تشيليابينسك هي واحدة من الرائدين في تطوير تكنولوجيا المعلومات في روسيا. تعتبر جامعة جنوب الأورال الحكومية من الشركات الرائدة في تنفيذ تقنيات الحواسب العملاقة في منطقة الأورال ومنطقة سيبيريا. تم إنشاء مركز كمبيوتر فائق في الجامعة ، والذي يستخدم لحل المشكلات التعليمية والعلمية والإنتاجية ليس فقط في بلدنا ، ولكن أيضًا للعملاء الأجانب.
يحل مختبر النمذجة العملاقة العديد من المشكلات العلمية في مجال الصناعة والهندسة والعلوم الطبيعية والعلوم الدقيقة وكذلك العلوم الإنسانية. في إطار المشروع 5-100 واعتبار جامعة جنوب الأورال الحكومية كجامعة بحثية ، تمكن المختبر من الجمع بين هذه المناطق في مجموعة واحدة من الدراسات ، مدعومة بحسابات أجريت على جهاز كمبيوتر فائق.
يتم تثبيت اثنين من أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة في منطقة الأورال الفيدرالية ومجموعة الحوسبة «سكيف اورال» في جامعة جنوب الأورال الحكومية. ظهرت «سكيف اورال» في الجامعة في عام 2008 ودخلت على الفور في قائمة أكثر 500 جهاز كمبيوتر فائق الإنتاجية في العالم (TOP-500). أصبح حاسوب «سكيف افرورا لجامعة جنوب الأورال الحكومية» العملاق تطويرًا مشتركًا لمعهد أنظمة البرمجيات التابع لأكاديمية العلوم الروسية والشركة سكيف الروسية والشركة الإيطالية Eurotech. في يونيو 2011 ، دخل إلى قائمة أفضل 100 جهاز كمبيوتر في العالم. كان حاسوب «جامعة جنوب الأورال الحكومية الاعصار» العملاق ، الذي تم تثبيته في عام 2013 ، الأول من نوعه في أوروبا بين أنظمة الكمبيوتر الجامعية المجهزة بأحدث معالجات Intel® Xeon Phi ™ ، وأحد الأنظمة الأولى التي تحولت إلى التبريد السائل. وفقًا لتصنيف Green500 العالمي ، تعد منصة الحواسب العملاقة هذه واحدة من أكثر الأنظمة كفاءة في استخدام الطاقة في روسيا ورابطة الدول المستقلة.
يمتلك الكمبيوتر العملاق شبكة اتصالات معقدة للغاية ذات هيكل «شجرة سميكه». من خلال مثل هذا الاتصال ، يكون أداء الحاسوب العملاق أعلى بمئات المرات من أداء طوبولوجيا النجمة الهرمية المعتادة ، والتي تتطلب عشرات المرات من المحولات وتوصيل الكبلات لتشغيله. بفضل شبكة الاتصالات هذه ، يمكن لجميع الخوادم العمل على نفس المهمة الحسابية ، حيث تعمل كحاسوب عملاق واحد.
تم تصميم أجهزة الكمبيوتر العملاقة لحل المشكلات المعقدة التي لم يتم حلها على أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، أو سيتم حلها لفترة طويلة جدًا (أسابيع ، أشهر). مثال على مهمة معقدة هو حساب حركة تدفق الهواء في توربينات محرك الطائرات. لا يمكن حل هذه المشكلة إلا عدديًا ، على سبيل المثال ، بواسطة طريقة العناصر المحددة. للحصول على نتيجة عالية الدقة ، يجب تقسيم النموذج إلى ملايين العناصر المحددة ، بحيث يتم احتساب عشرات المعادلات في كل منها. وهذا العدد من العمليات الحسابية مطلوب للإجراء كل ميكروثانية من عملية المحاكاة! لكن عملية المحرك نفسه تستغرق الكثير من الوقت. لجمع كل هذه البيانات معًا ومعرفة كيف تحتاج إلى تحسين تصميم محرك الطائرات ، فأنت بحاجة إلى قوة الكمبيوتر العملاق. علاوة على ذلك ، كلما كان الحاسوب العملاق أقوى ، كلما كان نموذج المحرك أكثر دقة يمكنك الحصول عليه والحصول على نتائج أكثر دقة لحل المشكلة.
الحواسب العملاقة - هي بنية تحتية كاملة ، تحتاج إلى غرفة بها أنظمة تزويد بالطاقة للتهوية وتكييف الهواء ، بالإضافة إلى طاقم كامل من المسؤولين والمبرمجين. جامعة جنوب الأورال الحكومية لديها محطات توليد الطاقة الخاصة بها التي توفر الطاقة لمبنى الجامعة ، بما في ذلك جميع موارد الكمبيوتر العملاق. أيضًا ، في إطار مركز جامعة جنوب الأورال الحكومية للكمبيوتر العملاق ، تم نشر نظام مزود الطاقة غير المنقطع الخاص به ، مما يضمن التشغيل الصحيح لجميع أجهزة الكمبيوتر العملاقة في حالة انقطاع التيار الكهربائي. لا تستطيع كل شركة تحمل هذه التكاليف لشراء معدات باهظة الثمن ، وبناء البنية التحتية المعقدة ، بحيث تتحول الشركات إلى مراكز البيانات ، مثل مركز جامعة جنوب الأورال الحكومية العملاق. في المتوسط ، يتم تحميل قوة الكمبيوتر العملاق باستمرار بنسبة 90-100 ٪.
حاليا ، يتم إجراء أكثر من 150 دراسة في وقت واحد على أجهزة الكمبيوتر العملاقة لجامعة جنوب الأورال الحكومية. يتم إجراء معظم البحوث من أجل تحديث عملية الإنتاج في المؤسسات الصناعية ، والتي تهدف إلى إنتاج منتجات التكنولوجيا الفائقة التنافسية وضمان الحفاظ على الطاقة والموارد. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إجراء مجموعة واسعة من البحوث العلمية الأساسية في مجالات الفيزياء والكيمياء والرياضيات وعلوم الكمبيوتر وغيرها من التخصصات على أجهزة الكمبيوتر العملاقة.
بدأت الشركات المحلية للتو في استخدام قدرات أجهزة الكمبيوتر العملاقة. إذا كان الحاسوب العملاق هو الحاضر بالنسبة لعمالقة الإنتاج الأجانب ، فإن هذا هو المستقبل بالنسبة لبعض الشركات الروسية.
مجال آخر حيث تستخدم القوى العملاقة هو التصور من الرسومات 3D. يتكون ما يقرب من 90 ٪ من الأفلام والرسوم المتحركة الحديثة من رسومات الحاسوب ، ومن أجل إطلاق فيلم على الشاشات ، يجب أن يتم تصويره أولاً. التصور يتطلب موارد الحوسبة الكبيرة جدا.
جانب مهم هو أنه في جميع برامج الماجستير في الجامعة ، والتي تتعلق بالعلوم التقنية والطبيعية ، يقوم موظفو مختبر النمذجة العملاقة بتدريس مقرر مسمى «نمذجة الحاسوب العملاق». يتم ذلك حتى يتعرف خريجو جامعة جنوب الأورال الحكومية على أساسيات العمل على جهاز كمبيوتر فائق ويمكنهم بشكل مستقل إجراء العمليات الحسابية عالية الأداء المطلوبة لإنشاء منتجات حديثة عالية التقنية.
