکت هایی خدمات سرور دارند که شامل سرور اختصاصی یا اشتراکی بشود می توانند خدمات ابررایانه برای انجام محاسبات مهندسی بدهند اما در اینجا یک نکته مهم وجود دارد غالبا سرور ها برای خدمات هاست و سایت استفاده می شوند و به بین تعداد زیادی از کاربران به اشتراک گذاشته می شوند و اجاره کامل سرور از یک شرکت خدمات هاست غالبا گران تمام می شود چرا که این شرکت های پهنای باند اینترنت اختصاصی دارند و مصرف اینترنت برای آنها هزینه چندانی ندارند اما برای کارهای محاسباتی تنها نیاز به ارتباط به سرور هست. به همین خاطر خیلی از دانشجویان و محققین به سراغ شرکت هایی که می روند که تنها سرورهایشان را برای انجام خدمات محاسباتی اجاره می دهند که مرکز محاسبات شرکت شبیه سازان امیر کبیر از این جمله است . با کلیک روی این لینک می توانید یک سری از شرکت هایی که خدمات ابررایانه در ایران را دارند ببینید و قیمت هایشان را مقایسه نمایید و متوجه می شود که پاییین ترین قیمت مربوط به شرکت شبیه سازان امیر کبیر است.
به طور کلی هر چه سرعت خواندن و نوشتن هارد بالا تر باشد بطبع سرعت ران شبیه سازی ها بالاتر می رود. هارد هایی که در بازار وجود دارد غالبا یا HDD یا هارد دیسک درایو هستند یا از نوع SSD و NVME هارد های HDD سرو سرعت خواندن و نوشتن شان تقریبا مشابه هارد های SSD است. در شبیه سازی ها چون زمان ران بالا است و نیاز به دسترسی لحظه ای با تمام نقاط هارد است نوع هارد تاثیر خیلی زیادی روی سرعت انجام محاسبات ندارد. حافظه های SSD یک مزینتی که دارند این است که همزمان می توانند از چند نقطه هارد اطلاعات را بخوانند اما در حافظه های HDD باید هد خواننده اطلاعات هر بار جابه جا شود که این کمی وقفه یا لگ ایجاد می کند.
تمام نرم افزارهای مهندسی می توانند روی ابرریانه کار کنند که شامل نرم افزارهای کامسول (COMSOL)انسیس (ansys) آباکوس (abaqus) متلب (matlab) پایتون (python) گوسین (gussian) لمس (lamps)لومریکال (Lumerical) پریمیر (Premiere) ام سی ان پی (mcnp)متریال استدیو (Materials Studio)افترا افکت (After Effects)جینت (Geant)پلکسیس (Plaxis)انسیس فلوئنت (ANSYS FLUENT)مایا (Autodesk Maya)تی ری دی مکس (Autodesk 3ds Max)مت متیکا (Mathematica)تری دی فلو (FLOW-3D)ای تب (ETAP)استار سی سی ام (STAR-CCM)اوپن فوم (OpenFOAM)سی اس تی (cst)کوانتوم ای تی کا (Quantum Atk)شرودینگر (Schrödinger Suites) کوانتوم اسپرسو (Quantum ESPRESSO)اچ اف اس اس(hfss)اوپن سیس (OpenSEES)گرومکس (GROMACS)کیشات(keyshot)لومیون(Lumion)رویت (Revit)اسکچاپ (SketchUp)راینو (Rhinoceros 3D) می شود اما نکته ای که وجود دارد این است که گاهی برخی نرم افزارها در سرورها لایسنس جدا گانه دارند که به این نکته باید توجه شود
نرم افزارها به دو گونه هستند بعضی از آنها به صورت خودکار تعداد هسته ها را تشخیص می دهند و برخی باید به صورت دستی تنظیم شوند. برای چک کردن این مورد می توانید به Task manager به زبانه performance و بخش CPU بروید اگر دیدید که استفاده از CPU 100% است یعنی نرم افزار شما دارد از تمام منابع پردازشی و هسته ها استفاده می کند اگر کمتر بود به این معنا هست که باید تنظیمات نرم افزار را تغییر داد البته یک نکته مهم وجود دارد گاهی می بینید که در صد استفاده از CPU همیشه نزدیک 50% هست این به این خاطر است که برخی نرم افزار ها مثل کامسول و اباکوس تکنولوژی استفاده از هسته های مجازی را ندارند و فقط با Coreها کار می کنند، اما انسیس این گونه نیست و از تمام هسته ها چه مجازی و چه حقیقی می تواند استفاده کند
