مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوری فصلنامه فناوری اطلاعات و ارتباطات ایران 2717-0411 14 51 2021 9 13 High Performance Computing: Next Generation Requirements and Research Axes رایانش با کارایی بالا: الزامات، نیازمندی‏های نسل‏های آتی و محورهای تحقیقاتی 209 230 fa احسان آریانیان مرکز تحقیقات مخابرات ایران محمدمهدي اثني عشري دانشگاه صنعتي اميركبير فاطمه احسانی بشلی دانشگاه خواجه نصير شقایق سادات حسینی بیان دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي مسعود ده یادگاری خواجه نصیرالدین طوسی بهنام صمدی دانشگاه خواجه نصيرالدين طوسي 2021 6 19 Nowadays, increasing the processing power of supercomputers is a worldwide race. This race, signifies the importance of supercomputers in the current era. They are engines of improving technology in almost all scientific areas, such as computational biology, earth sciences, cosmology, fluid dynamics, and plasma modeling, to name a few. Next generation of supercomputers can be divided into two broad categories: 1) emerging technologies such as neuromorphic and quantum computing and 2) Exascala computing. Emerging technologies will be the future of supercomputing, however, not in a very recent future. Therefore, in this paper, we have focused on Exascale computing, and have tried to provide a comprehensive overview of the main requirements for this technology to be achieved and become available. Requirements have been overviewed from different aspects; hardware, software, artificial intelligence, and cloud computing. In addition, we have attempted to provide a complete taxonomy of hot research topics within this area. حرکت فعلی جهان در جهت هرچه توانمندتر کردن سامانه‏های رایانش با کارایی بالا، نشان‏دهنده نیاز روزافزون به این فناوری است. بدیهی است که هرچه این نیاز افزایش یابد، این سامانه‏ها نیز لازم است که توانمندتر شوند تا بتوانند فعالیت‏های بیشتر و سنگین‏تری را اجرا نمایند. در یک نگاه کلان‏نگر، نسل‏های آتی رایانش با کارایی بالا در دو دسته کلی قرار می‏گیرند؛ نسل‏های رایانشی مبتنی بر فناوری‏های نوظهور نظیر نورومورفیک و کوآنتوم و نسل‏های رایانشی مرسوم که به سمت Exascale در حال حرکت هستند. با توجه به اینکه در آینده نزدیک، احتمال عملیاتی شدن کامل و استفاده در مقیاس وسیع از فناوری‏های نوظهور پایین است، در این مقاله، تمرکز بر نسل‏های رایانشی مرسوم قرار گرفته و سعی شده است الزامات و نیازمندی‏های آنها از جنبه‏های سخت‏افزاری و نرم‏افزاری مورد بررسی قرار گیرند. همچنین، فناوری‏های هوش مصنوعی و رایانش ابری به عنوان موتورهای محرکه رایانش با کارایی بالا در جهان مورد بررسی قرار گرفته‏اند تا تاثیر متقابل آنها بر رایانش با کارایی بالا مشخص گردد. در نهایت، موضوعات و محورهای تحقیقاتی در سطح جهان که مورد توجه هستند بررسی و تدوین شده است. رایانش با کارایی بالا، محاسبات Exascale، آینده پژوهی، معماری‏های سخت‏افزاری، معماری‏های نرم‏افزاری http://jour.aicti.ir/fa/Article/Download/39261