طرح كلان ملي فناوري راه‌اندازي تورين محاسباتي ايران از اهميت استراتژيك ويژه‌اي برخوردار است و مي‌تواند دروازه‌هاي جديدي از امكانات فناوري و محاسباتي را روي محققان و دانشمندان ايراني بگشايد.
سرعت خيره‌كننده، فضاي ذخيره‌اي عظيم، گردش كار مطمئن، امكان دسترسي به كاربردهاي نيرومند براي حل مسائلي كه تاكنون امكان حل آنها در داخل مملكت وجود نداشته است و نيز پيشگامي علمي و فناوري در سطح منطقه خاورميانه همه از ويژگي‌هاي طرح تورين ملي ايران به شمار مي‌رود.
از اين‌رو با دكتر شاهين روحاني، مجري اين طرح كلان ملي به گفت‌وگو نشسته‌ايم تا با فناوري تورين و كاربردهاي آن آشنا شويم.
فناوري تورين چيست؟
در چند دهه اخير، محاسبات كامپيوتري در بسياري از شاخه‌هاي علوم نقش عمده‌اي در توليد علم ايفا كرده است. اين محاسبات متناسب با پيچيدگي مساله مورد مطالعه با كامپيوترهاي شخصي (PC)، خوشه‌هاي كامپيوتري (cluster) يا ابررايانه‌ها صورت گرفته است.
هدف اصلي استفاده از فناوري تورين کدام است؟
هدف يكپارچه كردن منابع پردازشي شامل كامپيوترها، داده‌هاي خام، برنامه‌هاي كاربردي، آشكارسازها و دستگاه‌هاي آزمايشگاهي است كه از طريق يك شبكه (مانند اينترنت) به همديگر متصل شده‌اند. در واقع هدف اين است كه آنها را به‌طور يكپارچه به يك ابررايانه مجازي ولي بسيار قوي تبديل كند.
كلمه Grid از Electrical Grid (شبكه برق شهري) گرفته شده است زيرا هدف آرماني فناوري تورين رسيدن به مرحله‌اي است كه تشابه زيادي با شبكه برق شهري دارد.
در شبكه برق شهري، شخص استفاده‌كننده (كاربر) مي‌تواند با اتصال دستگاه استاندارد هر مقدار كه نياز داشته باشد از برق استفاده كند، بدون آن‌كه اطلاع داشته باشد منبع برق از كجا تامين مي‌شود.
در تورين آرماني كاربر با وارد كردن مشخصات خود از طريق يك پايانه مثل laptop طبق يك استاندارد به تورين وارد مي‌شود و برنامه كاربردي مورد نظر خود را فرا مي‌خواند و بقيه كار به تورين سپرده مي‌شود، تورين توان محاسباتي لازم و احيانا داده‌هاي لازم را در بهترين حالت فراهم مي‌آورد و فرمان كاربر را در كمترين زمان ممكن انجام داده و پايان كار را به كاربر انتقال مي‌دهد. اين در حالي است كه هريك از اين منابع سه‌گانه ممكن است در مكان جغرافيايي دور از يكديگر قرار داشته باشند.
آيا به کمک اين سيستم مي توان محاسبات پيچيده را در زماني کوتاهتر انجام داد؟
يكي از پارامترهاي محاسباتي مهم براي محققان، زمان محاسبه است. ممكن است اجراي يك برنامه محاسباتي در يك كامپيوتر شخصي يك سال به طول بينجامد در حالي كه همان برنامه در يك خوشه كاميپوتري در كمتر از يك هفته به اتمام برسد.
در واقع زمان محاسبه نسبت مستقيم با پيچيدگي مساله و نسبت معكوس با توان محاسباتي كامپيوتر دارد.هر قدر پيچيدگي مساله بيشتر باشد زمان محاسبه طولاني‌تر است و هر قدر توان محاسباتي بيشتري در اختيار داشته باشيم زمان محاسبه كوتاه‌تر خواهد بود.
محاسبات سريع و محاسبات تورين در حوزه‌هايي چون هواشناسي، صنايع خودروسازي و زمين‌شناسي اهميت زيادي دارد كه با راه‌اندازي اين طرح كلان محقق مي‌شود.
پس با اين حساب اين شبكه فقط براي پردازش اطلاعات به‌كار نمي‌رود و كاربردها يا به عبارتي دسته‌بندي‌هاي مختلف ديگري نيز دارد.
بله، طبقه‌بندي‌هاي متعددي براي تورين تصور شده است، تورين پروژه‌اي يكي از اين دسته بندي هاست. در اين نوع تورين،موسساتي علمي در سراسر دنيا كه به يك موضوع خاص علمي علاقه‌مند هستند با به اشتراك گذاردن منابع محاسباتي، داده‌هاي آزمايشگاهي، محققان و دستاوردهاي پژوهشي خود، يك تورين پروژه‌اي ايجاد مي‌كنند.
در اين نوع تورين معمولا موسساتي علمي در نقاط مختلف دنيا مشاركت دارند. بنابراين، مساله امنيت، اولويت و سطح دسترسي به منابع موجود از مسائل مهم اين نوع تورين به حساب مي‌آيد.
تورين ملي يكي ديگر از اين دسته‌بندي‌هاست. در اين نوع تورين دولت كامپيوترهاي موجود در كشور را براي نيازهاي محاسباتي خود در سازمان‌هاي مختلف دولتي از جمله مراكز تحقيقاتي، صنعت، اقتصاد و مراكز نظامي به كار مي‌گيرد و اصولا يك زير ساختار تورين ملي تعريف مي‌كند.
در حال حاضر خيلي از كشورها، تورين ملي خود را تعريف كرده‌اند و با يكپارچه كردن منابع محاسباتي و داده‌اي تحت نظر دولت، نيازهاي محاسباتي خود را تامين مي‌كنند. بنا به سياست دولت‌ها ممكن است تورين‌هاي ملي ارتباط فرامرزي داشته باشند بنابراين لازم است از استاندارد جهاني تبعيت كنند.
يكي ديگر از دسته بندي‌هاي فناوري تورين خصوصي است. در اين تورين يك دانشكده يا موسسه يا شركت با به اشتراك گذاشتن منابع محاسباتي خود يك تورين خصوصي ايجاد مي‌كند و در واقع مرز‌هاي اشتراك محدود به آن دانشكده يا موسسه مي‌شود. در اين‌گونه تورين‌ها به‌خاطر كوچك بودن داشتن مديريتي مركزي و اعتماد عمومي كاربران ، به‌كارگيري بهينه منابع محاسباتي در درجه اول امنيت در درجه دوم اهميت قرار دارد. تورين تجاري هم چيزي شبيه شبكه برق شهري خصوصي است.
يعني شركت‌هايي وجود دارند كه توان محاسباتي را در اختيار مشتريان خود مي‌گذارند. اين‌گونه تورين ها بازار خود را در آينده پيدا خواهد كرد. به‌عنوان نمونه مي‌توان به شركت Oracle يا Amazon اشاره كرد.
هدف و ضرورت راه‌اندازي تورين محاسباتي ملي چيست؟
اين پروژه با هدف نهايي پياده‌سازي شبكه محاسباتي كشور به صورت تورين تدوين شده است به‌طوري كه كليه دانشگاه‌ها و موسسات پژوهشي و علمي به آن متصل باشند و توان استفاده از امكانات محاسباتي براي همه كاربران واجد شرايط ايجاد شود و در عين حال اتصال به شبكه جهاني نيز حاصل شود.
همان‌طور كه گفته شد، پيشرفت بسياري از علوم و تكنولوژي مدرن جهان مديون وجود چنين توان محاسباتي است.
در معاونت علمي و فناوري رياست جمهوري تشخيص داده شد كه بدون چنين ابزاري علم و صنعت كشور نمي‌تواند پا به پاي ساير كشورهاي جهان قدم‌هاي پيشرفت را بردارد. لذا عزم لازم برای اجراي اين پروژه به‌وجود آمد. اكنون با به‌وجود آمدن اين توان محاسباتي عظيم، اجراي بسياري از پروژه‌هاي علمي و صنعتي كه قبلاً ناممكن به نظر مي‌رسيد، ممكن شده است.
مثال‌هايي از كاربردهاي مهم تورين محاسباتي
در حال حاضر فيزيكدانان ذرات بنيادي براي درك ماهيت ماده و اندركنش نيروهاي بين آنها، بزرگ‌ترين شتابگر ذرات را ساخته اند كه به شتابگر بزرگ ذرات (LHC) مشهور است اين شتابگر در سرن (CERN) مركز تحقيقات هسته‌اي اروپا قرار دارد. اين آزمايشگاه بزرگ سالانه تقريبا 10 ميليون مگابيت داده توليد مي‌كند كه فيزيكدانان سراسر دنيا در صدد تحليل آن داده‌ها هستند.
هرچند تحليل آنها در سرن كه محل توليد آنهاست امكان‌پذير است ولي فيزيكدانان سراسر دنيا به تحليل اين داده‌ها علاقه‌مند هستند بنابراين لازم است داده‌ها به نقاط مختلفي از دنيا كه توان محاسباتي كافي دارند ارسال شوند و تحليل روي آنها انجام گيرد.
از اين‌رو راه‌اندازي تورين محاسباتي ايران مي‌تواند گامي موثر براي استفاده پژوهشگران رشته فيزيك ذرات در كشور از اين امكانات باشد.
مثال ديگر رمزگشايي و شناختن ژن انسان است، كه دانشمندان در شاخه‌هاي مختلفي از زيست‌شناسي علاقه‌مندند آن را درك كنند.
در اين مقوله داده‌هاي زيادي به صورت رشته‌هايي از DNA موجود است كه حجم عظيمي از اطلاعات را به خود اختصاص داده و برنامه‌هاي كاربردي متعددي براي تحليل اين داده‌ها وجود دارد.
از سوي ديگر طراحي يك دارو براي از بين بردن يك گونه خاص از ويروس، يكي ديگر از كاربردهاي تورين محاسباتي است.
به‌طور كلي در اين موارد گفته شده ميزان محاسبات يا به عبارت ديگر زمان محاسبات آنقدر زياد است كه انجام دادن آن فراتر از توان محاسباتي يك موسسه است.
اميربامه
