فهرست پروژه‌ها

در اين پروژه كه طراحي و ساخت آن در سال 1374 به اتمام رسيد، 8 عدد پردازنده TMS320C25 با همبندي توري به هم متصل شده‏ اند. ارتباط پردازنده‏ ها بصورت حافظه مشترك مي‏ باشد. هدف اصلي اين پروژه استفاده از تكنيك‌هاي پردازش موازي براي شناسايي يك هواپيماي متحرك در تصاوير متوالي ( پنجاه تصوير 128×128 نقطه‏اي در ثانيه ) از آسمان بوده ‏است.

 

در اين پروژه با استفاده از 17 عدد ترانسپيوتر IMS T805-25 و دو عدد تراشه IMS C004 يك ماشين پردازش موازي با توپولوژي قابل برنامه ريزي طراحي و ساخته شده‏است (شكل 2). ارتباط پردازنده‏ها بصورت مبادله پيام مي‏باشد. اين سيستم كه ساخت آن در سال 1374 به اتمام رسيد براي كاربرد همه منظوره در نظر گرفته شده بود.

در اين پروژه دو عدد پردازنده TMS320C40 در كنار هم بر روي يك مادربورد قرار گرفته‏اند. امكان ارتباط پردازنده‏ها هم از طريق حافظه مشترك و هم مبادله پيام برقرار شده‏است. طراحي مادربورد به نحوي است كه بردهاي مشابه بتوانند در يك همبندي دلخواه بهم متصل شوند. در نهايت هشت عدد از اين بوردها به هم وصل شدند. اين سيستم كه در سال 1378 ساخته شد براي كاربرد همه منظوره در نظر گرفته شده بود.

در اين پروژه با استفاده از كارت شبكه و پروتكلهاي خاص براي ارتباط تعداد دلخواهي از كامپيوترهاي شخصي، سيستم بزرگي در يك همبندي دلخواه طراحي و ساخته شد. روش ارتباط بصورت مبادله پيام و كاربرد اين سيستم همه‌منظوره مي‏باشد. در حقيقت انجام اين پروژه كه در سال 1379 به اتمام رسيد منجر به طراحي و ساخت سيستم AkuCluster  شد.

اين سيستم در دانشگاه صنعتي اميركبير در سال 1380 طراحي و همگام با آخرين دستاوردهاي علمي ساير مراكز تحقيقاتي دنيا، بصورت يك سيستم كلاستر و به منظور دستيابي به سرعت پردازش بالا  ساخته شد. اين سيستم در سال 2001 با نام AkuCluster در فهرست برترين كلاسترهاي دنيا به ثبت رسيد. در زمان ثبت نام، اين سيستم داراي رتبه 67 بود اما در سال 2004 كه اين فهرست در فهرست ساير انواع ابررايانه‌ها ادغام شد، رتبه سيستم به 166 تنزل پيدا كرده بود (شكل 4).

اين سيستم متشكل از 32 عدد پردازنده بعنوان واحدهاي پردازشگر بوده و طوري طراحي گرديده كه براحتي قابل گسترش مي‏باشد. ارتباط اين سيستم با كاربر توسط يك كامپيوتر مجزا كه نقش مدير سيستم را دارد برقرار مي‏شود. ايجاد هماهنگي در اين سيستم، نظارت بر اجراي برنامه‌ها، و ارتباط با كاربر توسط اين مدير سيستم انجام و عمليات پردازشي نيز توسط واحدهاي پردازشگر انجام مي‌شود (شكل 5). برنامه‏ هاي كاربردي نوشته شده به زبان C يا Fortran كه با استانداردهاي MPI يا ‍PVM تهيه شده باشند، بر روي اين سيستم قابل اجرا  مي‌باشند.

مركز سنجش از دور ايران، كه اينك در مجموعه‌اي به نام سازمان فضايي ايران قرار دارد، در سال 1381 قراردادي با دانشگاه براي طراحي و ساخت يك سيستم پردازش موازي منعقد نمود. اين سيستم با هشت واحد پردازشگر و يك واحد مدير سيستم به روش كلاستر ساخته شد (شكل 6). همچنين نسخه موازي نرم افزار IMAPP كه داده هاي خام دريافتي از ماهواره را به سطح L1B با قالب HDF تبديل مي‌كند، توسط تيم پردازش موازي دانشگاه توليد گرديد. اين سيستم اكنون عملياتي است و در ضمن مذاكراتي براي ارتقاء سيستم و يا ابتياع سيستم قدرتمندتر انجام پذيرفته است.

بر اساس قراردادي در سال 1382 با شركت گسترش انفورماتيك ايران، مطالعات كاربردي جامعي درباره اجزاء مختلف فناوري كلاستر صورت پذيرفته است. دستاورد اين تحقيقات، 10گزارش‌هاي فني همچنين، مقالات متعددي در اين رابطه توسط اعضاي اين گروه در مجامع معتبر علمي داخلي و خارجي منتشر شده‌اند، كه شاهدي بر دانش بروز آنان در زمينة سيستمهاي پردازش موازي و ابررايانه مي‌باشد.

هدف از طراحي و ساخت سيستم كلاستر براي سازمان هواشناسي كشور، تجهيز آن به يك ابررايانه قدرتمند براي انجام وظايفي است كه در ابعاد ملي بر عهدة اين سازمان مي‌باشد. با استفاده از اين سيستم كلاستر، سازمان هواشناسي قادر به پردازش مدلهاي هواشناسي خود بطور مستقل مي‌باشد. به عبارت ديگر، توان پردازش سريع كه توسط اين سيستم فراهم مي‌شود براي پردازش مناسب مدلهاي هواشناسي لازم است. لازم به ذكر است كه پردازش مدلهاي هواشناسي براي پيش‌بيني دقيق‌تر وضعيت آب و هوا  و همچنين مطالعه و شبيه‌سازي پديده‌هاي اقليمي به كار مي‌رود. چند نمونه از برنامه‌هاي كاربردي كه بر روي سيستم كلاستر قابل اجرا خواهد بود عبارتند از: MM5، ARPS و WRF.

در سيستم كلاستر هواشناسي 216 هسته پردازشي و با بهره گيري از فناوري كلاستر بصورت يك سيستم قدرتمند موازي با حداكثر توان پردازشي 860 ميليارد دستور در ثانيه فعاليت مي نمايند. اين سامانه حافظه‌اي برابر 56 گيگابايت دارد و ظرفيت ذخيره سازي آن معادل 5800 گيگابايت است.

براي عملكرد مناسب، نرم‌افزارهاي متنوعي بر روي سيستم كلاستر هواشناسي فراهم شده‌اند. مهمترين اين نرم‌افزارها عبارتند از: نرم‌افزار مديريت كلاستر (HCMP)، نرم‌افزار مديريت منابع (HRMS)، نرم‌افزار زمانبند، محيط برنامه‌نويسي موازي (HPPE)، نرم‌افزار نظارت و رابط گرافيكي

در پروژه‌اي كه به سفارش يكي از واحدهاي تابعه صنايع دفاع انجام شد، امكان استفاده از ابررايانه كلاستر براي افزايش سرعت پردازش در كاربردهاي خاص آن واحد مورد بررسي قرار گرفت و راه‌حلهاي مناسب ارائه گرديد.

اين سيستم به منظور افزايش سرعت پردازش ديناميك سيالات محاسباتي در مهندسي شيمي و گسترش تحقيقات علمي و پژوهشي در اين زمينه و استفاده اساتيد، دانشجويان و محققان از آن پياده‌سازي شده است. توان پردازشي نظري اين سيستم حدود 250 ميليارد عمل در ثانيه مي‌باشد. حافظه سيستم 16 گيگابايت و ظرفيت ذخيره‌سازي مشترك آن دو ترابايت است.

در اين پروژه كه به سفارش شركت مهندسي ايران برنا انجام شده است، نيازهاي كشور در حوزه مراكز داده و نحوه پاسخگويي به آنها به كمك فن‌آوري موجود در كشور و با تمركز بر معماري كلاستر بررسي شده است.

پروژه طراحی و ساخت سیستم ابررایانه ملی امیرکبیر با پشتیبانی مالی معاونت فناوری ریاست جمهوری در سال 1388 آغاز گردید. هزینه اجرایی این طرح بالغ بر 25 میلیارد ريال بوده است و اجرای آن 20 ماه به طول انجامید. این طرح ملی در اسفندماه سال 89  با افتتاح رسمی رئیس جمهور محترم وقت به بهره برداری رسید.

سیستم ابررايانه ملي اميرکبير در زمان افتتاح رتبه 108 مین ابررایانه قدرتمند جهان را دراختیار داشت و یکی از قویترین ابررایانه‌های ساخته شده در منطقه خاورمیانه بود.

 

 ابر رايانه ها (سوپر کامپيوترها) قويترين کامپيوترهاي موجود در دنيا هستند که قادرند با انجام چند هزار ميليارد عمليات در ثانيه مسائل پيچيده علمي و صنعتي را حل نمايند. اين رايانه ها امروزه با استفاده از تكنولوژي كلاستر ساخته مي شوند. ابررايانه ملي اميركبير داراي بيش از 288 عدد گره پردازشي با طراحي همگن و  متشكل از  4600  هسته پردازشي مي باشد.

جمع قدرت محاسباتي اين ابرکامپيوتر 89 هزار ميليارد عمليات در ثانيه (ترافلاپسTF:) است (که شامل 5/42 ترافلاپس پردازنده هاي اصلي و 5/46 ترافلاپس پردازنده هاي کمکي (GPU) با دقت مضاعف است).

شبكه ارتباطي اين کامپيوتر از نوع INFINIBAND و با سرعت 40 گيگا بيت برثانيه است.

حجم حافظه اصلي (RAM) بيش از 9 ترابايت مي‌باشد.

ظرفيت ذخيره سازي فعلي بيش از 160 ترابايت (هزار ميليارد بايت) است.

اين ابر رايانه با هدف سرويس دهي به دانشگاه ها و مراکز تحقيقاتي و مراکز صنعتي کشور طراحي شده است و در آينده نزديک دامنه اين خدمات به کليه مراکز علمي منطقه نيز گسترش مي يابد.

همانطور که ذکر گرديد اين ابر رايانه قادر است مسائل علمي و مهندسي را که نياز به محاسبات قوي و پيچيده دارد حل نمايد. به همين دليل از آغاز طراحي اين سيستم يک تيم متخصص روي پياده سازي نرم افزارهاي مورد نياز مراکز علمي و دانشگاهي و همچنين بخش صنعت فعاليت نمود بطوريکه تا کنون بيش از 60 نرم افزار كاربردي روي سيستم نصب شده است

طراحي اين ابر رايانه طوري انجام گرفته است كه بتواند هم به عنوان يك سيستم كلاستر پردازش سريع عمل كند و هم سرويس هاي مراكز داده را كه عمدتا مبتني بر شبكه هستند پوشش دهد

مديريت سيستم به صورت ابر مختلط (HYBRID CLOUD) و از طريق پورتال تحت وب و بهينه سازي منابع سيستم با استفاده از تكنولوژي مجازي سازي انجام شده است.

اين ابر رايانه قابليت اتصال به شبكه ابررايانش ملي (GRID) را دارا مي باشد و داراي نظارت يكپارچه اجزاي سخت افزاري و نرم افزاري است.

زير ساخت هاي فيزيكي مورد استفاده اين ابر رايانه توسط خود مركز طراحي و ساخته شده است.

اين سيستم به منظور تامين توان پردازشي مورد نياز در تحقيقات علمي و پژوهشي دانشگاه تفرش و استفاده اساتيد، دانشجويان و محققان از آن پياده‌سازي شده است. توان پردازشي نظري اين سيستم بيش از 3.5 هزار ميليارد عمل در ثانيه مي‌باشد. حافظه سيستم 768 گيگابايت و ظرفيت ذخيره‌سازي آن 12 ترابايت است.