سرور محاسباتی

معرفی:

واحد سرور محاسباتی آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز با هدف فراهم آوردن امکانات High Performance Computing(HPC) برای پژوهشگران و دانشجویان حوزه ی نقشه برداری مغز و علوم اعصاب محاسباتی در سال 1397 افتتاح گردید. این واحد طبق آخرین استانداردهای روز دنیا و در برخی موارد مشابه پروژه های بین المللی طراحی و اجرا شده است. سرورهای محاسباتی قدرتمند و بستر نرم افزاری تعبیه شده بر روی آنها به محققان امکان ذخیره سازی داده ها و پردازش های سنگین و موازی را می دهد.

بستر نرم افزاری واحد سرور محاسباتی شامل به روزترین سیستم عامل های لینوکس، نرم افزارهای پیشرفته ی پردازش تصاویر و سیگنال های مغزی و شبیه سازی عصبی است. طراحی این واحد به گونه ای است که میزبانی داده ها و پردازش های پژوهشگران در یک محیط امن اطلاعاتی و کاربرپسند صورت می پذیرد و ایشان می توانند بدون حضور در آزمایشگاه و از طریق شبکه اینترنت امور خود را پیش ببرند.

اهمیت HPC در علوم اعصاب:

در سال های اخیر، دانشمندان علوم اعصاب محاسباتی تلاش زیادی در جهت کشف مکانیزم های موجود در مغز، به عنوان یکی از پیچیده ترین ماشین محاسباتی داشته اند. دو رویکرد موجود برای این موضوع عبارت اند از: شبیه سازی های سنگین نورونی و تحلیل داده های حجیم مغزی. کیفیت زیرساخت های نرم افزاری و سخت افزاری هر دو رویکرد را تحت تاثیر قرار می دهد.

High Performance Computing (HPC)

مجموعه ای از تکنیک هاست که به کاربر این امکان را می دهد که از سخت افزار و نرم افزار به صورت بیشینه و بهینه برای پاسخگویی به سوالات علمی استفاده نماید. لذا HPC تاثیر به سزایی بر روی کیفیت محاسبات دارد. امروزه هر علمی که برای پاسخگویی به سوالاتش به سراغ محاسبات می رود از HPC غافل نمی شود. هر چند که استفاده از این تکنیک ها در علوم اعصاب و نقشه برداری مغز یک رویکرد نوپاست، اما گام های مناسبی در جهت گسترش آن برداشته شده است که از جمله می توان به راه اندازی بخش HPC in Neuroscience در مرکز سرور محاسباتی یولیش آلمان اشاره نمود.

به صورت کلی می توان گفت که هدف اصلی واحد سرور محاسباتی، توسعه تکنیک های HPC در حوزه علوم اعصاب و نقشه برداری مغز جهت استفاده محققان محاسباتی این حوزه است.

خدمات واحد سرور محاسباتی:

• مشاوره و پشتیبانی کاربران جهت تعریف و اجرای پروژه
• ایجاد فضای امن اطلاعاتی برای کاربری کاربران
• فراهم نمودن امکانات نرم افزاری و سخت افزاری مورد نیاز کاربران
• تسهیل دسترسی کاربران به امکانات محاسباتی از طریق شبکه اینترنت
• راه اندازی پایپ لاین های محاسباتی جهت کمک به اتوماتیک شدن پردازش ها و تسهیل کاربری
• آموزش و ترویج چگونگی استفاده از امکانات واحد سرور محاسباتی
• آموزش و ترویج محاسبات مبتنی بر HPC
• ارائه خدمات محاسباتی به بخش های مختلف آزمایشگاه
• حفظ، نگهداری و توسعه زیرساخت های سخت افزاری و نرم افزاری واحد

نرم افزارهای موجود بر روی سرورها:

نرم افزارها شامل نرم افزارهای پایه ای و کاربردی جهت پردازش تصاویر و سیگنالهای مغزی، شبیه سازی عصبی، تحلیل داده و سایکوفیزیک می باشند که به شرح زیر است:

	Structural MRI	Diffusion MRI	Functional MRI	Signal Analysis	Neuro simulation	Psychophysics	Data Analysis	IDE	Viewer
Shell Script	*	*	*	*	*	*	*
Python	*	*	*	*	*	*	*
Anacoda							*
Jupyter Notebook								*
Spyder								*
Matlab	*	*	*	*	*	*	*	*
Octave	*	*	*	*	*	*	*	*
R	*	*	*	*		*	*
Rstudio								*
Javascript							*
Nodejs							*
npm							*
g++					*
FSL	*	*	*
FSLview									*
FSLEYES									*
FreeSufer	*	*	*
Freeview									*
Ants	*	*	*
Caret	*	*	*						*
MRIcron									*
Nipy	*	*	*
SPM	*	*	*	*	*				*
CONN	*	*					*
FMRI	*	*
AnalyzeFMRI	*	*	*						*
Dipy			*						*
DTIprep			*
Explore DTI			*						*
Tensorboard									*
Pytorch							*
EEGlab				*					*
ERPlab				*
FieldTrip				*
FieldTrip	*			*					*
EDFbrowser				*
BCILAB				*					*
EEGkit				*					*
Simfit				*					*
Simfit				*
Loreta				*
Brian					*
Pynn					*
COMETS					*
Psychopy							*
Psychtoolbox							*

علاوه بر این نرم افزارها، پایپ لاین های پیش پردازش تصاویر resting-state fMRI و Diffusion MRI و امکانات نرم افزاری دیگری بر روی سرورهای محاسباتی تعبیه شده است. همچنین درخواست کاربران محترم، مبنی بر نصب نرم افزارهای جدید و تغییر ورژن نرم افزارهای قبلی، بررسی گردیده و در صورت امکان اجرا خواهد شد.

درصورت نیاز به کسب هرگونه اطلاعات بیشتر لطفا با واحد سرور محاسباتی آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز تماس حاصل فرمایید.

سرویس GPU آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز

بخش محاسبات سریع آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز از سال ۱۳۹۷ با هدف ارائه‌ی خدمت به پژوهشگران و دانشجویان حوزه نقشه‌برداری مغز و علوم اعصاب محاسباتی راه‌اندازی شد. این بخش امکان پردازش‌های سنگین و موازی را می‌دهد و آزمایشگاه هم به صورت سرویس‌دهی و هم در قالب تحقیق و توسعه فعالیت می‌کند.

بخش سرویس‌دهی

آزمایشگاه به چند رایانه قدرتمند برای پردازش سریع مجهز است. در آزمایشگاه امکان راه‌اندازی برنامه‌های CPU Intensive و RAM Intensive وجود دارد. اخیرا آزمایشگاه سرویس پردازنده گرافیکی (GPU) خود را نیز راه‌اندازی کرده است. آزمایشگاه با مجهز شدن به یک کارت‌گرافیک NVIDIA از مدل RTX8000 NVIDIA Quadro می‌تواند میزبان تحقیقات یادگیری ماشین و یادگیری عمیق باشد. امکان برنامه‌نویسی به زبان CUDA بر روی این رایانه فرآهم است و می‌تواند برای GPGPU نیز استفاده گردد.

بخش تحقیق و توسعه (R&D)

همگام با پیشرفت علم، آزمایشگاه نیز باید تحقیقاتی را برای بهبود خدماتش انجام دهد. ما در آزمایشگاه روی بهبود متغییرهای کامپایل نرم‌افزارها برای اجرای هر چه بهتر فعالیت می‌کنیم. امید است با همکاری هر چه بیشتر اندیشمندان و صاحب‌نظران عرصه محاسباتی، آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز پیشگام در حوزه تحقیق و توسعه و ارائه خدمات مطلوب باشد.