تطور الحواسيب فائقة السرعة- السعودية والإمارات والمغرب ضمن قائمة أقوى 500 حاسوب

  • بقلم : عبد القادر الكاملي

     مستشار تكنولوجيا المعلومات والاتصالات

    قبل عشر سنوات ووفق قائمة نوفمبر 2011 التي أصدرتها مؤسسة "أقوى 500 حاسوب عملاق"، وعنوانها www.top500.org، كان أقوى حاسوب عملاق وهو الياباني "كـِيْ كومبيوتر" يعمل بسرعة 10.51 بيتافلوب/ثانية (10.51 مليون مليار عملية حسابية في الثانية)، أما اليوم ووفق قائمة نوفمبر 2021، فأقوى حاسوب عملاق هو الياباني "فوجاكو"، الذي يعمل بسرعة .01442 بيتافلوب/ثانية (442.01 مليون مليار عملية حسابية في الثانية)، أي زادت سرعة أقوى حاسوب في العالم بنحو 42.1 مرة خلال العقد الأخير. وتستعد الولايات المتحدة الأمريكية لإطلاق أول حاسوب عملاق يعمل بسرعة تتجاوز إكسافلوب/ثانية (ألف بيتافلوب، أي مليار مليار عملية حسابية في الثانية) نهاية هذا العام، وهو جهاز فرونتير (Frontier) الذي يستخدم رقائق من صنع شركة اي.إم.دي (AMD)، كما يتوقع أن تطلق عام 2022، نظام أورورا (Aurora) الذي يستخدم رقائق إنتل ويعمل بسرعة 2 إكسافلوب/الثانية، بل وتخطط إنتل لإطلاق حاسوب عملاق عام 2027 يعمل بسرعة تصل إلى زيتافلوب/ثانية (ألف إكسافلوب، أي ألف مليار مليار عملية حسابية في الثانية).

    ربما لا تكون الولايات المتحدة الأمريكية سباقة إلى إطلاق حواسيب عملاقة تعمل بسرعة تتجاوز إكسافلوب/ثانية، إذ تشير بعض الأخبار الصحفية إلى أن الصين تمكنت بالفعل من بناء حاسوبين عملاقين يعمل كل منهما بسرعة تتجاوز إكسافلوب/ثانية، لكنها لم تعلن عنهما حتى الآن، ولم تبلغ مؤسسة "أقوى 500 حاسوب عملاق" بهما.

    ماهي التطبيقات التي يوفرها حاسوب قادر على انجاز ملايين المليارات من العمليات الحسابية في الثانية؟ لنتحدث عن "فوجاكو" فهو متاح بالكامل للاستخدام المشترك، وقد اختارت منظمة الأبحاث اليابانية لعلوم وتكنولوجيا المعلومات 74 مشروعاً بحثياً بدأ تنفيذها باستخدامه، في مجالات متعددة، مثل الطب والطاقة والهندسة والفيزياء الفلكية والجيولوجيا وأبحاث المناخ والذكاء الاصطناعي . 

    أول حاسوب عملاق في العالم

    تختلف الآراء حول أول حاسوب عملاق، لكن الغالبية ترى أنه الحاسوب CDC 6600، الذي أنتجته شركة كنترول داتا كوربوريشن الأمريكية (Control Data Corporation) عام 1964، والتي كانت إحدى شركات الحاسوب الكبرى في ستينات القرن الماضي. تم تركيب هذا الحاسوب العملاق في مختبر لورنس التابع لجامعة كاليفورنيا بركلي، حيث استخدم بشكل رئيسي في أبحاث الفيزياء النووية ذات الطاقة العالية، وخصوصاً لتحليل صور الأحداث النووية. بلغت سرعة هذا الحاسوب القصوى 3 ميجافلوب/ثانية أي ثلاثة ملايين عملية حسابية في الثانية، وهذا يعني أن أقوى حاسوب عملاق اليوم هو أسرع بنحو 147 مليار مرة من أول حاسوب عملاق.

    وفق مؤسسة "أقوى 500 حاسوب عملاق"، كان أقوى حاسوب عملاق في البلدان العربية قبل عشر سنوات، وهو السعودي "شاهين" يعمل بسرعة 0.1909 بيتافلوب/ثانية، أما اليوم فأقوى حاسوب عملاق عربي هو "دمام7"، وهو سعودي أيضاً يعمل بسرعة 22.4 بيتافلوب/ثانية، أي زادت سرعة أقوى حاسوب عربي بنحو 117 مرة تقريباً خلال العقد الأخير.

    يرجع تاريخ استخدام الحواسيب العملاقة في البلدان العربية إلى عام 1982، حين بدأ مركز التنقيب وهندسة البترول بشركة ارامكو بالتنقيب عن النفط والغاز باستخدام حواسيب عملاقة تعمل بأنظمة كراي (CRAY-1M) بمركز المعلومات، للمساعدة في معالجة الكميات الكبيرة من البيانات الناجمة عن التنقيب، واستمر استخدام أرامكو للحواسيب العملاقة منذ ذلك الوقت وحتى الآن. وتبلورت صورة الحواسيب العملاقة في البلدان العربية مع إطلاق مؤسسة "أقوى 500 حاسوب عملاق" لقائمتين سنوياً بدءً من يونيو 1993 وحتى الآن، حيث ظهرت ضمن قوائمها أسماء ست بلدان عربية فقط منذ ذلك التاريخ، هي: المملكة العربية السعودية، مصر، الإمارات، عمان، قطر، والمغرب.

    كان حضور المملكة العربية السعودية هو الأقوى عربياً، في جميع القوائم التي تصدر مرتين كل عام في يونيو ونوفمبر. وظهرت أسماء 6 حواسيب في السعودية، وحاسوبان في الإمارات، وحاسوب في المغرب ضمن القائمة رقم 58 التي نشرتها مؤسسة "أقوى 500 حاسوب عملاق" في نوفمبر 2021. 

    في قائمة نوفمبر 2021، ظهر اسم الحاسوب العملاق "دمام7"، وهو من نوع "كراي اكس سي ستورم"، والعائد لشركة أرامكو السعودية، واحتل المرتبة 15 عالمياً. يمتلك " دمام7" قدرات حسابية هائلة تصل إلى 22.4 بيتافلوب/ثانية، أي ما يعادل 22.4 مليون مليار عملية حسابية في الثانية الواحدة، ويضم 672520   نواة معالجة، أي أكثر من 33 ألف معالج من طراز إنتل غولد زيون، وتقدر تكلفته بأكثر من 100 مليون دولار. يوفر "دمام7" إمكانية استخدام أحدث خوارزميات المحاكاة والتعلم الذاتي العميق في قطاع التنقيب والإنتاج والاستثمار المرتبط بالنفط. وأطلق عليه هذا الاسم تيمناً بأول بئر نفطية اكتشفت في المملكة عام 1938، وهي بئر الدمام رقم 7. ويجدر الذكر أن أسماء حواسيب سعودية عملاقة أخرى ظهرت ضمن قائمة نوفمبر 2021، منها غوار وشاهين وعنيزة وماكمان.

    ظهر اسم دولة الإمارات في قائمة نوفمبر 2021، عبر الحاسوبين "أرتميس" الذي احتل المرتبة 66 عالمياً، وPOD3 الذي احتل المرتبة 416 عالمياً. هذان الحاسوبان ملك المجموعة 42، شركة الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية التي تتخذ من أبوظبي مقراً لها ويتم استخدامها لدعم جهود مكافحة جائحة فيروس كورونا المستجد بالإضافة إلى العديد من المشاريع العلمية الأخرى.

    ظهرت المغرب ضمن قائمة نوفمبر 2021 من خلال الحاسوب العملاق توبقال (Toubkal) الذي احتل المرتبة 147 عالمياً. يعمل هذا الحاسوب ضمن مركز بيانات بنجرير العائد لجامعة محمد السادس بالشراكة مع جامعة كامبريدج وديل وإنتل.

    أدركت البلدان المتقدمة أهمية الحواسيب العملاقة استراتيجياً في حل مشكلات المرتبطة بحقبة الذكاء الاصطناعي، فوفق أحدث قائمة بأقوى 500 حاسوب عملاق، احتلت الصين المرتبة الأولى في عدد الحواسيب العملاقة بلغ 173، فيما احتلت الولايات المتحدة المرتبة الثانية بعدد 149 حاسوباً، لكن الولايات المتحدة لاتزال متفوقة على الصين من حيث إجمالي قوة المعالجة للحواسيب العملاقة الداخلة في القائمة، أما المفوضية الأوروبية، فوضعت خطة طموحة لاستثمار 8 مليارات يورو في الجيل القادم من الحواسيب العملاقة. وتعمل بريطانيا حالياً على بناء حاسوب عملاق لزيادة دقة التنبؤ بالطقس، والكوارث المحتمل أن تنجم عن ذلك.
    الحواسيب العملاقة ضرورية بالنسبة للبلدان العربية الساعية لإنجاز مهام التحول الرقمي، ليس فقط في التنقيب عن النفط والغاز والموارد الطبيعية الأخرى، بل في رصد التغييرات البيئية والطب وأمن الشبكات والتعليم العالي المرتكز على البحث العلمي، وهو أمر لم يهتم به سوى عدد قليل من الجامعات العربية، حتى الآن.

     هل تلغي الحواسيب الكمومية (Quantum Computers) دور الحواسيب العملاقة التقليدية؟

    صاغ غوردون مور أحد مؤسسي شركة إنتل عام 1965 قانوناً ينص على أن عدد الترانزستورات التي يمكن وضعها على رقاقة المعالج تتضاعف كل عام ونصف إلى عامين، فيما يبقى سعر الرقاقة دون تغيير، ما يؤدي إلى زيادة سرعة المعالجة بنفس النسبة. عُرف هذا القانون باسم قانون مور وأثبت صحته لمدة طويلة، إذ نمت قوة وحدة المعالجة المركزية بنحو 40 بالمئة سنوياً حتى وقت قريب، حيث انخفض النمو إلى 30 %، غير أن التحسينات التي أدخلت على تصميم الحواسيب وبرمجيات الذكاء الاصطناعي ساهمت في التغلب على تراجع نمو سرعة وحدة المعالجة المركزية. تستخدم الحواسيب الكمومية تقنيات مختلفة لا تتقيد بقانون مور تمكنها من العمل بسرعات أكبر بكثير من الحواسيب العملاقة التقليدية، وبحيث يمكنها حل بعض المسائل الشائكة التي تعجز الحواسيب العملاقة التقليدية عن حلها أو تحتاج آلاف السنين لحلها، فيما تستطيع الحواسيب الكمومية حلها خلال دقائق أو ساعات. من أبرز اللاعبين المتنافسين على تطوير الحواسيب الكمومية غوغل وآي.بي.إم وعدد من الشركات الصينية، لكن من غير المتوقع أن تحل هذه الحواسيب مكان الحواسيب المكتبية أو المحمولة لعقود قادمة. تستطيع الحواسيب الكمومية إنجاز العديد من أعمال الحواسيب العملاقة التقليدية بكفاءة وسرعة أعلى بكثير، لكن الأمر سيتطلب عدة سنوات قبل أن تتاح خدماتها تجارياً.

     

    حمّل تطبيق جريدة عالم رقمي الآن