دیتاسنتر چیست؟
امروزه با رشد نیازهای کاربران به سرویس‌های مختلف، مراکزداده جهت در برگرفتن تجهیزات، راهکار اطلاعاتی و برنامه‌های کاربردی حساس در فضایی کاملا مطمئن و دارای قابلیت گسترش طراحی شده اند. برطبق تعریف ارائه شده از جانب (سیاست انرژی تجدید شدنی)، مراکزداده متشکل از اجزای ضروری زیرساختی هستند که کار پشتیبانی از اینترنت و تجارت الکترونیکی و بخش‌های ارتباطات الکترونیکی را به عهده دارند.
در نتیجه تمامی سرویس‌های ارائه شده در آن‌ها باید دقیق، مطابق برنامه و بدون کوچکترین وقفه‌ای عمل نمایند، که جهت فراهم آوردن موارد زیر تعریف می‌شوند:
ذخیره سازی، مدیریت، پردازش و تبادل اطلاعات دیجیتال و هم‌چنین فراهم آوردن سرویس‌های کاربردی یا مدیریت جهت پردازش‌های اطلاعاتی.
امروزه اکثراً سازمان‌ها به راه‌اندازی مرکزداده اهمیت نداده و معمولا آن را تحت اتاق سرور(server room) پشتیبان می شناسند، ولی با توجه به پیشرفت تکنولوژی و عصراطلاعات ناگزیرند از فناوری اطلاعات استفاده کنند که این خود دلیل اهمیت پرداختن به موضوع مرکزداده است.
در واقع به محلی هستند برای:
1 ذخیره سازی
2 مدیریت و پردازش اطلاعات
3 ارائه سرویس‌های کلان اطلاعاتی
نیاز است که این سه مورد با رعایت سه شاخص بیان شوند:
1 توسعه پذیری
2 قابلیت امنیت و مدیریت
3 رعایت استانداردهای مربوطه
در عصر حاضر که اکثر فعالیت‌ها به صورت خودکار درآمده و فرآیندها و گردش اطلاعات به صورت مکانیزه انجام می‌شود و از سوی دیگر با پیشرفت تکنولوژی که موجب کاهش ابعاد، کاهش هزینه و افزایش قدرت محاسباتی رایانه‌ها شده است، تمایل استفاده هرچه بیشتر از آن افزایش یافته. این موضوع به همراه خود نیازمندی‌هایی را به همراه آورده است. از این دسته نیازمندی‌ها محافظت از سرمایه گزاری انجام شده و اطلاعات تولید شده توسط سیستم‌ها که گاهاً غیرقابل ارزش گذاری است.
راهکار، ایجاد محلی مناسب برای متمرکز نمودن کلیه فعالیت‌ها و محافظت از سرمایه گزاری انجام شده پاسخی به این نگرانی‌ها است. این محل بسته به بزرگی و کوچکی آن و نوع سرویسی که ارائه می‌دهد با نام های گوناگونی مانند اتاق کامپیوتر، مرکز کامپیوتر، سایت کامپیوتر، مرکز داده و… نامیده می‌شود. علی‌رغم نامگذاری‌های متفاوت تمام این مکان‌ها نیازمند برخورداری از یک سری قواعد و روش‌های تدوین شده خاص خود هستند. بوسیله این قواعد و مقررات بهره گیری مناسب از فضا، مکان، تجهیزات و کیفیت سرویس برآورده می‌گردد.
نیازمندی‌های یک مرکزداده
OnLine Stroage
NearLine Storage
OffLine Storage
Network infrastructure
Security system
Electrical Power
cooling analysis
Low-voltage cable routing
montoring
رندرفارم چیست؟
یکی از مشکلات و گرفتاری های بزرگ طراحان و رندرمن های دنیا، مواجه شدن با زمان رندرینگ و پردازش تصاویر است. در میان تعداد بسیار زیاد نرم افزارها و موتور های رندرینگ در دنیا، به جرات می توان گفت که همگی آن ها با یک سد بزرگ به نام زمان روبرو هستند.
این شرکت تلاش می‌کند تا با ارائه راهکارهای سخت افزاری و آموزشی این سد را از میان بردارد.
هر چه کیفیت رندر(Render) خروجی بالاتر و به واقعیت نزدیکتر باشد، زمان لازم برای دریافت فایل نهایی بالاتر رفته به گونه‌ای که در برخی از فایل‌ها این زمان به چندین روز خواهد رسید. افزایش زمان رندرینگ با استفاده از توابع و الگوریتم‌های انحصاری این نرم افزارها به شدت بالا خواهد رفت. این مسئله به عنوان یکی از دغدغه‌های اصلی کاربران این موتورهای رندرینگ (Render Engine)است، که با توجه به نبود سیستم‌های مناسب پردازش سه بعدی و رندرینگ، گاهی کیفیت فدای سرعت شده و با کاهش کیفیت، به ناچار زمان طولانی رندرینگ را کاهش می‌دهند.
در برخی از موارد نیز، متاسفانه هرچقدر کیفیت خروجی را پایین بیاورید باز هم نمی‌توانید عملیات رندر را به پایان برسانید و با فریز و خرابی (Crash) کردن سیستم مواجه خواهید شد. استفاده از توابع رندرینگ متنوع و پردازش نور و روشنایی مانند Vray Frame Buffer ,Global illuminatios (GI) ,AntiAliasing ,Indirect illumination ,Brute force ,irradiance map ,Global phon mapping ,ligh cache ,caustics ,DMC sampler به همراه تنظیمات صحنه و حجم مدل‌های موجود، تعداد نورهای درون صحنه و … همگی باعث افزایش زمان رندرینگ به طرز چشمگیری خواهند شد.
کارشناسان این شرکت راهکارهایی با توجه به آزمایش‌های انجام شده بر روی قطعات و بهره گیری از قوانین و آموخته‌های خود دارند، سریعترین و مقرون به صرفه ترین سیستم‌های مورد نیاز نرم افزار رندرینگ را تهیه کرده‌اند. این سیستم‌ها بر اساس نوع کاربری آن‌ها به دسته‌های زیر تقسیم خواهند شد:
سیستم‌های مخصوص رندرینگ ویژه معماران و طراحان دکوراسیون
این دسته از سیستم‌ها برای آن دسته از مهندسان معمار و طراحی تهیه شده است که نیاز به رندرهای (Render) تک فریم داشته و سرعت تست رندرآن‌ها می‌بایست بالا باشد. این دسته از سیستم‌ها دارای شرایط خاصی است، که تکرار عملیات رندر و تصحیح را بسیار آسان و سریع نموده تا بهترین نتیجه بدست آید.
رندرینگ و شبیه سازی
این دسته از سیستم‌ها انحصارا برای آن دسته از مهندسان و طراحانی آماده شده است که فقط تمرکز خود را بروی رندر پروژه های حجیم قرار داده اند و از پارامترهای Global Illuminations ,Caustics ,Ray Casting ,Radiosity ,Ray Tracing و یا Scan-Line Rendering با کیفیت تصویری بالا بهره خواهند برد.
سیستم برای ساخت انیمیشن، جلوه‌های ویژه و فیلم
این دسته از سیستم‌های برای آن دسته از عزیزانی تهیه شده است که علاوه بر فعالیت های سیستم‌های حرفه ای رندرینگ و شبیه سازی، تهیه تصاویر متحرک (انیمیشن) در مُد کارتون و یا واقعی (Real) را در برنامه کاری خود قرار داده اند. این دسته از سیستم‌های شامل WorkStation و Render Node و Render Server است.
انیمیشن و رندر
راهکار شرکت اِلکا برای آن دسته از شرکت‌ها که دارای پرسنل متعدد بوده و نیاز به سیستم‌های بیشتری برای رندرینگ و کار با مدل‌های سه بعدی سنگین دارند و هم‌چنین قیمت مناسب سیستم‌ها در اولیت خرید آن‌ها است، استفاده از سیستم‌های Client/Server Rendering بر پایه Node و XPD است.
پردازش گرافیکی GPGPU & GPU Computing
یکی از راهکارهای اِلکا برای پردازش موازی براساس پردازنده گرافیکی یا همان GPU Computing و یا پردازش موازی در زمینه شبیه سازی و محاسبات که به آن GPGPU یا General-purpose computing on graphics processing units استفاده از سیستم های پردازش GPU این شرکت است.
سیستم‌های فوق سریع رندرفارم
پيشرفت توان پردازش رايانه‌ها کمک‌های بزرگی در راستای تحقق تصورات و خلاقيت‌های بصری داشته، اما بال پرواز خيال انسان هميشه گامی جلوتر از توان معمول رايانه‌ها طلب کرده است. يکی از چالش‌های اصلی استوديوهای مختلف پويانمایی و جلوه‌های ويژه فراهم آوردن توان پردازش كافی براي نياز رو به رشد هنرمندان اين عرصه بوده و هست. راه حل اين مشکل، تقسيم کار بين چندين رايانه و انجام پردازش به صورت همزمان و موازی است. به عنوان مثال، در مجموعه سه‌گانه «ارباب حلقه‌ها» «Lord Of Rings» تعداد 3200 پردازنده به صورت موازی به مدت بيش از 6 سال به کار گرفته شد تا ساخت اين فيلم امکان پذير شود.
در استوديوهای پويا نمایی ايران نيز حرکت به سمت توليدات سه بعدی با کيفيت بالاتر و حجم بيشتر مشاهده می‌شود، اما محدوديت توان پردازش در استوديوها هنرمندان را با مشکل روبرو کرده است، زيرا استفاده از مدل‌هايی با جزييات بيشتر، پديد آوردن صحنه‌های غنی با عناصر زياد و يا استفاده از فناوری‌های نورپردازی واقع گرايانه زمان رندر را به شدت افزايش می‌دهد.
با توجه به اينکه برای توليد هر ثانيه انيميشن لازم است 25 فريم رندر شود، براي تهيه هر دقيقه انيميشن بايد 1500 فريم رندر شود. اگر زمان ميانگين رندر يک فريم را 5 دقيقه در نظر بگيريم، بالغ بر 7500 دقيقه يا به عبارتی 5 روز زمان پردازش لازم است. حال اگر پردازش اين انيميشن به يک رندر فارم با 10 گِره پردازشگر واگذار شود، کل عمليات رندر ظرف 12 ساعت يا نيمی از روز انجام خواهد شد. انجام عمليات رندر روی رندر فارم مزايای متعددی دارد كه از آن جمله می‌توان به موارد زير اشاره نمود:
كاهش زمان رندر پويانمایی‌ها و در نتيجه امكان توليد حجم بيشتری از پويانمایی بيكار بودن رايانه اَنيماتور در زمان رندر و امكان استفاده از آن و در نتيجه دستيابی به بهره‌وری بالاتر كوتاه شدن زمان چرخه «رندر – تصحيح – رندر» و در نتيجه امكان انجام تصحيحات بيشتر در زمان مشابه برای دستيابی به كيفيت بالاتر.
رندرفارم علاوه بر امکانات فوق، بستری با استانداردهای بالای آی تی (IT) فراهم می کند، اين بستر شامل شبکه پر سرعت و منبع ذخيره سازی مرکزی امن و سريع است. اين امکان برای استوديوهای کوچک قابلیت استفاده از مواردی مشابه امکانات آی تی يک استوديوی بزرگ را با دردسر بسيار کمتر فراهم می‌کند. به عنوان مثال وجود منبع ذخيره سازی مرکزی در استوديوها، دسترسی به فايل‌ها را بسيار آسان نموده، از مشکلات ناشی از متفرق بودن فايل‌ها و منابع ديگر جلوگيری می‌کند.
شما می‌توانید بر کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان شرکت در تماس باشید.
رایانش سریع یا HPC
پردازش موازی امروزه یکی از بهترین راهکارها برای استفاده بهینه از منابع و انجام محاسبات پیچیده است. رایانش سریع و محاسبات پیشرفته به هرگونه انجام محاسبات اتلاق می‌شود که برای هدف خود به بیش از یک کامپیوتر نیازمند باشد و یا به عبارتی بطور هم زمان از چندین کامپیوتر استفاده کند. ابرکامپیوترها و خوشه‌های کامپیوتری برای حل انبوهی از معادلات پیچیده بکار گرفته می‌شوند.
مزايای سيستم‌های ابررايانه
* نسبت هزينه به كارايی بسيار پايين
* سخت‌افزار و نرم‌افزار ارزان و دردسترس
* تعمير و نگهداری ساده
* قابليت توسعه سيستم متناسب با افزايش نياز
* امكان به روزرسانی سيستم
* زمان بالای در اختيار بودن و سرويس دهی سيستم
* کاهش زمان اجرا در شبيه سازی‌ها و حل مسائل کاربردی
* گسترش دامنه تحقيقات
* امکان حل مسائل بزرگتر و پيچيده‌تر
کاربرد رایانش سریع
* تحلیل و نگهداری داده‌ها
* شبیه سازی
* مدل سازی
* توسعه نرم افزارها
* مشاهده انبوه داده‌های به هم وابسته
* محاسبات سریع ریاضی
فناوری اچ پی سی (HPC)
* توسعه محصولات و طراحی مجدد آن‌ها
* بهینه سازی تولید و فرآیندهای آن
* تحلیل یا توسعه انبوه داده‌ها
* هدایت پروژه‌های تحقیقاتی گسترده
* ذخیره سازی حجم‌های بسیار زیاد داده برای تحلیل‌های بعدی
* برآیند سازی مصرف تولیدات، جستجو و الگوسازی
* تصویرسازی های کامپیوتری برای توضیح نتایج تحقیقاتی
* شبیه سازی و مدلسازی فرآیندهای پیچیده
علم محاسبات همراه با منابع محاسباتی و فناوری اچ پی سی (HPC) سه رکن اصلی برای همانند سازی تئوری‌ها و نظریه‌ها با نتایج آزمایشات عملی است. رایانش سریع قادر است با حجم بسیار عظیم داده‌ها کار کرده و با سرعت بسیار زیاد نتایج را تحلیل کند. این کار با استفاده از کامپیوترهای معمولی چندین ماه میتواند به طول بیانجامد در حالیکه با استفاده از کامپیوترهای پردازش موازی تنها در چند دقیقه یا ساعت قابل انجام است. بایستی توجه کرد که در بسیاری از موارد کامپیوترهای معمولی اصولاً برای انجام این قبیل محاسبات ناتوان هستند.
استفاده از HPC باعث صرفه جویی در هزینه و زمان می‌شود و این امکان را فراهم می‌سازد تا بدون استفاده از نمونه‌های ساخته شده آنچه را که میتواند در واقعیت اتفاق بیافتد را شبیه سازی کند و ببیند، تجزیه و تحلیل کند، نقاط ضعف و قوت را بسنجد، عیوب و اشتباهات را تصحیح کند، دوباره طراحی کرده و نتیجه کار را نیز ببیند.
این یک واقعیت مجازی (Virtual Reality) است که همه بضاعت علمی انسان امروز را در قالب یک نرم افزار که آن هم خود ابداع انسان است جمع آوری می‌کند. این نرم افزارها با میلیون‌ها و حتی میلیاردها محاسبه که بر روی داده‌ها انجام می‌دهند و همه نتایج اولیه را مجدداً و میلیون‌ها بار مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌دهند قادر هستند تا یک نتیجه نهایی را به عنوان خروجی در اختیار ما قرار دهند. مسلماً این همه عملیات محاسباتی خارج از قدرت ذهن انسان است اما راه حل وجود دارد و آن هم سیستم‌های پیشرفته کامپیوتری، ابر کامپیوترها (Super Computers) یا همان سیستم‌های مبتنی بر پردازش داده موازی (HPC) است.
برخی از مثال های متنوع قابلیت‌های رایانش سریع عبارت است از دینامیک سیالات محاسباتی، عملیات نفتی، شبیه سازی تست تصادف خودرو، دینامیک جریان هوا بر روی بال هواپیما، ذخیره سازی اطلاعات، انیمیشن های گرافیکی، تصویرسازی و مدل سازی بازسازی چهره.
در زمينه های فيزيک، شيمی، کوانتوم و الکترومغناطيس نرم‌افزارهای کاربردی متنوعی وجود دارند كه به علت سنگين بودن محاسبات، نياز به پردازش موازی را احساس کرده اند. همين امر سبب گرديده است که شرکت‌های ارائه دهنده نرم افزار در زمينه‌های ذکر شده اقدام به توليد نسخه راهکارهای موازی برای برنامه های کاربردی خود نمايند، تا بتوانند جوابگوی نياز پردازشی کاربران خود باشند.
خدمات پردازش موازی
* ارائه راهکار های قدرتمند و سريع برای محاسبات فيزيک، شيمی، کوانتوم و الکترو مغناطيس
* کاهش زمان اجرای برنامه های کاربردی نظير (Gaussian , GAMESS , Quantum Espresso)
* امکان افزايش تعداد تکرارها
* کاهش زمان اجرای هر تکرار
* گسترش دامنه مسائل
* توانايی اجرای مختلف همزمان
کارایی پردازش موازی در مشاغل
* مکانيک سيالات CFD
* هواشناسی(پيش‌بينی وضع هوا)
* داروسازی و پزشكی
* فيزيك هسته‌ای
* شيمی و محاسبات ملكولی
* سيستم‌های بلادرنگ (مثل شبيه‌سازی بلادرنگ شبكه‌های سراسری برق)
* رياضيات كاربردی (مانند حل معادلات پيچيده و سنگين)
* زمين‌شناسی و پيش‌بينی زلزله (مسائل مربوط به كشف چاه‌های نفت و گاز)
* پليمر و پتروشيمی (ساخت مواد استراتژيك جديد)
* مكانيك و رباتيك
* هوش مصنوعی
* مهندسی پزشكی
ليست نرم افزارهای کاربردی در زمينه های فيزيک، شيمی ، کوانتوم و الکترومغناطيس با قابليت اجرای سريع در ادامه آورده می‌شود:
* Gaussian
* GAMESS
* Firefly
* Quantum Espresso
* NWChem
* Material Studio
* Monte Carlo
* XFdtd
مکانيک سيالات CFD
تعداد زيادی از نرم افزارهای كاربردی معروف در اين زمينه قابليت موازی سازی را دارند، به همين دليل به جرات می‌توان به اين نکته اشاره کرد که بيشترين کاربرد راهکارهای سيستم‌های پردازش سريع در زمينه محاسبات مکانيک سيالات می‌باشند. امکانات ويژه ای براي سيستم‌های مورد نياز جهت محاسبات مکانيک سيالات (Computational Fluid Dynamics) فراهم آورده شده است که میتواند راه گشای مراکز تحقيقاتی، دانشگاهی و صنعتی مرتبط باشد.
خدمات قابل ارائه
* ارائه راهکارهای قدرتمند و سريع برای محاسبات ديناميک سيالات (CFD)
* کاهش زمان اجرای برنامه های کاربردی نظير (Fluent , STAR-CD, OpenFoam)
* امکان افزايش تعداد تکرارها
* کاهش زمان اجرای هر تکرار
* گسترش Grid مسايل CFD
* توانائی اجرای مختلف همزمان
نرم افزارهای مکانیک سیالات
• FLUENT
• STAR-CD
• GT-SUITE
• CFX
• OpenFOAM
• CFD++
• MoldFlow
• Gerris
• AcuSolve
• CFL3D
• Fire
• Flow3D
• Flowvision
• GASP
• Gridpro
• KIVA
• NEWT
• Overflow-D
• Pointwise
• PowerFlow
• TECPLOT
• TGrid
• Vectis
نفت و گاز
اکتشاف و توليد هيدروکربن‌ها همانند راهکار ساير بخش‌های صنعت، در محيطی بسيار پرچالش پيش می‌رود. چالش‌های جديد شامل ريسک بالا، عمليات پيچيده و منابع رو به کاهش است. کليد مقابله با چالش‌های محيطی کنونی، اجرای عمليات پيچيده و سريع است. در چنين محيط رو به رشد و در فضايی اقتصادی و سياسی، تنها خلاق بودن کافی به نظر نمی‌‍رسد. علاوه برآن بايد سريع عمل کرد.
در زمينه‌های منابع زيرزمينی نظير نفت و گاز نرم‌افزارهای کاربردی متنوعی وجود دارند كه به علت سنگين بودن راهکارهای محاسبات، نياز به پردازش موازی را احساس کرده‌اند. همين امر سبب گرديده است که شرکت‌های ارائه دهنده نرم افزار در زمينه‌های ذکر شده اقدام به توليد نسخه موازی برای برنامه های کاربردی خود نمايند، تا بتوانند جوابگوی نياز پردازشی کاربران خود باشند. اما نکته اينجاست که اجرای موازی اين نرم افزارها نيازمند بستر پردازشی موازی است که به گونه‌ای هوشمندانه مديريت شده و يکپارچه سازی شده باشد.
دیگر کاربردها
* ارائه راهکار قدرتمند و سريع برای اکتشاف مخازن، استخراج، مدل سازی اقتصادی و شيمی مولکولی
* کاهش زمان اجرای برنامه های کاربردی نظير (Eclipse , HYSYS , GEM)
* امکان حل معادلات پيچيده مدل حالت شبيه سازی مخازن
* امکان شبيه سازی انواع مختلف تركيبات پيچيده نفت
* کاهش زمان اجرای شبيه سازی‌ها
* گسترش دامنه مسائل
* توانايی اجرای مختلف همزمان