الحاسبات فائقة السرعة

فى مقال الأسبوع الماضى تكلمنا عن بعض أخطار التكنولوجيا، وأقول «بعض» لأننا تكلمنا فى نقطة واحدة مهمة من وجهة نظر مستخدم التكنولوجيا وهى معلوماته الشخصية والمشاكل التى قد تترتب على وقوعها فى أيدى من لا نأمن شره. المقال أثار بعض المخاوف عند البعض وأثار حفيظة البعض الآخر باعتبار أننا يجب أن نشجع الناس على استخدام التكنولوجيا فى جميع مناحى الحياة لا أن نخيفهم منها. الغرض من المقال السابق هو جعل المستخدم على علم بالأخطار كما هو على علم بالمنافع مثلما نجد على علب الأدوية من تحذير من الآثار الجانبية للدواء وتحذيرات من سوء الاستخدام مثل الجرعة الزائدة وما شابه. لا نقول لا تستخدم التكنولوجيا، ولكن نقول لا تستخدمها «بغشومية»، هذا كل ما فى الأمر. مثلاً عندما نريد شحن التليفون المحمول فى المطار ونوصله ببوابات الشحن (USB) فيجب أن نعلم أنها قد تسرق بعض المعلومات من التليفون ما لم نضع ما يسمى «مانع البيانات» أو (data blocker) وهى قطعة بلاستيكية صغيرة توضع على كابل التليفون، هذا مثال على التوعية التى نريد أن يعلمها المستخدم العادى.
حيث إننا مازلنا فى معرض حديثنا عن التكنولوجيا كما أن حديثنا عن أخطارها لم ينته بعد فمقال اليوم هو عن التكنولوجيا أيضاً لكن عن فرع منها هو الحاسبات فائقة السرعة (High Performance Computing) ومراكز البيانات (Data Centers) وهما عماد الحاسبات السحابية (Cloud Computing) كالتى تم افتتاحها مؤخرها فى مصر.
...
لنبدأ بتعريف الفروق بين العبارات الثلاث. عندما نذكر كلمة «السحاب» فى سياق الحاسبات فإننا نعنى الإنترنت فى أغلب الأحيان. إذا الحاسبات السحابية هى حاسبات يمكنك استخدامها عن طريق الإنترنت، أى أنها ليست فى بيتك. يمكنك الوصول لتلك الحاسبات سواء عن طريق برمجيات معينة على جهازك (سواء لابتوب أو تابلت أو تليفون محمول) أو عن طريق لوحة مفاتيح وشاشة (يسمونها terminal) متصلين بجهاز متصل بالانترنت. أهمية الحاسبات السحابية أنك كمستخدم (سواء الشخص أو الشركة أو الوزارة) لا تحتاج أن تبتاع جهاز كمبيوتر غالى الثمن وتتولى أمر صيانته وتغييره عندما يصبح قديما. هذا كله سيتم عن طريق من يمتلك تلك الحاسبات السحابية، أنت فقط ستدفع ثمن خدمة استخدامها. من أوضح الأمثلة على استخدام الحاسبات السحابية التسوق الإلكترونى، فعندما تشترى شيئا عن طريق الإنترنت فأنت تتحدث مع حواسب عملاقة عن طريقها، ونفس الشىء عندما تستخدم منصات التواصل الاجتماعى أو عندما تطلب خدمة حكومية ما مثل الاستعلام عن المخالفات المرورية.
نأتى الآن لتلك الحاسبات العملاقة التى نسميها الحواسب السحابية: ما هى؟
...
نحن نتكلم عن حاسبات عملاقة أكبر بكثير من جهاز الكمبيوتر الذى تحمله، وهى غالية الثمن جداً، لماذا يحتاج العالم لتلك الأجهزة برغم ارتفاع ثمنها وثمن برمجتها وثمن صيانتها؟ لسببين:
الحاجة إلى خدمة عدد كبير من المستخدمين فى وقت واحد
الحاجة إلى تحليل كم ضخم جدا من المعلومات فى وقت قصير
لهذين السببين عندنا تصميمان لتلك الحاسبات العملاقة، لخدمة عدد كبير من المستخدمين نحتاج إلى حاسبات عملاقة تسمى مراكز المعلومات (data centers). أما تحليل البيانات الضخمة فى وقت قصير فنحتاج إلى حاسبات فائقة السرعة (high-performance computers) وفى بعض الأماكن يسمونها السوبر كمبيوتر. النوعان بهما الكثير من التشابه لكنه ليس تطابقا تاما. من أجل هذا التشابه فإنه يمكن امتلاك أحدهما وجعله يقوم بالمهمتين.
...
هذه الحاسبات العملاقة أيا كان نوعها تشترك فى عدة صفات يجب أن تتوافر حتى تقوم بعملها على أكمل وجه:
السرعة: لأنها تخدم الكثير من المستخدمين وإذا كانت السرعة بطيئة فسيتضرر المستخدمون.
استهلاك طاقة متوازن: العالم كله يواجه مشكلة طاقة، وتلك الحاسبات العملاقة تستهلك طاقة كبيرة (فى 2022 تلك الأجهزة استهلكت حوالى واحد وثلاثة من عشرة فى المائة من الطاقة المتولدة عالميا) وهذا ضار بالبيئة وضار بميزانية صيانة وتشغيل تلك الحاسبات، لذلك تتنافس الشركات الكبرى المتخصصة فى تصميم الحاسبات فيما بينها فى تقليل استهلاك الطاقة لتلك الحاسبات مع بقاء سرعتها الكبيرة.
العمل بدون توقف: لا أحد يحب أن يسمع عبارة «السيستم واقع»، وحيث إن تلك الحاسبات مصممة لخدمة عدد كبير من المستخدمين سواء أفراد أو شركات أو وزارات فإن توقفها عن العمل ولو لفترة قصيرة قد يسبب ضررا كبيرا. تصميم الحاسبات بحيث تقل الأعطال فيها إلى حد كبير هو تخصص كبير فى هندسة الحاسبات. من الطرق المستخدمة وجود حاسبات بديلة تعمل فور توقف بعض الحاسبات الأساسية عن العمل لسبب أو لآخر، ووجود عدة نسخ من المعلومات والبيانات موزعة فى أماكن جغرافية مختلفة حتى إذا فُقدت نسخة من أحد الأماكن فإن النسخ الأخرى تحل محلها، وهناك تصميمات تستخدم الذكاء الاصطناعى للتنبؤ بالأعطال قبل حدوثها للبدء فى اتخاذ بعض الإجراءات الاحترازية إلخ.
التأمين: وهذه النقطة لها علاقة بالمقال السابق، تأمين المعلومات هو تخصص آخر من تخصصات هندسة وعلوم الحاسب فى غاية الأهمية وهو غير تشفير المعلومات. التأمين هو جعل مهمة من يريد الحصول على البيانات من تلك الحاسبات العملاقة بدون وجه حق شبه مستحيلة. أما التشفير فإنه لو حصل على تلك المعلومات فلن يستطيع قراءتها.
نحن فى العصر الذهبى للحاسبات الآن ويجب ألا يفوتنا هذا التخصص الهام فى بلادنا.
...
عالم الحاسبات سواء من حيث تصميم الحاسبات أو من حيث البرمجيات يدور فى فلك بعض التخصصات المهمة:
تصميم الحاسبات
إنترنت الأشياء
برمجيات الذكاء الاصطناعى
برمجيات نظم المحاكاة وهى تستخدم فى الأبحاث العلمية والطبية
من أجل ذلك فنحن نحتاج إلى عدة جيوش: جيش متخصص فى تصميم الحاسبات نفسها بما فيها رقائق الكمبيوتر (وقد تحدثنا عن ذلك باستفاضة فى مقالات سابقة)، وجيش متخصص فى برمجيات الذكاء الاصطناعى ونظرياتها وتطبيقاتها (كما تكلمنا أيضا فى مقالات سابقة)، وجيش ثالث من المبرمجين لكتابة برمجيات لتلك الأجهزة العملاقة وهى نوعية من البرمجة تختلف كثيراً عن البرمجة العادية التى يتم تدريسها فى أغلب الجامعات (وقد تحدثنا عن تلك النقطة فى مقال واحد من قبل)، وهذه النوعية من البرمجة هى المستقبل.
آن الأوان أن تتعاون كليات الهندسة عندنا مع كليات الحاسبات، هذا وقت تعاون وليس وقت تنافس إذا أردنا أن يكون لنا دور فى صنع وتطوير التكنولوجيا وليس فقط استخدامها.