/  راهکارها
راهکار datacenter دیتا سنتر

دیتاسنتر چیست؟

امروزه با رشد نیازهای کاربران به سرویس های مختلف، مراکز داده جهت در برگرفتن تجهیزات، راهکار اطلاعاتی و برنامه های کاربردی حساس در فضایی کاملاٌ مطمئن و دارای قابلیت گسترش طراحی شده اند. بر طبق تعریف ارائه شده از جانب سیاست انرژی تجدید شدنی، مراکز داده متشکل از اجزای ضروری زیرساختی هستند که کار پشتیبانی از اینترنت و تجارت الکترونیکی و بخش های ارتباطات الکترونیکی را به عهده دارند و در نتیجه تمامی سرویس های ارائه شده در آن ها باید دقیق، مطابق برنامه و بدون کوچکترین وقفه ای عمل نمایند، که جهت فراهم آوردن موارد زیر تعریف می شوند:

ذخیره سازی، مدیریت، پردازش و تبادل اطلاعات دیجیتال و همچنین فراهم آوردن سرویس های کاربردی یا مدیریت جهت پردازش های اطلاعاتی.

امروزه اکثراً سازمان ها به راه اندازی مرکز داده 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 مرکز داده می باشد.

در واقع به محلی هستند برای:

1   ذخیره سازی

2   مدیریت و پردازش اطلاعات

3  ارائه سرویس های 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 فعالیت ها به صورت خودکار درآمده و فرآیندها و گردش اطلاعات به صورت مکانیزه انجام می شود و از سوی دیگر با پیشرفت تکنولوژی که موجب کاهش ابعاد، کاهش هزینه و افزایش قدرت محاسباتی رایانه ها شده است، تمایل استفاده هرچه بیشتر از آن افزایش یافته. این موضوع به همراه خود نیازمندی هایی را به همراه آورده است. از این دسته نیازمندی ها محافظت از سرمایه گزاری انجام شده و اطلاعات تولید شده توسط سیستم ها که گاهاً غیرقابل ارزش گزاری می باشند است.

راهکار، ایجاد محلی مناسب برای متمرکز نمودن کلیه فعالیت ها و محافظت از سرمایه گزاری انجام شده پاسخی به این نگرانی ها می باشد. این محل بسته به بزرگی و کوچکی آن و نوع سرویسی که ارائه می دهد با نام های گوناگونی مانند اتاق کامپیوتر، مرکز کامپیوتر، سایت کامپیوتر، مرکز داده و… نامیده می شود. علیرغم نامگذاری های متفاوت تمام این مکان ها نیازمند برخورداری از یک سری قواعد و روش های تدوین شده خاص خود می باشند. بوسیله این قواعد و مقررات بهره گیری مناسب از فضا، مکان، تجهیزات و کیفیت سرویس برآورده می گردد.

نیازمندی های یک مرکز داده

Server

OnLine Stroage

NearLine Storage

OffLine Storage

Network infrastructure

Security system

Electrical Power

cooling analysis

Low-voltage cable routing

montoring

render farm رندرفارم

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 می کند تا با ارائه راهکار های سخت افزاری و آموزشی این سد را از میان بردارد.

هر چه کیفیت Render خروجی بالاتر و به واقعیت نزدیکتر باشد، زمان لازم برای دریافت فایل نهایی بالاتر رفته به گونه ای که در برخی از فایل ها این زمان به چندین روز خواهد رسید. افزایش زمان رندرینگ با استفاده از توابع و الگوریتم های انحصاری این نرم افزارها به شدت بالا خواهد رفت. این مسئله به عنوان یکی از دغدغه های اصلی کاربران این مورتوهای رندرینگ (Render Engine) می باشد که با توجه به نبود سیستم های مناسب پردازش سه بعدی و رندرینگ، گاهی کیفیت فدای سرعت شده و با کاهش کیفیت، به ناچار زمان طولانی رندرینگ را کاهش می دهند.

در برخی از موارد نیز، متاسفانه هرچقدر کیفیت خروجی را پایین بیاورید باز هم نمی توانید عملیات Render را به پایان برسانید و با 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 مدل های موجود، تعداد نورهای درون صحنه و … همگی باعث افزایش زمان رندرینگ به طرز چشمگیری خواهند شد.

کارشناسان این شرکت راهکارهایی با توجه به آزمایش های انجام شده بر روی قطعات و بهره گیری از قوانین و آموخته های خود دارند، سریعترین و مقرون به صرفه ترین سیستم های مورد نیاز نرم افزار رندرینگ را تهیه کرده اند. این سیستم ها بر اساس نوع کاربری آن ها به دسته های زیر تقسیم خواهند شد:

سیستم های مخصوص رندرینگ تک فریم و انیمیشن های کوچک ویژه معماران و طراحان دکوراسیون داخلی و خارجی، مدل سازان، شبیه سازان رایانه ای و پردازش تصویر

این دسته از سیستم ها برای آن دسته از مهندسان معمار و طراحی تهیه شده است که نیاز به رندر (Render) های تک فریم داشته و سرعت تست رندر (Render) آن ها می بایست بالا باشد. این دسته از سیستم ها دارای شرایط خاصی می باشد که تکرار عملیات رندر (Render) و تصحیح را بسیار آسان و سریع نموده تا بهترین نتیجه بدست آید.

سیستم های حرفه ای رندرینگ و شبیه سازی

این دسته از سیستم ها انحصاراٌ 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 های مخصوص برای ساخت انیمیشن، جلوه های ویژه و فیلم

این دسته از سیستم های برای آن دسته از عزیزانی تهیه شده است که علاوه بر فعالیت های سیستم های 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 از سیستم های شامل WorkStation ها و Render Node ها و Render Server ها می باشد.

سیستم های مخصوص انیمیشن و رندر (Render) برای شرکت ها و سازمان ها

راهکار شرکت اِلکا برای آن دسته از شرکت ها که دارای پرسنل متعدد بوده و نیاز به سیستم های بیشتری برای رندرینگ و کار با مدل های سه بعدی سنگین دارند و همچنین قیمت مناسب سیستم ها در اولیت خرید آنها می باشد استفاده از سیستم های Client/Server Rendering بر پایه Node و XPD می باشد.

سیستم های پردازش گرافیکی GPGPU & GPU Computing

یکی از راهکار های اِلکا برای پردازش موازی بر اساس 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 می باشد.

سیستم های فوق سریع Render Farm

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 چالش‌هاي اصلی استوديوهای مختلف پويانمایی و جلوه‌های ويژه فراهم آوردن توان پردازش كافی براي نياز رو به رشد هنرمندان اين عرصه بوده و می باشد. راه‌حل اين مشکل، تقسيم کار بين چندين رايانه و انجام پردازش به صورت همزمان و موازيست. 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 امکان‌پذير شود.

در استوديوهای پويانمایی ايران نيز حرکت به سمت توليدات سه‌ بعدی با کيفيت بالاتر و حجم بيشتر مشاهده می شود، 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 فناوری های نورپردازی واقع‌ گرايانه زمان رندر را به شدت افزايش می دهد.

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 می توان به موارد زير اشاره نمود:

كاهش زمان رندر پويانمایی ها 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 IT فراهم می کند، اين بستر شامل شبکه پر سرعت و منبع ذخيره‌سازی مرکزی امن و سريع است. اين امکان برای استوديو های کوچک قابلیت استفاده از مواردی مشابه امکانات IT يک استوديوی بزرگ را با دردسر بسيار کمتر فراهم می کند. به عنوان مثال وجود منبع ذخيره‌سازی مرکزی در استوديوها، دسترسی به فايل‌ها را بسيار آسان نموده، از مشکلات ناشی از متفرق بودن فايل‌ها و منابع ديگر جلوگيری می کند.

شما می توانید بر کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان شرکت در تماس باشید.

سرور HPC

رایانش سریع یا HPC

پردازش موازی امروزه یکی از بهترین راهکارها برای استفاده بهینه از منابع و انجام محاسبات پیچیده می باشد. رایانش سریع و محاسبات پیشرفته به هرگونه انجام محاسبات اتلاق می شود که برای هدف خود به بیش از یک کامپیوتر نیازمند باشد و یا به عبارتی بطور هم زمان از چندین کامپیوتر استفاده کند. ابر کامپیوترها و خوشه های کامپیوتری برای حل انبوهی از معادلات پیچیده بکار گرفته می شوند.

مزايای سيستم‌های ابررايانه را كه عامل اصلی رشد سريع آنها نيز می باشد می توان به شرح زير ليست نمود

* 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 سرويس‌دهی سيستم
* کاهش زمان اجرا در شبيه سازی ها و حل مسائل کاربردی
* گسترش دامنه تحقيقات
* امکان حل مسائل بزرگتر و پيچيده تر

کاربرد های اصلی رایانش سریع

* تحلیل و نگهداری داده ها
* شبیه سازی
* مدل سازی
* توسعه نرم افزارها
* مشاهده انبوه داده های به هم وابسته
* محاسبات سریع ریاضی

HPC برای منظورهای زیر بکار گرفته می شود

* توسعه محصولات و طراحی مجدد آن ها
* بهینه سازی تولید و فرآیندهای آن
* تحلیل یا توسعه انبوه داده ها
* هدایت پروژه های تحقیقاتی گسترده
* ذخیره سازی حجم های بسیار زیاد داده برای تحلیل های بعدی
* برآیندسازی 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 HPC سه رکن اصلی برای همانند سازی تئوری ها و نظریه ها با نتایج آزمایشات عملی می باشند. HPC قادر است با حجم بسیار عظیم داده ها کار کرده و با سرعت بسیار زیاد نتایج را تحلیل کند. این کار با استفاده از کامپیوتر های معمولی چندین ماه می تواند به طول بیانجامد در حالیکه با استفاده از کامپیوتر های HPC 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 می شود و این امکان را فراهم می سازد تا بدون استفاده از نمونه های ساخته شده آنچه را که می تواند 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 می کند. این نرم افزار ها با میلیون ها و حتی میلیارد ها محاسبه که بر روی داده ها انجام می دهند و همه نتایج اولیه را مجدداً و میلیون ها بار مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهند 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 سیستم های پیشرفته کامپیوتری، ابر کامپیوتر ها (Super Computers) یا همان سیستم های مبتنی بر پردازش داده موازی HPC است.

برخی از مثال های متنوع قابلیت های HPC 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 مدلسازی 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 شرکت های ارائه دهنده نرم افزار در زمينه های ذکر شده اقدام به توليد نسخه راهکارهای موازی برای برنامه های کاربردی خود نمايند، تا بتوانند جوابگوی نياز پردازشی کاربران خود باشند.

پاره ای از خدمات قابل ارائه به شرح ذیل می باشد

* 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

برخی از صنایع که نیاز به HPC دارند شامل موارد زیر میشوند :

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 – Computational Fluid Dynamics

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 راهکار های سيستم های پردازش سريع در زمينه محاسبات مکانيک سيالات میباشند . امکانات ويژه ای براي سيستم های مورد نياز جهت محاسبات مکانيک سيالات فراهم آورده شده است که میتواند راه گشای مراکز تحقيقاتی ، دانشگاهی و صنعتی مرتبط باشد.

پاره ای از خدماتی که امکان ارائه آنها وجود دارد به شرح زير میباشد:

* ارائه راهکار های قدرتمند و سريع براي محاسبات ديناميک سيالات (CFD)
* کاهش زمان اجرای برنامه های کاربردی نظير (Fluent , STAR-CD, OpenFoam)
* امکان افزايش تعداد تکرارها
* کاهش زمان اجراي هر تکرار
* گسترش Grid مسايل CFD
* توانائی اجرای مختلف همزمان

ليست نرم افزارهای کاربردی زمينه CFD شامل موارد زیر می شود:

• 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 میباشد . 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 نمی رسد . علاوه بر آن بايد سريع عمل کرد.

در زمينه های منابع زير زمينی نظير نفت و گاز نرم‌افزارهای کاربردی متنوعی وجود دارند كه به علت سنگين بودن راهکار های محاسبات ، نياز به پردازش موازی را احساس کرده اند . همين امر سبب گرديده است که شرکت های ارائه دهنده نرم افزار در زمينه های 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 گونه ای هوشمندانه مديريت شده و يکپارچه سازی شده باشد.

پاره ای از خدماتی که امکان ارائه آنها وجود دارد به شرح زير می باشد:

* ارائه راهکار قدرتمند و سريع برای اکتشاف مخازن ، استخراج ، مدل‌سازی اقتصادی و شيمی مولکولی
* کاهش زمان اجرای برنامه های کاربردی نظير (Eclipse , HYSYS , GEM)
* امکان حل معادلات پيچيده مدل حالت شبيه‌سازی مخازن
* امکان شبيه‌سازی انواع مختلف تركيبات پيچيده نفت
* کاهش زمان اجرای شبيه سازی ها
* گسترش دامنه مسائل
* توانايی اجرای مختلف همزمان