دانشمندان برای نجات زمین دست به دامن هیولای رایانه‌ها می‌شوند

جاگوار به دنبال شکستن مرزهای دانش

دانشمندان در پی نامگذاری و رونمایی از سریع‌ترین ابررایانه جهان طلیعه نوینی از شکستن مرزهای دانش و ظهور دستاوردهای اکتشافاتی جدید را نوید می‌دهند که هنوز نمی‌توان چشم‌اندازی را برای آن متصور بود. سریع‌ترین ابررایانه جهان موسوم به جاگوار 5 XT که نام خود را از همتای پرسرعتش در طبیعت وام گرفته و به ادعای دانشمندان می‌تواند جهش‌های چشمگیری را در قلمرو دانش و تحقیقات علمی رقم بزند، قرار است پیش از آن که هر گونه تکلیفی از جمله پیشرفت‌های نوین در زمینه دانش هسته‌ای و سلاح‌های اتمی بر دوشش سنگینی نماید، با ماموریتی جدید و در نقش شوالیه‌ای فداکار وقف حل پرسش‌های علمی شود که ممکن است سیاره ما را نجات دهد؛ و اینک زمین در انتظار این است که این هیولای هوشمند در مصاف با مسائلی همچون تغییرات آب و هوا، انرژی‌های تجدیدشونده و داروهای نوین، پاسخگوی راه‌حل‌های راهبردی شایسته‌ای برای حفظ بهتر و بیشتر سیاره و نیازهای آن باشد.

کد خبر: ۲۹۷۵۷۱

سریع‌ترین ابررایانه جهان موسوم به جاگوار 5 XT که نام خود را از همتای پرسرعتش در طبیعت وام گرفته و به ادعای دانشمندان می‌تواند جهش‌های چشمگیری را در قلمرو دانش و تحقیقات علمی رقم بزند، قرار است پیش از آن که هر گونه تکلیفی از جمله پیشرفت‌های نوین در زمینه دانش هسته‌ای و سلاح‌های اتمی بر دوشش سنگینی نماید، با ماموریتی جدید و در نقش شوالیه‌ای فداکار وقف حل پرسش‌های علمی شود که ممکن است سیاره ما را نجات دهد؛ و اینک زمین در انتظار این است که این هیولای هوشمند در مصاف با مسائلی همچون تغییرات آب و هوا، انرژی‌های تجدیدشونده و داروهای نوین، پاسخگوی راه‌حل‌های راهبردی شایسته‌ای برای حفظ بهتر و بیشتر سیاره و نیازهای آن باشد.

رایانه کارآمد و با عملکرد بالای جاگوار XT5 مربوط به آزمایشگاه ملی اوک بریج که از سوی شرکتی تحقیقاتی در سیاتل ساخته و پرداخته شده، از سوی متخصصان و در آخرین فهرست نیم‌سالانه رده‌بندی مشهور قدرتمندترین ابررایانه‌ای جهان(500 TOP) به عنوان «سریع‌ترین در سیاره» معرفی شده است. این عنوان منحصربه‌فرد در حالی نصیب این هیولای رایانه‌ای می‌شود که به دنبال سیاست تشویق اقتصادی فدرال و تزریق سرمایه تقویتی قریب به 20 میلیون دلار رایانه جاگوار توانست سرعت عملکردی معادل 759/1 پتافلاپ (P flop) محاسبه در ثانیه را به انجام رساند. این عبارت معادلی نجومی برای تعریف اندازه توان محاسبه رایانه در عملیات اعداد اعشاری در ثانیه به شمار می‌رود که برابر با کادریلیون (10 به توان 15) محاسبه در ثانیه می‌شود. دستیابی به این سرعت محاسباتی نجومی بود که بنیاد ملی علوم به عنوان بانی این پروژه را وادار کرد تا لقب «برترین ابررایانه آکادمیک در جهان» را به ابررایانه ساخته شده این شرکت و تحت مالکیت دانشگاه تنسی و مؤسسه ملی علوم محاسباتی اعطا کند. کسب این عنوان اولی از سوی ابررایانه جاگوار در حالی صورت می‌گیرد که سامانه رایانه‌ای شرکت آی.بی.ام مربوط به آزمایشگاه ملی لوس‌آلاموس که نام رودرانر (Roadrunner) مرغ فاخته سریع‌السیر تگزاسی را یدک می‌کشد، با سرعتی معادل 04/1 پتافلاپ که تا پیش از این شماره یک ابررایانه‌ها به شمار می‌رفت، جایگاهی بهتر از دومی را در این رده‌‌بندی نخواهد یافت. البته در این میان جایگاه سوم رده‌بندی سرعت نیز به رایانه همکلاس جاگوار در اوک ریچ با سرعت عملکردی معادل 8317/0‌ترافلاپ (T flop) یا یک‌تریلیون محاسبه در ثانیه تعلق دارد که نام کراکن یا همان اژدهای دریایی افسانه‌ای اسکاندیناوی را بر خود دارد.

البته به‌رغم این که سازمان انرژی آمریکا مالک هر دو ابررایانه شماره یک و دوی جهان است، اما کاربرد آنها در زمینه انرژی خلاصه نمی‌شود و برای مقاصد مختلفی مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند؛ به نحوی که سازندگان ابررایانه جاگوار آن را در اصطلاح یک ابزار « دانش باز» برای تحقیقات آمایش و بررسی ژرف و بسیار دقیق در طیف وسیعی از موضوعات برمی‌شمارند و از سویی ابررایانه رودرانر نیز ابزاری اختصاص‌‌یافته برای ارزیابی و سنجش پیچیده و طبقه‌بندی شده سلاح‌های هسته‌ای خوانده می‌شود. به اعتقاد توماس زکریا، جانشین مدیریت علوم و فناوری آزمایشگاه اوک بریج، این ابررایانه‌ها به ما می‌فهمانند که علم بویژه برای رفع برخی از بزرگ‌ترین چالش‌هایی که در حال حاضر گریبانگیر بشر است، واقعا مهم به شمار می‌رود. در واقع زمانی که متولیان تحقیقات در حوزه انرژی چنین سوداهای علمی بزرگ‌ تریلیون دلاری در سر می‌پرورانند، ضروری است که نسبت به بهترین دانش اقلیم و تغییرات آب و هوایی اطلاع و آگاهی شایسته‌ای داشته باشند و این تسلط و قدرت‌یابی علمی همان چیزی است که می‌توان از خروجی این محصولات هوشمند انتظار داشت. به باور دانشمندان این ابرماشین در واقع فصل مشترک دانش بهتر تغییرات آب و هوایی از یک سو و سیاست فناوری انرژی از سوی دیگر محسوب می‌شود.

اکنون و با ورود این هیولاهای هوشمند به قلمرو تحقیقات علمی، امید می‌رود تا پرسش‌های دانشمندان و معضلات پیش روی انسان و سیاره سبز حل شود؛ حیطه گسترده‌ای که به تصور دانشمندان از خاستگاه‌های این عالم گرفته تا دانش مربوط به حباب‌های صابون را تحت پوشش خود خواهد گرفت. در همین رابطه و به عنوان نمونه، سازمان ملی اقیانوسی و جوی آمریکا در حال حاضر از این ابررایانه‌ها به منظور توسعه بخشیدن مدل‌های با کیفیت وضوح بالا برای پیش‌بینی تغییرات اقلیمی در مقیاسی منطقه‌ای استفاده می‌کند. دانشگاه تنسی و آزمایشگاه اوک بریج نیز با هدف دستیابی به منابع انرژی و سوخت‌های تجدیدشونده و به منظور توسعه نسل جدیدی از اتانول، مشغول بررسی و مطالعه واکنش متقابل آنزیم‌ها در دیواره سلول‌های گیاهی هستند و در این راه از توان مثال‌زدنی این ابررایانه‌ها سود می‌جویند. از سوی دیگر آزمایشگاه‌های ملی آرگون و اوک بریج در سایه توان محاسباتی این ابررایانه‌ها روی توسعه دادن الگوریتم‌های جدیدی برای رآکتورهای هسته‌ای کار می‌کنند که تولید مقادیر کمتری از ضایعات هسته‌ای را در پی خواهد داشت.

البته غوغایی که با کلید خوردن سریع‌ترین ابررایانه جهان در قلمرو دانش به پا شده، در حالی است که جک دانگارا دانشمند علوم رایانه‌ای دانشگاه تنسی که با همکاری محققانی از دانشگاه مانهایم آلمان و آزمایشگاه ملی برکلی کار جمع‌آوری و تدوین فهرست برترین رایانه‌ها (500 TOP) را صورت می‌دهد، خاطرنشان می‌سازد این اولین بار نیست که یک ماشین «دانش باز» در این فهرست جای می‌گیرد؛ شبیه‌ساز زمین ژاپنی‌ها نیز در ردیف این قبیل ماشین‌ها محسوب می‌شود که چند سالی در این فهرست خودنمایی می‌کرد. در همین خصوص، مقامات سازمان ملی امنیت هسته‌ای آمریکا ادعا می‌کنند نهاد متبوعشان نیز ابررایانه‌هایی را در فرآیند توسعه دارد که احتمالا در رتبه‌بندی آینده فهرست برترین‌ها از ابررایانه جاگوار پیشی خواهد گرفت و معتقدند محصولات آینده آنها در تامین اهداف مورد نظرشان باید در واقع سریع‌تر باشد و البته نباید از نظر دور داشت که به اعتقاد آنها مساله واقعی این است که آمریکا به هر شکل در این زمینه پیشتاز سایر کشورها و در صدر فهرست باشد چون به‌ زعم آنها موضوع محاسبات رایانه‌ای پر سرعت برای هر دو حوزه علم و صنعت اهمیت بسیار بالایی دارد. این پیشتازی به سبک آمریکایی در حوزه توانمندی محاسبات رایانه‌ای در حالی مطرح است که پیش از این و در سال 2002، شبیه ساز زمین ژاپنی‌ها 100 برابر سریع‌تر از هر ماشینی در آمریکا به شمار می‌رفت و خود مقامات متولی حوزه‌های وابسته به تحقیقات پیشرفته انرژی و هسته‌ای هرگز تصور آن را هم نمی‌کردند که تا سال 2009 به سرعتی معادل پتافلاپ (کادریلیونی) دست یابند؛ و این موضوعی بود که تا 5 سال پیش در حد رویایی برای دستیابی به افزایشی چشمگیر در توانایی محاسباتی آمریکا محسوب می‌شد که طی آن قرار بود هر 9 ماه سرعت محاسباتی آنها نسبتا دو برابر شود.

با این اوصاف و جدا از مسائل منطقه‌ای و انحصارطلبی در زمینه دستیابی به سرعت‌های افزون‌تر محاسباتی، توجه به اظهار نظر آردن بیمنت، مدیر بنیاد ملی علوم آمریکا نیز خالی از لطف نیست. وی معتقد است علم در حال پیشروی و حرکت به سوی سطوح بالاتری از پیچیدگی است و اکنون در برخی موارد به سبب همین پیچیدگی و دشواری که مستلزم حل کردن این چالش‌های بزرگ و بسیار مهم به شمار می‌رود، همه ما ناگزیر از داشتن تصور و ادراکی بصری و قابل رویت هستیم زیرا مغز ما نمی‌تواند از عهده پردازش چنین محدوده پرشماری از واحد‌های اطلاعاتی برآید. در واقع مدل‌ها و شبیه‌سازهای ایجاد شده توسط این ابررایانه‌ها به ما اجازه نزدیک‌تر شدن به حقیقت عالم را می‌دهد.

در این میان هر چند مسوولان بخش تحقیق و توسعه اقتصادی دانشگاه تنسی، از کسب رتبه اول و سوم سریع‌ترین ماشین‌ها در آزمایشگاه اوک بریج به عنوان جنبش و پیشرفتی عظیم برای دانشگاه یاد می‌کنند، اما در عین حال آن را مترادف این معنا نیز می‌دانند که دانشگاه‌ها می‌توانند نقش مهمی را در کمک کردن به حل و یافتن پاسخ پیچیده‌ترین مسائلی که اکنون پیش روی بشر است ایفا نمایند؛ جواب‌هایی که می‌تواند بدرستی و با اتخاذ رویکردهای محاسباتی از این قبیل محقق شود و صد البته به باور دانشمندان این توان بالای محاسباتی می‌تواند ما را روی نقشه راه جای دهد؛ موقعیتی که تا پیش از این هرگز در مسیر آن قرار نداشته‌ایم.