در سال ۲۰۱۰، آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی ایالات متحده (AFRL) با رویکردی نوآورانه و منحصر به فرد، پروژه ساخت ابررایانه‌ای به نام "کندور کلاستر" (Condor Cluster) را به سرانجام رساند. این ابررایانه که از ۱۷۶۰ دستگاه کنسول بازی پلی‌استیشن ۳ (PlayStation 3) تشکیل شده بود، نه تنها توانست جایگاه خود را در میان قدرتمندترین ابررایانه‌های جهان ثبت کند، بلکه الگویی از بهره‌وری و هوشمندی در استفاده از فناوری‌های مصرفی برای اهداف پیشرفته علمی و نظامی را به نمایش گذاشت. این اقدام، دوراندیشی نیروی هوایی آمریکا را در یافتن راه‌حل‌های پردازشی قدرتمند با کسری از هزینه‌های مرسوم نشان داد.
کندور کلاستر؛ تولد یک ابررایانه از دل کنسول‌های بازی
پروژه Condor Cluster، مستقر در شهر رم ایالت نیویورک، یک دستاورد فنی قابل توجه بود. این ابررایانه که در زمان خود در رتبه ۳۳ام قدرتمندترین ابررایانه‌های دنیا قرار گرفت، از ۱۶۸ واحد پردازنده گرافیکی (GPU) و ۸۴ سرور هماهنگ‌کننده بهره می‌برد. توان پردازشی این سیستم به ۵۰۰ تریلیون عملیات ممیز شناور در ثانیه (۵۰۰ TFLOPS) می‌رسید که برای آن زمان، رقمی حیرت‌انگیز محسوب می‌شد. هدف اصلی از توسعه این ابررایانه، انجام محاسبات سنگین برای پردازش تصاویر ماهواره‌ای، ارتقاء سیستم‌های راداری و پیشبرد تحقیقات در حوزه هوش مصنوعی بود.
چرا پلی‌استیشن ۳، انتخاب هوشمندانه برای ساخت ابررایانه؟
انتخاب پلی‌استیشن ۳ به عنوان واحد پردازشی اصلی برای این ابررایانه، دلایل متعددی داشت که عمدتاً حول محور نسبت کارایی به هزینه می‌چرخید. در سال ۲۰۱۰، یک دستگاه پلی‌استیشن ۳ حدود ۴۰۰ دلار قیمت داشت، در حالی که ساخت واحد پردازشی مشابه با قطعات رایانه‌ای متداول، بیش از ۱۰ هزار دلار برای هر واحد هزینه داشت. این اختلاف قیمت فاحش، نیروی هوایی را به سمت استفاده از کنسول‌های بازی سوق داد.
دلایل کلیدی انتخاب پلی‌استیشن ۳ عبارت بودند از:
قدرت پردازش گرافیکی بالا (GPU): پردازنده‌های گرافیکی پلی‌استیشن ۳، به‌ویژه تراشه Cell Broadband Engine، برای انجام محاسبات موازی سنگین بسیار کارآمد بودند، که این ویژگی برای شبیه‌سازی‌ها و تحلیل داده‌های حجیم حیاتی است.
قیمت مقرون‌به‌صرفه: همانطور که ذکر شد، هزینه هر واحد کنسول به مراتب کمتر از تجهیزات تخصصی بود.
قابلیت اجرای لینوکس: در آن زمان، پلی‌استیشن ۳ امکان نصب و اجرای سیستم‌عامل لینوکس را فراهم می‌کرد که این ویژگی به محققان اجازه می‌داد تا نرم‌افزارهای تخصصی خود را به راحتی روی کنسول‌ها پیاده‌سازی و کنترل کنند. البته این قابلیت بعدها توسط سونی حذف شد که مانع از تکرار چنین پروژه‌هایی در مقیاس وسیع شد.
کاربردهای استراتژیک ابررایانه Condor Cluster: از تحلیل داده تا هوش مصنوعی
ابررایانه کندور کلاستر نقش حیاتی در تقویت توانایی‌های اطلاعاتی و عملیاتی نیروی هوایی آمریکا ایفا کرد. این سیستم برای چندین کاربرد استراتژیک به کار گرفته شد:
تحلیل تصاویر ماهواره‌ای: قابلیت پردازش موازی بالای این ابررایانه امکان تحلیل سریع و دقیق حجم عظیمی از تصاویر ماهواره‌ای را فراهم می‌کرد که برای عملیات شناسایی و نظارت بسیار ارزشمند بود.
ارتقاء سیستم‌های راداری: شبیه‌سازی و پردازش داده‌های پیچیده راداری به بهبود عملکرد و دقت سیستم‌های راداری کمک شایانی کرد.
تحقیقات هوش مصنوعی: در دوره‌ای که پردازنده‌های گرافیکی هنوز به طور گسترده برای آموزش مدل‌های هوش مصنوعی استفاده نمی‌شدند، Condor Cluster بستر مناسبی برای آزمایش و توسعه الگوریتم‌های نوین هوش مصنوعی فراهم آورد. این پروژه پیشگامانه نشان داد که چطور سخت‌افزارهای غیرسنتی می‌توانند در پیشرفت این حوزه نقش‌آفرین باشند.
میراث نوآوری و آینده ابررایانه‌های مقرون‌به‌صرفه
پروژه Condor Cluster، تنها نمونه از استفاده خلاقانه از کنسول‌های بازی برای ساخت ابررایانه نبود. پیش از این، پروفسور کاوراو خانا از دانشگاه ماساچوست دارتموث نیز با بهره‌گیری از حدود ۲۰۰ دستگاه پلی‌استیشن ۳، سیستمی برای شبیه‌سازی‌های اخترفیزیکی طراحی کرده بود. این تجربیات مشترک، اهمیت استفاده از فناوری‌های مصرفی و تجاری در کاربردهای علمی و نظامی را برجسته کرد.
امروزه، با پیشرفت‌های چشمگیر در فناوری پردازنده‌های گرافیکی و توسعه پلتفرم‌های محاسباتی موازی مانند CUDA، مفهوم استفاده از GPUها برای محاسبات سنگین به یک استاندارد صنعتی تبدیل شده است. با این حال، پروژه نیروی هوایی آمریکا با پلی‌استیشن ۳، نمادی از نبوغ و توانایی انسان در یافتن راه‌حل‌های خلاقانه و مقرون‌به‌صرفه برای چالش‌های پیچیده باقی می‌ماند و راه را برای نسل‌های بعدی ابررایانه‌ها که ممکن است از منابع غیرمنتظره‌ای سرچشمه بگیرند، هموار کرد.
مطالب مرتبط
- اف‌بی‌آی در تلاش برای کشف هویت مرموز مالک وب‌سایت Archive.today
- امواج رادیویی باستانی راز ماده تاریک را از دل دوران تاریکی کیهان فاش می‌کنند
- هوش مصنوعی و کوانتوم رقابت برای آینده فناوری را شدت می‌بخشند
- گوگل جست‌وجوی زنده را با کنترل‌های شناور در اندروید هوشمندتر کرد
سینا علیپور
او دانشجوی رشته مهندسی کامپیوتر در مقطع کارشناسی است و فعالیت حرفه‌ای خود را در عرصه رسانه از سال ۱۳۹۸ با یک بلاگ شخصی در حوزه فناوری آغاز کرده است. وی پس از مدتی به عنوان نویسنده آزاد در مجله‌های آنلاین تکنولوژی فعالیت کرد و در حال حاضر، دبیر سرویس نقد و بررسی گجت‌های هوشمند در یک مجله معتبر تکنولوژی است.
