أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم. قامت شركة IBM بإنشاء أقوى جهاز كمبيوتر في العالم أقوى 10 أجهزة كمبيوتر في العالم

لا يزال الناس لا يسافرون إلى المريخ، ولم يتم علاج السرطان بعد، ولم نتخلص من إدمان النفط. ومع ذلك، هناك مجالات حققت فيها البشرية تقدما لا يصدق في العقود الأخيرة. إن القوة الحاسوبية لأجهزة الكمبيوتر ليست سوى واحدة منها.

يقوم خبراء من مختبر لورانس بيركلي الوطني وجامعة تينيسي مرتين في السنة بنشر قائمة أفضل 500 جهاز، والتي تقدم قائمة بأقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم.

إذا نظرنا إلى الأمام قليلاً، نقترح عليك تذوق هذه الأرقام مقدمًا: يتم قياس إنتاجية ممثلي العشرة الأوائل بعشرات الكوادريليون من الإخفاقات. للمقارنة: ENIAC، أول حاسوب في التاريخ، كانت قوته 500 زلة؛ اليوم، يحتوي الكمبيوتر الشخصي العادي على مئات جيجا فلوب (مليارات فلوب)، ويحتوي جهاز iPhone 6 على ما يقرب من 172 جيجا فلوب، ويحتوي جهاز PS4 على 1.84 تيرافلوب (تريليون فلوب).

قررت Naked Science، المسلحة بأحدث 500 جهاز اعتبارًا من نوفمبر 2014، اكتشاف أقوى 10 أجهزة كمبيوتر عملاقة في العالم، وما هي المشكلات التي تتطلب مثل هذه القوة الحاسوبية الهائلة لحلها.

10. كراي CS-العاصفة

• الموقع: الولايات المتحدة الأمريكية
• الأداء: 3.57 بيتافلوب
• الحد الأقصى للأداء النظري: 6.13 بيتافلوب
• الطاقة: 1.4 ميجاوات

مثل جميع أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة تقريبًا، بما في ذلك كل تلك المقدمة في هذه المقالة، يتكون CS-Storm من العديد من المعالجات المتحدة في شبكة كمبيوتر واحدة بناءً على مبدأ البنية المتوازية على نطاق واسع. في الواقع، يتكون هذا النظام من العديد من الرفوف ("الخزائن") مع الإلكترونيات (العقد التي تتكون من معالجات متعددة النواة)، والتي تشكل ممرات كاملة.

Cray CS-Storm عبارة عن سلسلة كاملة من مجموعات الحواسيب العملاقة، لكن واحدة منها لا تزال متميزة عن البقية. وعلى وجه التحديد، إنها عاصفة CS الغامضة، والتي تستخدمها حكومة الولايات المتحدة لأغراض غير معروفة وفي مكان غير معروف.

ما هو معروف هو أن المسؤولين الأمريكيين اشتروا CS-Storm ذو الكفاءة العالية من حيث استهلاك الطاقة (2386 ميجافلوب لكل 1 وات) مع إجمالي عدد النوى يبلغ حوالي 79 ألفًا من شركة Cray الأمريكية.

ومع ذلك، يقول موقع الشركة المصنعة على الويب أن مجموعات CS-Storm مناسبة للحوسبة عالية الأداء في مجالات الأمن السيبراني، والاستخبارات الجغرافية المكانية، والتعرف على الأنماط، ومعالجة البيانات الزلزالية، والعرض، والتعلم الآلي. في مكان ما في هذه السلسلة، ربما استقر استخدام الحكومة CS-Storm.

كراي CS-STORM

9. فولكان - بلو جين/كيو

• الموقع: الولايات المتحدة الأمريكية
• الأداء: 4.29 بيتافلوب
• الحد الأقصى للأداء النظري: 5.03 بيتافلوب
• الطاقة: 1.9 ميجاوات

تم تطوير "فولكان" من قبل شركة IBM الأمريكية، وينتمي إلى عائلة Blue Gene ويقع في مختبر لورانس ليفرمور الوطني. ويتكون الكمبيوتر العملاق المملوك لوزارة الطاقة الأمريكية من 24 رفًا. بدأت المجموعة العمل في عام 2013.

على عكس CS-Storm المذكورة بالفعل، فإن نطاق تطبيق فولكان معروف جيدا - البحوث العلمية المختلفة، بما في ذلك في مجال الطاقة، مثل نمذجة الظواهر الطبيعية وتحليل كميات كبيرة من البيانات.

يمكن للمجموعات والشركات العلمية المختلفة الوصول إلى الكمبيوتر العملاق من خلال تقديم طلب إلى مركز ابتكار الحوسبة عالية الأداء (HPC Innovation Center)، ومقره في نفس مختبر ليفرمور الوطني.

الحاسوب العملاق فولكان

8. جوكوين - بلو جين/كيو

• الموقع: ألمانيا
• الأداء: 5 بيتافلوب
• الحد الأقصى للأداء النظري: 5.87 بيتافلوب
• الطاقة: 2.3 ميجاوات

منذ إطلاقه في عام 2012، أصبح Juqueen ثاني أقوى حاسوب عملاق في أوروبا والأول في ألمانيا. مثل فولكان، تم تطوير مجموعة الحواسيب العملاقة هذه بواسطة شركة IBM كجزء من مشروع Blue Gene، وتنتمي إلى نفس الجيل Q.

يقع الكمبيوتر العملاق في أحد أكبر مراكز الأبحاث في أوروبا في مدينة يوليش. ويتم استخدامه وفقًا لذلك - للحوسبة عالية الأداء في الأبحاث العلمية المختلفة.

الكمبيوتر العملاق جوكوين

7. التدافع – الطراز PowerEdge C8220

• الموقع: الولايات المتحدة الأمريكية
• الأداء: 5.16 بيتافلوب
• الحد الأقصى للأداء النظري: 8.52 بيتافلوب
• الطاقة: 4.5 ميجاوات

تقع Stampede في تكساس، وهي المجموعة الوحيدة ضمن العشرة الأوائل من بين أفضل 500 مجموعة التي طورتها شركة Dell الأمريكية. يتكون الكمبيوتر العملاق من 160 رفًا.

يعد هذا الكمبيوتر العملاق هو الأقوى في العالم من بين تلك المستخدمة حصريًا لأغراض البحث. الوصول إلى مرافق Stampede مفتوح للمجموعات العلمية. يتم استخدام المجموعة في مجموعة واسعة من المجالات العلمية - بدءًا من التصوير المقطعي الدقيق للدماغ البشري والتنبؤ بالزلازل وحتى تحديد الأنماط في تراكيب الموسيقى واللغة.

تدافع الكمبيوتر العملاق

6. بيز دينت – كراي XC30

• الموقع: سويسرا
• الأداء: 6.27 بيتافلوب
• الحد الأقصى للأداء النظري: 7.78 بيتافلوب
• الطاقة: 2.3 ميجاوات

يفتخر المركز الوطني السويسري للحوسبة الفائقة (CSCS) بأقوى حاسوب عملاق في أوروبا. تم تطوير Piz Daint، التي تحمل اسم جبال الألب، بواسطة شركة Cray وتنتمي إلى عائلة XC30، وهي الأكثر إنتاجية ضمنها.

يتم استخدام Piz Daint لأغراض بحثية مختلفة، مثل المحاكاة الحاسوبية في مجال فيزياء الطاقة العالية.

الحاسوب العملاق بيز داينت

5. ميرا – الجين الأزرق/Q

• الموقع: الولايات المتحدة الأمريكية
• الأداء: 8.56 بيتافلوب
• الحد الأقصى للأداء النظري: 10.06 بيتافلوب
• الطاقة: 3.9 ميجاوات

تم تطوير حاسوب Mira العملاق بواسطة شركة IBM كجزء من مشروع Blue Gene في عام 2012. تم إنشاء قسم الحوسبة عالية الأداء التابع لمختبر أرجون الوطني، والذي يضم المجموعة، بتمويل حكومي. يُعتقد أن ارتفاع الاهتمام بتكنولوجيا الحوسبة الفائقة من واشنطن في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين يرجع إلى التنافس مع الصين في هذا المجال.

يتم استخدام Mira، الموجود على 48 رفًا، للأغراض العلمية. على سبيل المثال، يتم استخدام الكمبيوتر العملاق لنمذجة المناخ والزلازل، مما يسمح بالحصول على بيانات أكثر دقة حول التنبؤ بالزلازل وتغير المناخ.

الحاسوب العملاق ميرا

4. ك الكمبيوتر

• الموقع: اليابان
• الأداء: 10.51 بيتافلوب
• الحد الأقصى للأداء النظري: 11.28 بيتافلوب
• الطاقة: 12.6 ميجاوات

تم تطويره بواسطة شركة فوجيتسو ويقع في معهد البحوث الفيزيائية والكيميائية في كوبي، ويعتبر K Computer هو الكمبيوتر العملاق الياباني الوحيد الذي يظهر في المراكز العشرة الأولى من بين أفضل 500 كمبيوتر.

في وقت واحد (يونيو 2011)، احتلت هذه المجموعة المركز الأول في التصنيف، لتصبح الكمبيوتر الأكثر إنتاجية في العالم لمدة عام واحد. وفي نوفمبر 2011، أصبح K Computer الأول في التاريخ الذي يحقق طاقة أعلى من 10 بيتافلوب.

يتم استخدام الكمبيوتر العملاق في عدد من المهام البحثية. على سبيل المثال، للتنبؤ بالكوارث الطبيعية (وهو أمر مهم بالنسبة لليابان بسبب النشاط الزلزالي المتزايد في المنطقة وضعف البلاد الشديد في حالة حدوث تسونامي) والنمذجة الحاسوبية في مجال الطب.

الحاسوب العملاق ك

3. سيكويا - الجين الأزرق/س

• الموقع: الولايات المتحدة الأمريكية
• الأداء: 17.17 بيتافلوب
• الحد الأقصى للأداء النظري: 20.13 بيتافلوب
• الطاقة: 7.8 ميجاوات

أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة الأربعة من عائلة Blue Gene/Q، والتي تقع في المراكز العشرة الأولى في التصنيف، موجودة في الولايات المتحدة في مختبر ليفرمور الوطني. قامت شركة IBM بتطوير جهاز سيكويا لصالح الإدارة الوطنية للأمن النووي (NNSA)، والذي احتاج إلى جهاز كمبيوتر عالي الأداء لغرض محدد للغاية: محاكاة الانفجارات النووية.

ومن الجدير بالذكر أن التجارب النووية الحقيقية محظورة منذ عام 1963، وتعد المحاكاة الحاسوبية من أكثر الخيارات المقبولة لمواصلة البحث في هذا المجال.

ومع ذلك، تم استخدام قوة الكمبيوتر العملاق لحل مشاكل أخرى أكثر نبلاً. على سبيل المثال، تمكنت المجموعة من تسجيل أرقام قياسية في النمذجة الكونية، وكذلك في إنشاء نموذج كهروفيزيولوجي لقلب الإنسان.

الحاسوب العملاق سيكويا

2. تيتان - كراي XK7

• الموقع: الولايات المتحدة الأمريكية
• الأداء: 17.59 بيتافلوب
• الحد الأقصى للأداء النظري: 27.11 بيتافلوب
• الطاقة: 8.2 ميجاوات

يقع الكمبيوتر العملاق الأكثر إنتاجية على الإطلاق في الغرب، بالإضافة إلى أقوى مجموعة كمبيوتر تحت العلامة التجارية Cray، في الولايات المتحدة في مختبر أوك ريدج الوطني. وعلى الرغم من أن الكمبيوتر العملاق الموجود تحت تصرف وزارة الطاقة الأمريكية أصبح متاحًا رسميًا لأي بحث علمي، إلا أنه في أكتوبر 2012، عندما تم إطلاق تيتان، تجاوز عدد التطبيقات كل الحدود.

ولهذا السبب، تم تشكيل لجنة خاصة في مختبر أوك ريدج، والتي اختارت 6 فقط من أكثر المشاريع "تقدمًا" من بين 50 طلبًا. من بينها، على سبيل المثال، نمذجة سلوك النيوترونات في قلب المفاعل النووي، وكذلك التنبؤ بالتغيرات المناخية العالمية خلال السنوات 1-5 القادمة.

على الرغم من قوته الحاسوبية وأبعاده المثيرة للإعجاب (404 أمتار مربعة)، إلا أن تيتان لم يصمد طويلاً على قاعدة التمثال. بعد ستة أشهر فقط من الانتصار في نوفمبر 2012، تم استبدال الفخر الأمريكي في مجال الحوسبة عالية الأداء بشكل غير متوقع بمواطن من الشرق، متجاوزًا القادة السابقين في التصنيف بطريقة غير مسبوقة.

الحاسوب العملاق تيتان

1. تيانخه-2 / درب التبانة-2

• الموقع: الصين
• الأداء: 33.86 بيتافلوب
• الحد الأقصى للأداء النظري: 54.9 بيتافلوب
• الطاقة: 17.6 ميجاوات

منذ إطلاقه لأول مرة، كان Tianhe-2، أو Milky Way-2، رائدًا في قائمة Top-500 لمدة عامين تقريبًا. تبلغ قوة هذا الوحش ضعف قوة الكمبيوتر العملاق رقم 2 في التصنيف TITAN.

تم تطوير Tianhe-2 من قبل جامعة العلوم والتكنولوجيا الدفاعية لجيش التحرير الشعبي الصيني وInspur، ويتكون من 16 ألف عقدة مع إجمالي عدد النوى 3.12 مليون. وتبلغ ذاكرة الوصول العشوائي لهذا الهيكل الضخم، الذي يشغل مساحة 720 مترًا مربعًا، 1.4 بيتابايت، وجهاز التخزين 12.4 بيتابايت.

لقد تم تصميم مجرة ​​درب التبانة 2 بمبادرة من الحكومة الصينية، لذا فليس من المستغرب أن تبدو قوتها غير المسبوقة وكأنها تخدم احتياجات الدولة. وتم الإعلان رسميًا عن أن الكمبيوتر العملاق يشارك في عمليات محاكاة مختلفة، ويحلل كميات هائلة من البيانات، فضلاً عن ضمان الأمن القومي للصين.

وبالنظر إلى السرية المتأصلة في المشاريع العسكرية الصينية، لا يمكن للمرء إلا أن يخمن نوع الاستخدام الذي يتلقاه درب التبانة-2 من وقت لآخر في أيدي الجيش الصيني.

الحاسوب العملاق تيانخه-2

ينتظر مشغلو أسرع أجهزة الكمبيوتر في العالم مرتين سنويًا بفارغ الصبر أحدث النتائج من مشروع Top500. تعتمد القائمة على السرعة القصوى التي يمكن للكمبيوتر أن يعالج بها الأرقام باستخدام ما يسمى بعمليات "الفاصلة العائمة".

جميع أجهزة الكمبيوتر المدرجة في هذا التصنيف معقدة إلى حد ما، وهو أمر متوقع. وهي لا تمثل بنية متكاملة، ولكنها عبارة عن مجموعة من البرامج والأجهزة من الأجهزة الأخرى. والشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن كل "خلية" فردية لهذا الكائن الرقمي الفردي ليست أقوى من الكمبيوتر الذي تعمل عليه. في معظم الحالات، يتم استخدام المعالجات العادية وحتى المنزلية لإنشاء مجموعات - ما يسمى بأجهزة الكمبيوتر المتصلة بشبكة كمبيوتر - لإنشاء مجموعات. بصراحة، قائمة هذا العام لا تحتوي على أي حلول تقنية مثيرة للاهتمام على الإطلاق. كل ما يفعله المطورون هو الجمع على نطاق واسع بين شرائح أكثر سرعة عبر شبكة أو أخرى في وحدة رقمية واحدة. ولكن هناك حدود لهذا النهج ويمكن ملاحظتها بسهولة.

في الممارسة المدرسية، كنا نعاني من مشاكل تتعلق بالحفارين الدؤوبين، وكان الحل برمته يتناسب مع أبعاده. لكن في الحياة الواقعية هذا لا يحدث. لن يحفر مائة حفار خندقًا بطول 30 مترًا أسرع 20 مرة من خمسة حفارين. لماذا؟ إنهم فقط لن يتناسبوا مع الخندق! وينطبق الشيء نفسه على الرياضيات الحسابية - هناك الكثير من المشكلات الضارة التي تخضع عمومًا أو لا تخضع تقريبًا للتحلل إلى فروع متوازية. وبالتالي من المقبول عمومًا أن نمو الأداء بالنسبة لبعض "المهام المتوقعة" ليس خطيًا بالنسبة لعدد المعالجات؟ رسم توضيحي من الحياة؟ أي عدد تريده من الأسئلة البسيطة: هل سيقوم جهازك ذو المعالجات الأربعة بتحميل نظام التشغيل Windows أو Linux بشكل أسرع من الجهاز الذي يحتوي على معالج واحد؟ ربما أسرع، ولكن ليس أسرع أربع مرات.

في ممارسة بناء أجهزة كمبيوتر عالية الطاقة، هناك افتراض تجريبي ينص على أن سرعة النظام تنمو لوغاريتميًا مع زيادة عدد المعالجات (أي المعالجات). أولئك. ستعمل المجموعة المكونة من 100 معالج مرتين بشكل أسرع من المجموعة المكونة من 10 معالجات. بمعنى آخر، بالنسبة للمهام المتوسطة، فإن فئة أجهزة الكمبيوتر المبنية على الضرب المكثف لعدد المعالجات باهظة الثمن للغاية.

لحسن الحظ بالنسبة لعلماء الرياضيات (والمقاولين لبناء أجهزة كمبيوتر عملاقة تعتمد على المجموعات) هناك خصوصية واحدة: في الحاجة الملحة للبشرية، في الاحتياجات الرياضية الكبيرة والصغيرة، إذا جاز التعبير، تسود المهام التي يمكن بسهولة اختزالها إلى الحوسبة المتوازية . إن مشاكل الديناميكا المائية والهوائية، ومشاكل نمذجة المحيطات والمناخ وعدد من المشكلات الأخرى تتلاءم بسهولة مع نموذج خطي تقريبًا لنمو الإنتاجية اعتمادًا على عدد أجهزة الكمبيوتر. الوضع أسوأ بكثير في العديد من المجالات الأخرى، على سبيل المثال، المشاكل غير المتوازية عمليا في النظرية (وممارسة الأعداد). لكنهم لا يدفعون هذا القدر من المال مقابل قراراتهم...

ما المثير للاهتمام في القائمة الجديدة؟ ولعل المركز الخامس في العالم قد احتله جهاز كمبيوتر من الصين. وبناء أقوى جهاز كمبيوتر في العالم - كمبيوتر جاكوار، الذي تبلغ قوته الحاسوبية 1.8 بيتافلوب (للمقارنة، تبلغ قوة حاسبة الجيب حوالي 1 كيلو فلوب). التقليب هو عملية أساسية واحدة على رقمين عائمين. إذا كنت لا تفهم ما هي "العملية على رقمين عائمين"، عليك أن تؤمن بأن 1.8 بيتافلوب هو عدد كبير.

لذا، فإن أسرع خمسة أجهزة كمبيوتر على هذا الكوكب أمامك:

المركز الخامس:تيانخه-1

الأداء: 563 تيرافلوب

الجديد في قائمة Top500 هو أن أسرع كمبيوتر في الصين قادر على إجراء أكثر من 500 تريليون عملية في الثانية. للمقارنة: يبلغ أداء الآلة الحاسبة التقليدية حوالي 10 تقلبات.

ويقع "تيانخه"، الذي يعني "النهر في السماء"، في المركز الوطني للحوسبة الفائقة في تيانجين. إنه أسرع بأربع مرات من سابقه، أسرع كمبيوتر في الصين. يجمع الكمبيوتر بين 6,144 معالج Intel و5,120 معالج رسومات من صنع شركة AMD، والتي توجد غالبًا في بطاقات الرسومات الخاصة بالكمبيوتر.

المركز الرابع:يوجين

الأداء: 825 تيرافلوب

وفي الوقت نفسه، يوجد حاسوب آخر فائق السرعة، وهو حاسوب Jugene، الموجود في مركز Jälich للحوسبة الفائقة في ألمانيا، ويعتمد على تصميم بنية الكمبيوتر Blue Gene/P من IBM، والذي يستخدم العديد من الرقائق الصغيرة منخفضة الطاقة. تبلغ السرعة القصوى للمعالجات الفردية في هذا التصميم 850 ميغا هرتز، وهي أبطأ من الكمبيوتر المنزلي العادي. لكن الـ 292 ألف شريحة تعمل معًا تجعلها أسرع سيارة في أوروبا.

المركز الثالث: وحش بحري أسطوري
الأداء: 831 تيرافلوب

يقع Kraken في المعهد الوطني للعلوم الحسابية ويتم تمويله من قبل الاتحاد الوطني للعلوم، ويقع في مختبر تينيسي الوطني. يمتلك هذا الرجل القوي 100000 معالج Opteron ثنائي النواة من إنتاج AMD (يستخدم عادةً في الخوادم ومحطات العمل المتطورة).

Kraken هو أسرع جهاز كمبيوتر في العالم تملكه وتديره جامعة تينيسي. في أكتوبر 2009 خصص الاتحاد 10 ملايين دولار أخرى للجامعة لإنشاء جهاز كمبيوتر جديد، نوتيلوس، لتحليل نتائج أنشطة كراكن.

هذه هي محاكاة الزلازل الأكثر تفصيلاً التي قامت بها البشرية على الإطلاق. تم بناؤه بواسطة Kraken وأظهر ما سيحدث إذا تحرك صدع سان أندرياس في كاليفورنيا.
تُظهر المحاكاة موجات الصدمة التي ستنتشر عبر المنطقة بعد وقوع الزلزال.

2nd مكان: نقار الخشب

الأداء: 1042 تيرافلوب أو 1042 بيتافلوب.

ومن يونيو 2008 حتى نوفمبر 2009 كانت هذه السيارة هي الأسرع في العالم. أصبح Roadrunner أول جهاز كمبيوتر في تاريخ البشرية يتجاوز حاجز 1 بيتافلوب - 1,000,000,000,000,000 عملية في الثانية.

يقع Roadrunner في مختبر لوس ألاموس الوطني في نيو مكسيكو. يتمتع الكمبيوتر بتصميم غير عادي يجمع بين معالجات AMD ثنائية النواة الموجودة في العديد من أجهزة الكمبيوتر الاستهلاكية مع معالج الخلية ذو التسعة النواة الذي يمثل قلب وحدة تحكم ألعاب Sony PlayStation 3.

1 مكان:جاكوار
الأداء: 1.8 بيتافلوب

مع سرعة أكبر بنسبة 70 بالمائة تقريبًا من Roadrunner، توجد سيارة Jaguar العملاقة في المختبر الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية بجوار كمبيوتر Kraken الذي سبق وصفه أعلاه. إنه أسرع سيارة في العالم. ربما هذا هو السبب في أن منازل مدينة أوك ريدج، حيث يوجد هذين العملاقين، لديها أعلى أجهزة الكمبيوتر في العالم.
تم إطلاقه في عام 2008 فقط، ولم تبدأ نواة جاكوار البالغ عددها 181000 في العمل إلا في عام 2009. وعلى غير العادة بالنسبة لمنشأة تمولها الحكومة الأمريكية، هذا كمبيوتر مدني! وكانت وزارة الطاقة قد قامت في السابق ببناء سياراتها السريعة، مثل Roadrunner، لمحاكاة الانفجارات النووية.

تركز معظم أعمال جاكوار على نمذجة تغير المناخ والطاقة، بالإضافة إلى استكشاف مجالات العلوم الأخرى، مثل بنية الماء.

محاكاة جاكوار لتدفق ثاني أكسيد الكربون الذي تطلقه التربة والنباتات وتمتصه مع شروق الشمس فوق أوروبا الشرقية.

يظهر الامتصاص القوي باللون الأخضر والأبيض، ويكون أقوى في المناطق الاستوائية. يُظهر اللون الأحمر والأبيض المناطق التي تطلق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وبقوة أكبر في وسط أفريقيا حيث لا تشرق الشمس.

لقد اعتدنا على تخزين البيانات في "السحابة" - وهذا استعارة جماعية للتكنولوجيا التي تقوم عليها آلاف الخدمات. ومع ذلك، فإن مراكز البيانات، التي بفضلها لا نستطيع أن نشغل مساحة على القرص الصلب لجهاز الكمبيوتر، يمكن أن تسمى المباني الأكثر تحصينًا وكثافة في استخدام الموارد في عصرنا. كل واحد منهم عبارة عن حصن به خوادم، ويستهلك طاقة تعادل ما تستهلكه مدينة صغيرة. لقد قامت شركة Look At Me باختيار أكبر 10 مراكز بيانات وأجملها و"أنظفها"، ويعتبر كل منها عملاً حقيقياً للفن الهندسي.

بكين الرقمية

بكين، الصين

تم بناء مبنى مركز البيانات المكون من 11 طابقًا في بكين من أجل دورة الألعاب الأولمبية لعام 2008 من قبل المكتب المعماري Studio Pei-Zhu. فهو يجمع بين وظائف مركز المعلومات ومركز الإدارة الفنية للألعاب. بالإضافة إلى قوة الحوسبة المثيرة للإعجاب، فإن التصميم المعماري للمبنى مثير للاهتمام. يبدو المكعب الخرساني وكأنه يطفو على سطح مائي أملس، وجدرانه مقطوعة بقنوات ضوئية تذكرنا بالباركود. بالإضافة إلى ذلك، واجه المهندسون المعماريون مهمة جعل المركز تجسيدًا لمفهوم الألعاب الأولمبية الخضراء. تستخدم الإضاءة الداخلية والخارجية مصابيح LED حصرياً، حيث تستخدم كهرباء أقل بنسبة 60% من المصابيح التقليدية، كما يمنع جدار زجاجي خاص الحرارة من الهروب إلى الداخل، مما يقلل تكاليف التبريد. وبعد انتهاء المسابقات الرياضية، تم افتتاح متحف تفاعلي للتقنيات الحديثة في بكين الرقمية.

مركز بيانات أبل

مايدن، كارولاينا الشمالية، الولايات المتحدة الأمريكية

تعمل Apple باستمرار على تقليل تكاليف الطاقة وتقليل التأثير البيئي لمراكز البيانات الخاصة بها. وفقًا لتقارير شركة أبل، منذ عام 2013، فإن 100% من مراكز بياناتها و94% من مكاتبها تعمل بالطاقة المتجددة. وفي الوقت نفسه، تواصل الشركة التحرك نحو مزيد من الاستقلالية عن موردي الكهرباء. ويحيط بمركز بيانات مايدن 400 ألف متر مربع من الألواح الشمسية، التي تولد 42 مليون كيلووات/ساعة سنويًا. وهذا يكفي لتشغيل 60% من الخوادم وأنظمة التبريد، بينما يتم توليد الباقي من خلال محطة وقود حيوي قريبة.

مركز بيانات سيتي جروب

فرانكفورت، ألمانيا

وفي عام 2008، عندما تم بناء مركز بيانات سيتي جروب في فرانكفورت، كان يعتبر الأكثر خضرة في العالم. أصبح مركز بيانات Citi أول مبنى في ألمانيا يحصل على شهادة LEED البلاتينية. وهذا يعني أن المبنى يجمع بين الاستخدام الفعال للطاقة والمياه والضوء والهواء، وهو مريح للموظفين، ومتكامل بشكل جيد مع البنية التحتية للنقل، كما أن تأثيره على المناطق المحيطة به ضئيل للغاية. بالإضافة إلى كل هذا، يبدو مركز البيانات، الذي صممته شركة Arup Associates، جميلًا أيضًا: إحدى الواجهات مغطاة بالعشب الحقيقي (تقوم بجمع مياه الأمطار)، وهناك الكثير من المساحات الخضراء في المجمع، كما توجد حدائق داخلية موظفين.

مركز البيانات Telehouse الغرب

لندن، بريطانيا العظمى

تقوم شركة Telehouse البريطانية بتأجير سعة الخادم للشركات التي لا تحتاج إلى مراكز بيانات خاصة بها. بالنسبة لشركة Telehouse، يعد أمان البيانات وموثوقية المعدات بنسبة 100% أمرًا مهمًا، لكن ممثلي الشركة يفكرون أيضًا في البيئة. لا توجد مساحة للألواح الشمسية أو توربينات الرياح بالقرب من مركز البيانات الواقع في دوكلاندز بلندن، لذلك تشتري Telehouse الكهرباء. منذ عام 2011، تم توفير 100% من هذه الطاقة من قبل SmartestEnergy، وهي شركة شراء وتوريد الطاقة المتجددة، بحيث يتم تشغيل جميع معدات Telehouse West بالطاقة الشمسية وطاقة الرياح والأمواج البريطانية.

مركز بيانات تليفونيكا

الكالا دي إيناريس، إسبانيا

في مدينة الكالا دي إيناريس، على موقع بحجم ثمانية ملاعب كرة قدم، قامت أكبر شركة اتصالات في إسبانيا، Telefonica، ببناء مركز بيانات يعمل على تشغيل خدماتها السحابية في إسبانيا وإنجلترا وألمانيا. هناك أيضًا خوادم مستأجرة - تشغل عشرات الآلاف من الأمتار المربعة. وهو أكبر مركز بيانات في أوروبا وثالث أكبر مركز في العالم. وقد حصل المبنى بالفعل على شهادة LEED الذهبية، مما يؤكد أعلى مستويات الجودة والموثوقية لخدمات مركز البيانات. من الناحية الهيكلية، يتكون المبنى من عدة وحدات، كل منها مستقلة تمامًا عن الطاقة.

مركز بيانات موقع ئي باي

فينيكس، الولايات المتحدة الأمريكية

يقول دين نيلسون، المسؤول التنفيذي في موقع إيباي والمسؤول عن بناء مركز البيانات في صحراء أريزونا: "إذا تمكنا من القيام بذلك هنا، فيمكننا القيام بذلك في أي مكان". في الواقع، كان بناء مركز بيانات يحتاج إلى تبريد جيد في واحدة من أكثر الأماكن حرارة في البلاد فكرة محفوفة بالمخاطر. عادة، تعمل الخوادم بشكل طبيعي عند درجات حرارة تتراوح من 18 إلى 26 درجة فوق الصفر المئوي، لكن مهندسي موقع Ebay تمكنوا من التأكد من أن مركز البيانات يمكن أن يعمل حتى عند +46. الجو حار جدًا داخل مركز البيانات بحيث يمكنك استخدام الماء للتبريد، حيث تصل درجة حرارته إلى 28 درجة، وسيظل يبرد الجهاز. لكن التطوير الأكثر ابتكارًا المستخدم في هذه المنشأة هو الحاويات الشبيهة بالبضائع التي توضع فيها المعدات. تصل كفاءة استخدام الطاقة في هذه الحاوية إلى 95٪، مما يعني أن كل الطاقة الموجهة إليها تقريبًا من محطة الطاقة يتم إنفاقها على الحفاظ على عمل الخادم، وليس على التبريد.

مركز بيانات جوجل

هامينا، فنلندا

لا يوجد لدى Google مثيل في معالجة البيانات وتخزينها: فمراكز البيانات التابعة لعملاق صناعة الإنترنت هذا منتشرة في جميع أنحاء العالم، وجميعها تقريبًا تلبي المعايير "الخضراء". ومع ذلك، فإن مركز البيانات الواقع في مدينة هامينا الفنلندية على بحر البلطيق يستحق اهتماما خاصا. تقع بعض الخوادم في مبنى مصنع ورق سابق، بينما يوجد الآخر في غرفة آلات تم تجديدها، والتي صممها المهندس المعماري الفنلندي الكبير ألفار آلتو. أنفقت Google على شراء وتجديد هذه المباني 350 مليون دولار - وهذا مبلغ قياسي، لأن البناء، على سبيل المثال، مركز بيانات Telefonica المذكور بالفعل في Alcala كلف 200 مليون دولار. للتبريد، يتم استخدام المياه الجليدية لخليج فنلندا هنا - وهذا هو بالضبط سبب الحاجة إلى بناء مصنع للورق، لأن إنتاج الورق يستخدم أيضًا كمية كبيرة من المياه.

مركز فيرن العالمي للبيانات

ريكيافيك، أيسلندا

يستخدم مركز بيانات Verne Global في ريكيافيك شركة BMW لإجراء الأبحاث النظرية والتجريبية. وهنا، على كمبيوتر فائق السرعة، يتم حساب الديناميكيات الهوائية للسيارات الجديدة وتحليل نتائج اختبارات التصادم. ومن خلال نقل كمبيوتر فائق السرعة من ألمانيا إلى أيسلندا، تمكنت الشركة من خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من 3570 طنًا سنويًا إلى الصفر. تم تحقيق ذلك بفضل محطات الطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الكهرومائية التي تزود المركز الجديد بالطاقة: ينتج نبع ماء حار واحد 10 ميجاوات من الطاقة النظيفة، ويوجد العديد من السخانات في محيط ريكيافيك. وهذا الإنتاج، بحسب الشركة، لا يضر بالبيئة. تتوفر أيضًا سعة مركز البيانات للتأجير لأي شركة ترغب في تقليل بصمتها الكربونية وتوفير المال.

مركز بيانات هيوليت باكارد

بيلينجهام، المملكة المتحدة

يسمح المناخ القاسي الذي يهب على شمال إنجلترا ورياح بحر الشمال لمركز بيانات Hewlett-Packard بالعمل بدون تكييف الهواء معظم أيام العام، مما يقلل التكاليف بنسبة 40%. يمر الهواء من خلال مروحتين عملاقتين، ثم يتم ترشيحه ودفعه إلى الأرضيات، مع الحفاظ على درجة حرارة ثابتة تبلغ +24 درجة مئوية. تم استخدام هذا النظام لأول مرة هنا، وعلى الرغم من أنه زاد تكلفة البناء بنسبة 6٪، إلا أنه تم استرداد هذه التكاليف في غضون أربع سنوات من التشغيل. نفس الرياح البحرية تزود الشركة بالكهرباء: تعمل توربينات الرياح القريبة على مدار السنة، مما يقلل من انبعاثات الكربون في الغلاف الجوي بأكثر من النصف. بالإضافة إلى ذلك، يتم جمع مياه الأمطار من السقف واستخدامها في أجهزة الترطيب، ويتم طلاء جميع الجدران داخل مركز البيانات باللون الأبيض لتقليل الحاجة إلى الإضاءة الاصطناعية.

مركز بيانات آي بي إم

سيراكيوز، الولايات المتحدة الأمريكية

يعد مركز بيانات IBM الموجود في حرم جامعة سيراكيوز في نيويورك نتيجة لتجربة قامت بها شركة التكنولوجيا الشهيرة. وافقت إدارة IBM على تمويل البناء وتوفير المعدات إذا تمكن المصممون من تقليل استهلاك الطاقة بمقدار النصف مقارنة بالمركز التقليدي بنفس الطاقة. في عام 2009، تم الانتهاء من البناء، مما أعطى الجامعة الفرصة لإغلاق مركز تكنولوجيا المعلومات القديم، الواقع في مبنى عمره 100 عام. يتم تشغيل مركز البيانات من خلال محطة توليد الطاقة الخاصة به التي تعمل بالغاز والتي تولد الكهرباء باستخدام 12 توربينًا صغيرًا. وقد تم تطوير هذا التصميم خصيصًا لهذا المشروع وهو أكثر كفاءة بنسبة 60% من محطات توليد الطاقة التقليدية التي تعمل بالغاز.

في عام 1949، نُشر مقال في مجلة Popular Mechanics مفاده أن أجهزة الكمبيوتر المستقبلية لن يزيد وزنها عن 1.5 طن. اليوم، العباقرة الحقيقيون للحسابات الرياضية المعقدة، وكذلك المشاريع العلمية والعسكرية السرية، هم أجهزة الكمبيوتر العملاقة.

الكمبيوتر العملاق هو آلة حوسبة فائقة القوة. يتم استخدام عباقرة الكمبيوتر في التطورات النووية والفضائية، وفي التنبؤ بتغير المناخ والكوارث الطبيعية. كمبيوتر خارق في جهاز واحداليوم قادر على إعادة توجيه وحساب كمية كبيرة من المعلومات المعقدة. على العموم، هذه الآلة الفائقة قادرة على حساب أي صيغ وأرقام. وفي الوقت نفسه، إذا تم تحميل جهاز كمبيوتر مستخدم قياسي بنفس القدر من المعلومات، فسوف يقوم بمعالجة الأرقام لعشرات السنين أطول من كمبيوتر عملاق قوي.

تاريخ المظهر

اليوم، لا يملك المجتمع العلمي إجابة دقيقة لسؤال ما هو أصل أجهزة الكمبيوتر. يميل معظم الناس إلى الاعتقاد بأن أول كمبيوتر كان هو المعداد، وهو لوحة العد المستخدمة لاتخاذ القرارات الحسابية في روما القديمة واليونان. البعض على يقين من أن آلية Antikythera كانت بمثابة نموذج أولي. لا يزال البعض الآخر يدعي أن الكمبيوتر ظهر بفضل محرك الفرق الذي ابتكره تشارلز باباج في القرن التاسع عشر. بطريقة أو بأخرى، جلب العصر الرقمي أول جهاز كمبيوتر آلي إلى العالم.

تاريخ أجهزة الكمبيوترينشأ من ظهور عدد من الأجهزة التي جمعها كونراد تسوسي. كانت هذه أول أجهزة الكمبيوتر العملاقة التي تتمتع بالقدرة على البرمجة وتعيين الوظائف. واشتهر المهندس الألماني في جميع أنحاء العالم بصنعه كمبيوتر Z1 بعصا تحكم يدوية.

وفي الوقت نفسه تقريبًا مع نجاحات كونراد، كان البريطانيون أيضًا يعملون بنشاط على تطوير أجهزة الكمبيوتر التي يحتاجونها لإجراء العمليات الحسابية المعقدة في زمن الحرب. هذه هي الطريقة التي تم بها إنشاء الكمبيوتر السري Colossus، الذي تم تدميره بعد نهاية الحرب العالمية الثانية.

لقد واكبت أمريكا المجتمع الدولي وكانت تطور أفكارها الخاصة. أول جهاز حاسوبي أمريكي كان يسمى الطراز K، ثم ظهر جهاز الكمبيوتر ABC. وبعد ذلك، تمكن الأمريكيون من إنشاء جهاز تكامل رقمي إلكتروني مشهور عالميًا وكمبيوتر يحمل الاسم الرمزي ENIAC. وفي وقت لاحق، بدأ استخدام هذه التقنيات لإنتاج كميات كبيرة من أجهزة الكمبيوتر.

في الوقت نفسه، خلال سنوات الحرب، ظهر مصطلح "الخطأ" المعروف لجميع المبرمجين، والذي يعني حرفيًا الخطأ. الخطأ هو خطأ يتعارض مع تشغيل تكنولوجيا الكمبيوتر. وقد صاغ هذا المصطلح غريس هوبر بعد أن اكتشف فراشة على جانب جهاز الكمبيوتر الخاص به.

جلب عصر الترانزستور آلات أوتوماتيكية متقدمة وضخمة إلى العالم. أصبحت تكنولوجيا الكمبيوتر معروفة للعالم أجمع عندما جرت مباراة شطرنج بين آلة وشخص في الأول من مايو عام 1997. هُزم بطل العالم في الشطرنج غاري كاسباروف أمام الذكاء الاصطناعي - وهو كمبيوتر IBM الذي يحمل الاسم الرمزي Deep Blue. يحتاج الكمبيوتر إلى 19 حركة فقط ليتفوق على خصمه. هكذا ظهروا حواسيب الشطرنج العملاقة.

ما هي المشاكل التي يمكنهم حلها؟

في العالم الحديث، الوقت له نفس القيمة العالية مثل المال. تتمثل المهمة الرئيسية للكمبيوتر العملاق في قراءة كميات كبيرة من البيانات في أقصر وقت ممكن. لهذا أداءيجب أن يكون الكمبيوتر العملاق أكبر بعشرات المرات من جهاز الكمبيوتر العادي.

المشاكل التي يتعين حلهايمكن أن يكون مطلقًا من أي مجال من مجالات العلوم حيث يتم استخدام البيانات الإحصائية والنمذجة الرياضية. تُستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة على نطاق واسع في إنتاج الأسلحة والطائرات وصناعة السيارات وبناء الطرق والمنازل والأبحاث العلمية والفضائية وتطوير التصميم والطب وإنشاء أدوية جديدة وكذلك في الأرصاد الجوية.

أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم

المعيار الرئيسي في قياس قوة وسرعة الكمبيوتر العملاق هو الفشل. يعد Flops اختصارًا لعدد عمليات الفاصلة العائمة في الثانية. يشمل تصنيف أجهزة الكمبيوتر العملاقة التكنولوجيا المتطورة، والتي يتم قياس قوتها بعشرات الكوادريليون من التقليب.

1. أقوى كمبيوتر خارقاليوم هو Sunway TaihuLight (بلد المنشأ - الصين). وهذا الكمبيوتر العملاق هو الوحيد في العالم القادر على توليد سرعات تصل إلى 93 بيتافلوب.
2. حصل على المركز الثاني صيني آخر يحمل الاسم الرومانسي "درب التبانة" - Tianhe-2. حتى عام 2016، كان هذا التيتانيوم يتصدر قائمة أقوى 500 حاسوب خارق في العالم. أداء الماكينة 33.9 بيتافلوب.
3. السطر التالي هو حاسوب الحوسبة Piz Daint، أصله من سويسرا بمؤشرات تبلغ 19.6 بيتافلوب.
4. تيتان هو حاسوب عملاق أمريكي يعد من بين أسرع أجهزة الحوسبة، حيث تبلغ قوته 17.6 بيتافلوب. من مميزات Titan أيضًا معدل توفير الطاقة المرتفع.
5. المركز الخامس يذهب إلى شركة سيكويا الأمريكية، والتي تعتبر أسرع كمبيوتر عملاق في العالم - إنتاجيتها تساوي عمل 6.7 مليار شخص. قوة الآلة 17.2 بيتافلوب.

أجهزة الكمبيوتر العملاقة المحلية

أجهزة الكمبيوتر العملاقة الروسيةيأخذون تاريخهم من أول كمبيوتر رياضي إلكتروني BESM-6، تم تطويره في عام 1967. في الثمانينيات، تم تطوير حلول الكمبيوتر العملاق مثل Elbrus وElectronika SS-BIS بشكل نشط. ومع انهيار الاتحاد السوفييتي، توقف تطوير الإنتاج ولم يتم استئنافه بالكامل إلا في عام 1996، وذلك بفضل جهود الأكاديمية الروسية للعلوم.

المطور الرئيسي لأجهزة الكمبيوتر العملاقة الروسية هي شركة T-Platforms. تم تركيب أقوى جهاز كمبيوتر روسي حتى الآن في جامعة موسكو الحكومية ويحتل المرتبة 22 في التصنيف العالمي للآلات الفائقة.

نظرة إلى المستقبل

التقنيات الحديثة لا تقف مكتوفة الأيدي، والمجتمع العلمي يبحث باستمرار عن طرق لحل مشاكل الحوسبة. لتقدير سرعة تطور تكنولوجيا الحوسبة، ما عليك سوى تتبع المنتجات الجديدة بين الأجهزة اللوحية والهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. زعيم التصنيف بالأمس هو غدًا نموذج قديم بالفعل في السوق. اليوم، هناك دراسة نشطة وتطوير الأنظمة المتوازية التي يمكن أن تحل محل أجهزة الكمبيوتر العملاقة الضخمة.

على الرغم من سرعة وأداء الآلات الفائقة، إلا أنها تواجه عددًا من المشكلات، والتي يعمل المجتمع العلمي على حلها.

تعقيدات تكنولوجيا الحوسبة الفائقة:

• حجم ضخم

لكي يكون أداء الكمبيوتر العملاق أكبر بعشرات المرات من أداء الكمبيوتر التقليدي، يتم دمجهما في نظام واحد. وبالتالي، فإن الكمبيوتر العملاق يحتل أماكن ضخمة ويزن أكثر من طن واحد، مما يعقد بشكل كبير استخدامه على نطاق واسع في العلوم.

• المشاكل الأيكولوجية؛

أي قوة لها ثمنها. ليس سراً أن أجهزة الكمبيوتر الضخمة تستهلك كميات كبيرة من الطاقة ولها تأثير سلبي على البيئة. لذا فإن هناك مشكلة رئيسية أخرى لتحسين الكمبيوتر العملاق وهي القدرة على تحسين كفاءة تبريد الهيكل.

• قوة.

لقد توصل المجتمع العلمي الحديث بالفعل إلى اختصار شريحة الكمبيوتر إلى زر صغير. الآن يتعلق الأمر بتجميع خاص سيساعد الكمبيوتر العملاق على أن يكون أصغر حجمًا وأسرع وأكثر إنتاجية.

ماذا ينتظرنا في المستقبل مع تطور الحواسيب الفائقة؟

يقترح العلماء أنه بحلول عام 2025 سيكون الكمبيوتر العملاق قادرًا على استبدال الذكاء البشري. يؤدي إنشاء الذكاء الاصطناعي إلى أتمتة معظم العمليات الروتينية إلى حد كبير. سيكون الذكاء الاصطناعي قادرًا على استبدال العديد من المهن من خلال دمجها في مهنة واحدة.

بحلول عام 2030، ستكون أجهزة الكمبيوتر العملاقة قوية جدًا بحيث يمكنها تحديد جميع الأحوال الجوية على الأرض في أسبوعين ومنع الكوارث الطبيعية.

الواقع الافتراضي هو تطور آخر من المجتمع العلمي. نحن بالفعل على دراية بمحاكاة العالم من خلال أجهزة محاكاة الكمبيوتر. في المستقبل القريب، لن يكون الواقع الافتراضي خيالًا، بل هو احتمال حقيقي للآلات الفائقة.

قدمت وزارة الطاقة الأمريكية للعالم أقوى حاسوب عملاق، نازعةً هذا اللقب من شركة Sunway TaihuLight الصينية. يصل الأداء الأقصى للكمبيوتر العملاق الأمريكي Summit إلى 200 بيتافلوب (200 كوادريليون عملية حسابية في الثانية). وهذا أكثر من ضعف أداء الذروة للنظام الصيني، وهو 93 بيتافلوب، وهو أيضًا حوالي 7 أضعاف أداء الكمبيوتر العملاق تيتان، الذي كان في يوم من الأيام أقوى كمبيوتر عملاق في الولايات المتحدة، والموجود في نفس مختبر أوك ريدج الوطني حيث تم تثبيت النظام الجديد .

يعد أداء Summit قويًا للغاية لدرجة أنه يمكنه إكمال المهام في ساعة واحدة فقط والتي قد يستغرق إكمالها كمبيوتر مكتبي نموذجي ما يصل إلى 30 عامًا.

يتكون حاسوب Summit العملاق من 4608 محطة خادم، تشغل مساحة إجمالية تعادل ملعبي تنس. يستخدم النظام في المجموع أكثر من 9 آلاف معالج IBM Power9 ذو 22 نواة، ويعمل جنبًا إلى جنب مع أكثر من 27000 معالج رسومات Tesla V100. كمية الطاقة التي يستهلكها الكمبيوتر العملاق Summit تكفي لتشغيل 8100 منزل. ومن الواضح أن مثل هذه المقلاة تحتاج إلى تبريد فعال، بحيث يتدفق أكثر من 18 ألف لتر من الماء عبر قنوات نظام التبريد الخاص بالكمبيوتر العملاق كل دقيقة.

لم تنجح قمة الكمبيوتر العملاق الأمريكية في انتزاع لقب أقوى كمبيوتر خارق في العالم فحسب، والذي كان يحمله النظام الصيني طوال السنوات الخمس الماضية. تم تصميم الكمبيوتر العملاق الجديد خصيصًا للمهام المتعلقة بالذكاء الاصطناعي؛ يمكن للنظام استخدام أساليب التعلم الآلي والعميق لحل المشكلات في الطب والفيزياء وأبحاث المناخ والعديد من المجالات الأخرى.

لقد استخدم العلماء بالفعل Summit لأول مرة. وفي إطارها، تم حل مشكلة فئة الإكساسكيل (مليار مليار عملية حسابية في الثانية، أو 1 إكساوب). تم استخدام النظام لتحليل ملايين الجينومات وحقق أداءً قدره 1.88 إكساوب، أي ضعف أداء أقوى كمبيوتر خارق سابق. أعلى أداء لـ Summit، كما يقول منشئوها، مع دقة حسابية مختلطة يمكن أن يصل إلى 3.3 إكساوب. يُشار إلى أنه بحلول عام 2021 في الولايات المتحدة من المخطط إنشاء نظام بيئي متكامل لحاسوب إكساسكيل، ويعد تطوير Summit إحدى الخطوات المهمة لتنفيذ هذه الخطة.

بمساعدة حاسوب عملاق جديد، سيقوم العلماء بتحليل البيانات المتعلقة بالانفجارات النجمية (المستعرات الأعظم) من أجل تحديد توزيع العناصر النادرة مثل الذهب في الكون. بالإضافة إلى ذلك، من المقرر إجراء عمليات محاكاة لتطوير أنواع جديدة من المواد التي سيتم استخدامها لإنتاج الجيل القادم من أشباه الموصلات. وأيضًا، من خلال تحليل كميات هائلة من بيانات صحة السكان، سيستخدم العلماء حاسوبًا فائقًا جديدًا للبحث عن الروابط بين العوامل التي تساهم في تطور السرطان - نفس الجينات، على سبيل المثال - والعلامات البيولوجية الأخرى، بالإضافة إلى البيئات. ومن المخطط أيضًا استخدام الكمبيوتر العملاق لتحليل العلامات الأخرى المسببة للأمراض التي تؤدي، على سبيل المثال، إلى تطور مرض الزهايمر وأمراض القلب والأوعية الدموية والإدمان المختلفة.

وقال دان جاكوبسون، عالم الأحياء الحسابي في مختبر أوك ريدج الوطني، في بيان صحفي: "تتيح القمة الفرصة لإجراء مجموعة كاملة من الأبحاث العلمية الجديدة التي لم تكن ممكنة قبل بدايتها".