مشروع بلو جين (Blue Gene) من شركة IBM

كان مشروع بلو جين (Blue Gene) مبادرة طموحة من شركة IBM تهدف إلى تصميم حواسيب فائقة القدرة يمكنها الوصول إلى سرعات تشغيل في نطاق بيتا فلوبس (PFLOPS)، مع الحفاظ على استهلاك منخفض نسبياً للطاقة. وقد أثمر هذا المشروع عن ثلاثة أجيال من الحواسيب الفائقة: Blue Gene/L، وBlue Gene/P، وBlue Gene/Q.

تاريخ وتطور المشروع

في ديسمبر 1999، أعلنت IBM عن مبادرة بحثية بقيمة 100 مليون دولار أمريكية لمدة خمس سنوات لبناء حاسوب متوازٍ بشكل هائل، مخصص لدراسة الظواهر الجزيئية الحيوية مثل طي البروتين. قاد هذا الجهد فريق متعدد التخصصات في مركز أبحاث T. J. Watson التابع لشركة IBM.

الأهداف الرئيسية للمشروع

• تعزيز فهم الآليات الكامنة وراء طي البروتين من خلال المحاكاة واسعة النطاق.
• استكشاف أفكار جديدة في بنية الآلات المتوازية بشكل هائل والبرمجيات المرتبطة بها.
• تحقيق أهداف الأداء بتكلفة معقولة من خلال ابتكارات في هندسة النظام.

اعتمد التصميم الأولي على بنية Cyclops64، بينما تطور مسار آخر نحو بنية QCDOC التي أصبحت لاحقاً Blue Gene/L (حيث يرمز حرف L إلى Light). استمر تطوير التصميم الأصلي تحت اسم Blue Gene/C ثم Cyclops64.

الإنجازات والأرقام القياسية

في نوفمبر 2004، حقق نظام مكون من 16 رفاً المركز الأول في قائمة TOP500، بأداء بلغ 70.72 تيرا فلوبس، متجاوزاً بذلك محاكي الأرض (Earth Simulator) التابع لشركة NEC. وتوسع النظام في مختبر لورنس ليفرمور الوطني (LLNL) ليصل إلى 104 رفوف، محققاً أداءً ذروياً بلغ 596 تيرا فلوبس، وظل في المركز الأول لمدة 3.5 سنوات.

مميزات تقنية فريدة

تميز نظام Blue Gene/L بعدة جوانب تقنية جعلته فريداً في وقته:

• كفاءة الطاقة: المقايضة بين سرعة المعالجات الفردية واستهلاك الطاقة المنخفض، باستخدام نوى PowerPC مدمجة ذات تردد منخفض.
• وضعيات التشغيل: توفير وضعين للمعالجات في كل عقدة: وضع المعالج المساعد (حيث يتولى أحد المعالجات الحسابات والآخر الاتصالات) ووضع العقدة الافتراضية (حيث يعمل كلاهما على تشغيل كود المستخدم).
• تصميم النظام على شريحة (SoC): دمج الوظائف الأساسية في شريحة واحدة لتقليل التأخير وزيادة الكفاءة.

تسمية المشروع

اشتق اسم Blue Gene من الغرض الأصلي للمشروع وهو مساعدة علماء الأحياء في فهم عمليات طي البروتين وتطور الجينات. أما كلمة "Blue" فهي علامة تجارية تقليدية تستخدمها IBM في العديد من منتجاتها. تطور المشروع لاحقاً إلى إصدارات P (المصممة لمقياس البيتا) و Q (التي تلت P أبجدياً).