فناوری های نوظهور در نسلهای آتی رایانش فوق سریع: معرفی، دسته بندی و فرصتهای تحقیقاتی پیش رو

با توجه به رشد سریع و همه جانبه زندگی بشری و وابستگی بیش از پیش آن به فناوری های دیجیتال، نیاز ما به انجام رایانش های فوق سریع روزبه روز در حال افزایش است. تاکنون عمده پاسخگویی به نیازهای رایانش فوق سریع در دنیا مبتنی بر فناوری های متعارف سیلیکونی بوده است،این در حالی است که با توجه به پیش بینی گوردون مور، پایان عصر فناوری های مبتنی بر سیلیکون (عصر مور) نزدیک است. این واقعیت دانشمندان را به سمت استفاده از فناوری های نوظهوری همانند: رایانش کوانتومی، رایانش مولکولی، رایانش زیستی، رایانش نوری، رایانش نانو، رایانش حافظه ای و اقسام مشابه آن سوق داده است. در این مقاله، ضمن معرفی اجمالی این فناوری ها و نحوه مشارکت آنها در حوزه رایانه ها، به بررسی وضعیت حال و آینده آنها پرداخته شده و چالش های موجود در آنها مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین، با ارائه دسته بندی مربوط به هرکدام از این فناوری ها، از جنبه رایانشی، موضوعات و چالش های تحقیقاتی موجود در آنها ارائه میگردد که میتواند چراغ راه تحقیق و پژوهش آتی در حوزه های مختلف مربوط به آنها باشد. در انتهای مقاله نیز به مقایسه میزان اقبال به این فناوری ها در مراجع علمی و تحقیقاتی از طریق بررسی آمار چاپ مقالات و کتابها در حوزه های مذکور از سال 2017 تا 2021 پرداخته شده است و اینکه کدام یک از این فناوری ها قابلیت ارایه مدل محاسباتی نوین در رایانه های فوق سریع آینده را خواهند داشت.

emerging technologies in future generations of high performance computing: introduction, taxonomy and future research directions

due to the rapid growth of science and technology, their need for high performance computing is increasing everyday. so far, the majority of the world's high performance computing needs have been based on conventional silicon-based technologies, but the end of the age of silicon-based technologies is near, and this fact has led scientists to use emerging technologies such as quantum computing, bio computing, optical computing and similar technologies. although some of these technologies are not new and the initial introduction of some of them dates back to some decades ago, but due to the attractiveness of classical silicon-based computing and the speed of development in it, have been neglected to date. however, recently, these technologies have begun to be used to build scalable high performance computers. in this paper, we introduce these technologies and how they participate in the field of high performance computing, their current and future status, and their challenges. also, the taxonomy related to each of these technologies from the computational point of view as well as their research topics are presented, which can be utilized for future research in this field.