Vysoce výkonná výpočetní technika -High-performance computing

Nesmí být zaměňována s výpočetní technikou s vysokou propustností nebo s mnoha úkoly .
Centrum pro materiály v nanoměřítku u Advanced Photon Source

High-performance computing ( HPC ) využívá superpočítače a počítačové clustery k řešení pokročilých výpočetních problémů. Dnes jsou počítačové systémy blížící se oblasti teraflops považovány za HPC počítače.

Přehled

HPC integruje správu systémů (včetně znalostí sítí a bezpečnosti) a paralelní programování do multidisciplinární oblasti, která kombinuje digitální elektroniku , počítačovou architekturu , systémový software , programovací jazyky , algoritmy a výpočetní techniky. Technologie HPC jsou nástroje a systémy používané k implementaci a vytváření vysoce výkonných počítačových systémů. V poslední době se systémy HPC posunuly od superpočítačů k výpočetním clusterům a mřížkám . Vzhledem k potřebě síťování v klastrech a sítích jsou technologie High Performance Computing Technologies propagovány pomocí zhroucené páteřní sítě , protože s architekturou zhroucené páteřní sítě se snadno řeší problémy a upgrady lze aplikovat na jeden směrovač, nikoli na více. .

Termín je nejvíce obyčejně spojován s počítačem používaným pro vědecký výzkum nebo výpočetní vědu . Související termín, high-performance technical computing ( HPTC ), obecně odkazuje na inženýrské aplikace cluster-based computingu (jako je výpočetní dynamika tekutin a vytváření a testování virtuálních prototypů ). HPC bylo také použito pro obchodní použití, jako jsou datové sklady , obchodní aplikace (LOB) a zpracování transakcí .

High-performance computing (HPC) jako termín vznikl po termínu „ superpočítač “. HPC se někdy používá jako synonymum pro superpočítač; ale v jiných kontextech se „ superpočítač “ používá k označení výkonnější podmnožiny „vysoce výkonných počítačů“ a termín „superpočítač“ se stává podmnožinou „vysoce výkonných počítačů“. Možnost nejasností ohledně použití těchto termínů je zřejmá.

Protože většina současných aplikací není navržena pro technologie HPC, ale jsou modernizovány, nejsou navrženy ani testovány pro škálování na výkonnější procesory nebo stroje. Vzhledem k tomu, že síťové klastry a mřížky využívají více procesorů a počítačů, mohou tyto problémy s škálováním ochromit kritické systémy v budoucích superpočítačových systémech. Stávající nástroje proto buď neřeší potřeby komunity vysoce výkonných počítačů, nebo komunita HPC o těchto nástrojích neví. Některé příklady komerčních technologií HPC zahrnují:

  • simulace autonehod pro konstrukční návrh
  • molekulární interakce pro nový design léčiv
  • proudění vzduchu nad automobily nebo letadly

Ve vládních a výzkumných institucích vědci simulují vytváření galaxií, fúzní energii a globální oteplování a také pracují na vytváření přesnějších krátkodobých a dlouhodobých předpovědí počasí. Desátý nejvýkonnější superpočítač na světě, IBM Roadrunner (umístěný v Los Alamos National Laboratory Ministerstva energetiky Spojených států amerických ) simuluje výkon, bezpečnost a spolehlivost jaderných zbraní a certifikuje jejich funkčnost.

TOP 500

Seznam nejvýkonnějších vysoce výkonných počítačů najdete na seznamu TOP500 . Žebříček TOP500 uvádí 500 nejrychlejších vysoce výkonných počítačů na světě, měřeno benchmarkem High Performance LINPACK (HPL) . Ne všechny počítače jsou uvedeny, buď proto, že nejsou způsobilé (např. nemohou spustit benchmark HPL), nebo proto, že jejich majitelé nepředložili skóre HPL (např. protože si nepřejí, aby se velikost jejich systému stala veřejnou informací pro obranu důvody). Kromě toho je použití jediného benchmarku LINPACK kontroverzní v tom, že žádné jediné měřítko nemůže otestovat všechny aspekty vysoce výkonného počítače. Aby pomohla překonat omezení testu LINPACK, pověřila americká vláda jednoho z jeho tvůrců, Jacka Dongarru z University of Tennessee, aby vytvořil sadu benchmarkových testů, která zahrnuje LINPACK a další, nazvanou HPC Challenge benchmark suite. Tato vyvíjející se sada byla použita v některých zakázkách HPC, ale protože ji nelze redukovat na jediné číslo, nebyla schopna překonat propagační výhodu méně užitečného testu TOP500 LINPACK. Seznam TOP500 je aktualizován dvakrát ročně, jednou v červnu na evropské superpočítačové konferenci ISC a znovu na americké superpočítačové konferenci v listopadu.

Mnoho nápadů pro novou vlnu gridového počítání bylo původně vypůjčeno od HPC.

Vysoce výkonná výpočetní technika v cloudu

Hlavní článek: Cloud computing

HPC tradičně zahrnuje on-premise infrastrukturu, investuje do superpočítačů nebo počítačových clusterů. Během posledního desetiletí rostla popularita cloud computingu pro nabízení počítačových zdrojů v komerčním sektoru bez ohledu na jejich investiční možnosti. Některé vlastnosti, jako je škálovatelnost a kontejnerizace , také zvýšily zájem na akademické půdě. Při výběru cloudu nebo on-premise HPC se však stále berou v úvahu otázky zabezpečení v cloudu , jako je důvěrnost dat.

Viz také

Reference

externí odkazy