سرور پردازش سریع ابری: کلید نوآوری در انرژی

نقش سرور پردازش سریع ابری در صنعت انرژی بسیار مهم و اساسی است. با کمک این فناوری می‌توان معادن مختلف را شناسایی کرد، راه‌های نفوذ به آن‌ها را شبیه‌سازی کرد و دستیارهای هوشمندی برای حفاری آن‌ها ساخت. این فناوری می‌تواند دوشادوش محققان و متخصصان حرکت کند و به بهبود سرعت و کیفیت نتایج اکتشافاتشان بیانجامد. در این مقاله به بررسی کاربرد سرور پردازش سریع ابری در صنعت انرژی می‌پردازیم. با ابر فردوسی همراه باشید تا با مزایای استفاده از سرور پردازش سریع ابری در صنعت انرژی آشنا شویم.

فهرست مطالب

• کاربرد سرور پردازش سریع ابری در صنعت انرژی
• مزایای استفاده از سرور پردازش سریع ابری در صنعت انرژی
• چه شرکت‌‌هایی از سرور پردازش سریع ابری در صنعت انرژی استفاده می‌کنند؟
• سرور پردازش سریع ابری مناسب صنعت انرژی
• نرم افزارهای کاربردی صنعت انرژی مناسب پردازش سریع
• استفاده از سرورهای پردازش سریع ابری در ابر فردوسی

کاربرد سرور پردازش سریع ابری در صنعت انرژی

در پشت صحنه اکثر پروژه‌های بزرگ هوش مصنوعی، اینترنت اشیا، شبیه‌سازی‌ها و… مجموعه بزرگی از سرورها قرار دارند که اصطلاحا به آن سرور پردازش سریع یا HPC می‌گویند.

حال اگر این سرورها به شکل ابری و از راه دور در دسترس کاربران قرار بگیرند، سرور پردازش سریع ابری یا HPC Cloud نام دارد. به‌طور کلی HPC Cloud قادر به تامین حجم عظیمی از منابع مورد نیاز صنایع، علی‌الخصوص صنعت انرژی است. در ادامه برخی از کاربردهای مهم HPC در این حوزه آمده‌ است.

1. اکتشاف معادن و مخازن:

از سرورهای پردازش سریع ابری برای تصویربرداری لرزه‌ای، شبیه سازی مخازن، پیش بینی رفتار مخزن و مدل‌سازی حفر استفاده می‌گردد.

آنها پردازش مقادیر زیادی از داده‌های لرزه‌ای را برای شناسایی ذخایر بالقوه نفت و گاز و بهینه‌سازی استراتژی‌های حفاری امکان پذیر می‌نماید. HPC به شبیه سازی سناریوهای مختلف برای افزایش کارایی تولید، کاهش خطرات اکتشاف و به حداکثر رساندن بازیابی هیدروکربن کمک می‌کند.

2. مدیریت مخزن:

سرورهای HPC مدیریت مخزن را از طریق تکنیک های مدل سازی و شبیه سازی پیشرفته تسهیل می کنند. آنها مهندسان را قادر می سازند تا رفتار مخزن را پیش بینی کنند، برنامه های تولید را بهینه کنند و نرخ بازیافت نفت را بهبود بخشند. این به به حداکثر رساندن استخراج هیدروکربن ها از میادین موجود کمک می کند.

3. علم مواد و ذخیره انرژی:

سرورهای HPC Cloud مدل‌سازی و شبیه‌سازی مواد پیشرفته را برای مدیریت ذخیره‌سازی انرژی مانند باتری‌ها و سلول‌های سوختی امکان‌پذیر می‌کنند. آنها کشف و بهینه سازی مواد با خواص مطلوب را تسریع می‌کنند و عملکرد و کارایی سیستم‌های ذخیره انرژی را افزایش می‌دهند.

4. انرژی‌های تجدیدپذیر:

در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر، سرورهای HPC به ارزیابی منابع می‌پردازد. مثلا از پتانسیل انرژی بادی و خورشیدی نقشه‌برداری و برایش برنامه‌ریزی می‌کند. به تجزیه و تحلیل داده‌های پیچیده آب و هوا و بهینه سازی تولید انرژی می‌پردازند. همچنین به بهینه‌سازی طراحی و بهره برداری از سیستم های انرژی تجدیدپذیر، از جمله مزارع بادی و پارک‌های خورشیدی کمک می‌کنند.

5. تجارت انرژی و مدیریت ریسک:

از سرورهای پردازش سریع برای تجزیه و تحلیل‌های فوری، معاملات الگوریتمی و مدیریت ریسک در بازارهای انرژی استفاده می‌شود.

آنها حجم زیادی از داده‌ها را از منابع مختلف، از جمله داده‌های بازار، نوسانات قیمت، پیش بینی عرضه _ تقاضا، پیش بینی‌ آب و هوا و رویدادهای ژئوپلیتیکی دریافت و آنها را پردازش می‌کند. سپس از طریق هوش مصنوعی توصیه‌های تجاری می‌کند تا سود افزایش و ریسک‌ها مدیریت شوند.

6. مدیریت و بهینه سازی شبکه برق:

سرورهای HPC به شبیه سازی و بهینه سازی عملکرد شبکه‌های توزیع برق کمک می‌کنند. آنها توپولوژی شبکه، توزیع بار و الگوهای تولید را برای بهبود قابلیت اطمینان، کارایی و انعطاف پذیری شبکه تجزیه و تحلیل می‌نمایند. علاوه بر این، آنها از ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر و استراتژی‌های مدیریت تقاضا پشتیبانی می‌کنند.

7. جذب و ذخیره کربن (CCS):

از سرورهای پردازش سریع برای مدل‌سازی و شبیه‌سازی فناوری‌های CCS و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای استفاده می‌شود. آنها به طراحی سیستم‌های جذب، حمل و نقل و ذخیره‌سازی بهینه دی اکسید کربن کمک می‌کنند و در نتیجه منجر به بهبود وضعیت آب و هوا می‌گردد.

8. انرژی هسته‌ای:

در انرژی هسته‌ای، از سرورهای HPC برای طراحی و تحلیل ایمنی راکتور، بهینه‌سازی چرخه سوخت هسته‌ای و مدیریت پسماند استفاده می‌شود. HPC رفتار راکتور را در شرایط مختلف به دقت شبیه‌سازی می‌کند تا به توسعه نیروگاه‌های هسته‌ای ایمن و کارآمدتر کمک کند.

9. مدل‌سازی آب و هوا:

در بخش‌های انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد و خورشید، سرورهای HPC برای مدل‌سازی آب و هوا برای ارزیابی شرایط جوی و پتانسیل انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌گردد. این منجر به بهینه‌سازی قرارگیری توربین‌های بادی، پنل‌های خورشیدی و پیش بینی دقیق میزان تولید انرژی می‌شود.

10. کاوش منابع انرژی جایگزین:

از سرورهای HPC در مراحل تحقیق برای کشف منابع انرژی نوظهور نیز استفاده می‌شود.اینها منابعی از قبیل هیدروژن، زمین گرمایی، انرژی جزر و مدی و… هستند. HPC زیرساخت مورد نیاز برای شبیه سازی‌ و تجزیه و تحلیل‌ برای ارزیابی امکان سنجی، مقیاس پذیری و دوام اقتصادی آنها فراهم می‌کند.

مزایای استفاده از سرور پردازش سریع ابری در صنعت انرژی

همانگونه که دیدیم سرورهای پردازش سریع ابری نقش مهمی در افزایش کارایی، ایمنی و پایداری در بخش‌های مختلف صنعت انرژی دارند. منظور از بخش‌های مختلف، سوخت‌های فسیلی، انرژی‌های تجدیدپذیر و هسته‌ای هستند. HPC Cloud به مهندسان و محققان در مقابله با چالش‌های پیچیده و ایجاد نوآوری در تولید، توزیع و مدیریت انرژی قدرت می‌بخشد.

پردازش سریع داده‌ها:

سرورهای HPC Cloud قدرت پردازش بسیار زیادی را با تعداد پردازنده دلخواه (CPU) ارائه می‌کنند. این سرورها امکان تجزیه و تحلیل سریع مجموعه داده‌های بزرگ و پیچیده را فراهم می‌کنند. این قابلیت به ویژه برای کارهایی مانند تصویربرداری لرزه‌ای، شبیه‌سازی مخزن و مدل‌سازی آب‌وهوا، که در آن‌ها حجم عظیمی از داده‌ها باید به سرعت پردازش شوند، مفید است.

مقرون به صرفه بودن:

سرورهای پردازش سریع ابری در دراز مدت منجر به صرفه جویی در هزینه‌های کسب‌وکارها می‌شود. زیرا علاوه بر افزایش سرعت و دقت، نیاز به خرید سخت‌افزار و نرم‌افزار گران‌قیمت را از بین می‌برد. سازمان‌ها فقط برای منابعی که استفاده می‌کنند، هزینه می‌پردازند. این امر نیاز به هزینه‌های سرمایه اولیه را از بین می‌برد و هزینه‌های تعمیر و نگهداری مداوم را کاهش می‌دهد.

مقیاس پذیری:

در دنیای ابرها، نه تنها می‌شود میزان منابع سخت افزاری را پیکربندی کرد، بلکه قابلیت مقیاس‌پذیری نیز دارند. یعنی در زمان اوج تقاضا می‌توان بر میزان منابع افزود و در دوره‌های کم فعالیت نیز مقدار آن را کم و یا قطع کرد. این روش مزیت‌های مالی بسیاری نسبت به روش سنتی دارد. زیرا کاربر به میزان استفاده‌اش پول می‌پردازد.

همکاری و دسترسی:

سرورهای پردازش سریع ابری به کاربران قدرت همکاری و دسترسی می‌دهد. یعنی محققان و متخصصان صنعت انرژی می‌توانند از راه دور به منابع و داده‌های خود از طریق اینترنت دسترسی داشته باشند و با یکدیگر از نقاط مختلف جهان همکاری کنند.

امنیت و انطباق:

ارائه دهندگان خدمات ابری اقدامات امنیتی قدرتمندی را برای محافظت از اطلاعات اجرا می‌کنند. رمزگذاری داده‌ها، احراز هویت کاربر و کنترل‌های دسترسی ایمن تضمین می‌کنند که داده‌ها در جای درست و امنی ذخیره و پردازش می‌شوند.

بازیابی بلایا و افزونگی:

سرویس‌های پردازش سریع ابری ویژگی‌های داخلی بازیابی فاجعه و افزونگی را ارائه می‌دهند. یعنی در صورت خرابی سیستم اطلاعت از بین نمی‌روند و قابل بازیابی‌اند. این به‌ دلیل وجود همزمان چندین سرور است.

سرعت و کارایی:

سرورهای HPC شرکت‌های انرژی را قادر می‌سازند تا کارهای شبیه‌سازی، مدل‌سازی و تحلیل را بسیار سریع‌تر از سیستم‌های محاسباتی سنتی انجام دهند. این مزیت منجر به تصمیم‌گیری چابک‌تر، چرخه‌های اکتشاف دقیق‌تر، تولید سریع‌تر و تجارت انرژی و تحلیل بازار کارآمدتر می‌شود.

چه شرکت‌‌هایی از سرور پردازش سریع ابری در صنعت انرژی استفاده می‌کنند؟

شرکت های استفاده کننده از سرور پردازش سریع ابری در صنعت انرژی متعدند. این شرکت‌ها برای اهداف مختلفی، از قبیل تجزیه و تحلیل داده‌های لرزه‌ای، شبیه‌سازی مخزن، بهینه‌سازی شبکه انرژی و… به سراغ این فناوری آمده‌اند. در ادامه نام برخی از شرکت‌های مهم جهان که از سرورهای HPC Cloud استفاده می‌کنند بیان شده است.

ExxonMobil:

ExxonMobil یکی از بزرگ‌ترین شرکت‌های بین المللی نفت و گاز سهامی عام است که از راه حل‌های HPC Cloud برای مدل سازی مخزن، تصویربرداری لرزه‌ای و سایر شبیه‌سازی های پیچیده برای اکتشاف و تولید نفت و گاز استفاده می‌کند.

Chevron:

شرکت شورون نیز یکی دیگر از بازیگران اصلی صنعت انرژی است که از HPC Cloud برای تفسیر لرزه‌ای، شبیه‌سازی مخزن، و سایر وظایف فشرده داده برای بهبود کارایی عملیاتی و فرآیندهای تصمیم‌گیری استفاده می‌کند.

Shell:

شرکت شل نیز از HPC Cloud برای پردازش لرزه‌ای، مدل‌سازی مخزن و تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده استفاده می‌کند. این منجر به افزایش فعالیت‌های اکتشاف و تولید نفت و گاز و در عین حال کاهش هزینه‌ها و زمان عرضه به بازار می‌شود.

BP:

این شرکت نام آشنا برای ایرانیان نیز از HPC Cloud برای شبیه سازی مخزن، پردازش لرزه‌ای و تجزیه و تحلیل داده‌ها به منظوره بهینه‌سازی فرآیندهای بازیابی هیدروکربن و بهبود عملکرد کلی بهره می‌برد.

توتال:

توتال یک شرکت انرژی جهانی است که از سرورهای HPC Cloud برای توصیف مخازن، تفسیر لرزه‌ای و مدل‌سازی ژئوفیزیکی برای پشتیبانی از فعالیت‌های اکتشاف و تولید نفت و گاز خود استفاده می‌کند.

Schlumberger:

Schlumberger به عنوان ارائه‌دهنده پیشرو فناوری از زیرساخت HPC Cloud برای تجزیه و تحلیل داده‌های پیشرفته، شبیه‌سازی مخزن و تفسیر لرزه‌ای استفاده می‌کند.

سرور پردازش سریع ابری مناسب صنعت انرژی

برای صنعت انرژی، به ویژه برای کارهایی مانند پردازش داده های لرزه ای، شبیه سازی مخزن، و سایر وظایف محاسباتی، یک سرور محاسباتی با عملکرد بالا (HPC) بسیار مهم است. در اینجا مشخصات کلی سرور HPC مناسب برای صنعت انرژی آورده شده است:

قدرت پردازش (CPU):

وجود پردازنده‌های چند هسته‌ای با سرعت کلاک بالا ضروری است تا بتواند شبیه‌سازی‌های پیچیده را به طور موثر انجام دهد. بهتر است به دنبال پردازنده‌های Intel Xeon Scalable یا پردازنده‌های AMD EPYC با تعداد هسته و سرعت کلاک بالایی باشید که از مجموعه دستورالعمل AVX-512 پشتیبانی می‌کنند.

حافظه (RAM):

وجود مقادیر زیادی RAM برای مدیریت مجموعه داده‌های عظیم و شبیه سازی‌های پیچیده ضروری است. بسته به نیازهای حجم کاری خود، حداقل 128 گیگابایت تا 1 ترابایت رم DDR4 ECC را در نظر بگیرید.

شتاب پردازنده گرافیکی GPU (اختیاری):

استفاده از پردازنده‌های گرافیکی برای کارهایی مانند دینامیک سیالات محاسباتی، تصویربرداری لرزه‌ای و یادگیری ماشین در صنعت انرژی لازم است. بهتر است سرور HPC مجهز به پردازنده‌های گرافیکی NVIDIA Tesla یا AMD Radeon Instinct باشد.

ذخیره سازی:

بهتر است سرور مجهز به SSD (درایوهای حالت جامد) برای دسترسی سریع به داده‌ها باشند. SSD های NVMe برای عملکرد سریعتر مناسبتر هستد. همچنین برای ذخیره سازی انبوه، می‌توان از هارد دیسک یا SSD‌های با ظرفیت بالا استفاده کرد.

شبکه سازی:

وجود شبکه‌های پرسرعت برای ارتباطات بین گره‌ای در محیط‌های محاسباتی توزیع‌شده بسیار مهم است. شبکه InfiniBand یا 100 GbE (گیگابیت اترنت) برای ارتباطات کم تاخیر و پهنای باند بالا بین گره ها ایده آل است.

نرم افزارهای کاربردی صنعت انرژی مناسب پردازش سریع

در صنعت انرژی از بسته‌های نرم‌افزاری متعددی استفاده می‌شود. این نرم‌افزارها قدرت زیادی در انجام شبیه‌سازی‌ها، هوشمندسازی و پردازش داده‌ها دارند. به همین دلیل نیز به حجم زیادی از منابع کامپیوتری و در نتیجه سرورهای پردازش سریع ابری نیاز دارند. برخی از محبوب‌ترین آنها عبارتند از:

نرم افزار Petrel:

از پترل به طور گسترده در صنعت نفت و گاز برای تفسیر لرزه‌ای، مدل سازی مخازن و برنامه ریزی چاه استفاده می‌شود. این ابزار توسط Schlumberger، ارائه‌دهنده پیشرو فناوری برای توصیف مخازن، حفاری، تولید و فرآوری در صنعت نفت و گاز، توسعه یافته است.

نرم‌افزار ECLIPSE:

ECLIPSE نیز توسط Schlumberger به منظور شبیه سازی مخزن، مدل‌سازی جریان سیالات در سنگ‌های مخزن و… توسعه یافته است. از اکلیپس به طور گسترده برای مدیریت مخازن و بهینه‌سازی در صنعت نفت و گاز استفاده می‌شود.

پکیج نرم‌افزاری OpenFOAM:

OpenFOAM یک نرم‌افزار منبع باز دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) است که به طور گسترده در صنعت انرژی برای شبیه سازی جریان سیال و انتقال حرارت استفاده می‌شود. اپن فوم بسیار قابل تنظیم و مقیاس پذیر است.

ANSYS Fluent:

انسیس فلوئنت یک بسته نرم‌افزاری تجاری CFD است که برای شبیه‌سازی جریان سیال، انتقال حرارت و واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود. از انسیس در صنعت انرژی برای کارهایی مانند مدل‌سازی احتراق، آیرودینامیک، شبیه سازی جریان چند فازی و… استفاده می‌شود.

COMSOL Multiphysics:

کامسول یک نرم افزار شبیه‌سازی مولتیفیزیک است که به کاربران امکان شبیه سازی طیف وسیعی از پدیده‌های فیزیکی از جمله جریان سیال، انتقال حرارت، الکترومغناطیسی و مکانیک سازه را می‌دهد. در صنعت انرژی از کامسول برای شبیه‌سازی فرآیندهایی مانند مبدل‌های حرارتی، سلول‌های سوختی و دستگاه‌های الکترومغناطیسی استفاده می شود.

نرم‌افزار HYSYS:

هایسیس که اکنون بخشی از مجموعه Aspen Plus است، یک نرم افزار شبیه سازی فرآیند است که برای مدل سازی و بهینه سازی فرآیندهای شیمیایی در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی و انرژی استفاده می شود.

MATLAB/Simulink:

از نرم‌افزارهای همه کاره متلب و سیمولینک در صنعت انرژی برای مدل‌سازی و شبیه‌سازی سیستم‌های پیچیده از جمله سیستم‌های قدرت، سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر و سیستم‌های کنترل استفاده می‌شود.

استفاده از سرورهای پردازش سریع ابری در ابر فردوسی

شرکت ابر فردوسی قادر به ارائه قوی‌ترین سرورهای پردازش سریع ابری (HPC Cloud) به همراه طیف وسیعی از نرم‌افزارها به کاربران، سازمان‌ها و کارخانه‌جات است. کاربران ابری نه تنها نیازی به خرید و نگهداری از سخت‌افزارهای گران‌قیمت را ندارند، بلکه طعم دردسرهای خرید لایسنس و نصب نرم‌افزار را نیز نخواهند چشید.

برای تست رایگان نرم‌افزارهای انسیس فلوئنت، کامسول، متلب و… با بهترین سرعت و کیفیت و مناسب‌ترین قیمت کلیک نمایید.