什么是HPC高性能計算?
與普通計算相比,高性能計算(High Performance Computing,簡稱HPC)使用戶能夠通過計算機(jī)建模、仿真和分析來解決復(fù)雜的、計算要求高的生物醫(yī)藥、cro藥研、cadd計算機(jī)輔助藥物研發(fā)、ngs基因測序、分子對接、EDA驗(yàn)證、IC設(shè)計、半導(dǎo)體芯片封裝、CAE仿真、汽車虛擬仿真、流體力學(xué)分析、空氣動力學(xué)分析、智能制造、AI訓(xùn)練、人工智能深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析和高校科研的計算問題。HPC高性能計算中使用的應(yīng)用程序需要高帶寬、增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)和強(qiáng)大的計算能力。
HPC高性能計算系統(tǒng)是由什么組成的?
HPC高性能計算系統(tǒng)可以是由云平臺上的無數(shù)個GPU密集型服務(wù)器組成的分布式集群,也可以僅僅由一臺超級計算機(jī)組成。
什么是Cloud HPC?
上述場景中,由分布在世界各地的無數(shù)個GPU密集型服務(wù)器組成的分布式集群,統(tǒng)一由一個云平臺調(diào)度,這種將無數(shù)高性能計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起的云平臺,就叫做Cloud HPC,可譯為“高性能計算云”或“高性能云計算”,是一種在云中獲取高性能計算資源的方法。
由此我們引申出下面的概念:
什么是HPC高性能計算集群?HPC高性能計算集群是如何運(yùn)行的?
一個hpc高性能計算集群由成百上千臺聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器組成。每個服務(wù)器稱為一個節(jié)點(diǎn)。每個集群中的節(jié)點(diǎn)彼此并行工作,這大大提高了處理速度。為了構(gòu)建一個高性能的計算體系結(jié)構(gòu),計算服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)連接成一個計算集群。軟件程序和算法在高性能計算集群中的服務(wù)器上同時運(yùn)行,并與數(shù)據(jù)存儲器聯(lián)網(wǎng),用來傳輸數(shù)據(jù)。這些組件一起無縫運(yùn)行,完成一系列不同的任務(wù)。為了以最佳性能運(yùn)行,每個組件必須與其他組件保持同步。例如,存儲組件必須能夠在處理數(shù)據(jù)的同時向計算服務(wù)器提供和接收數(shù)據(jù)。同樣,網(wǎng)絡(luò)組件必須能夠支持計算服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲之間的高速數(shù)據(jù)傳輸。如果一個組件跟不上其他組件,整個HPC高性能計算集群的性能就會受到影響。
HPC高性能計算的優(yōu)勢有哪些?
幾個點(diǎn)可以概況:
1.高性能計算(HPC)擁有快速處理數(shù)據(jù)的能力;
2.高性能計算(HPC)可瞬間分析大量數(shù)據(jù),如財務(wù)計算;
3.高性能計算(HPC)相較于超算占有價格優(yōu)勢,可通過簡化和優(yōu)化數(shù)據(jù)處理任務(wù)來節(jié)約成本。
為什么HPC高性能計算很重要?
隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、人工智能(AI)和三維成像等技術(shù)的發(fā)展,組織必須處理的數(shù)據(jù)的大小和數(shù)量正呈指數(shù)級增長。對于許多目的,如實(shí)時體育賽事流媒體、跟蹤發(fā)展中的風(fēng)暴、測試新產(chǎn)品或分析股票趨勢,實(shí)時處理數(shù)據(jù)的能力至關(guān)重要。
為了在競爭中領(lǐng)先一步,企業(yè)需要閃電般快速、高度可靠的IT基礎(chǔ)設(shè)施來處理、存儲和分析大量數(shù)據(jù)。高性能計算由此應(yīng)運(yùn)而生。正是通過數(shù)據(jù),才有了突破性的科學(xué)發(fā)現(xiàn),推動了改變游戲規(guī)則的創(chuàng)新,改善了全球數(shù)十億人的生活質(zhì)量。高性能計算是科學(xué)、工業(yè)和社會進(jìn)步的基礎(chǔ)。
HPC高性能計算的應(yīng)用場景有哪些?
HPC高性能計算解決方案在多個行業(yè)中廣泛應(yīng)用。典型的應(yīng)用場景有:
- 材料科學(xué): HPC高性能計算可用來幫助科學(xué)家進(jìn)行有限元分析,模擬材料的微觀結(jié)構(gòu),找到可再生能源并創(chuàng)造新型材料。
- 天文氣象學(xué):HPC高性能計算可用來推演和模擬氣候變化,預(yù)測和跟蹤風(fēng)暴,為人們提供更加精確的天氣預(yù)報。
- 天體物理實(shí)驗(yàn)室:HPC高性能計算可應(yīng)用于量子力學(xué)研究和天體物理模擬,例如宇宙大爆炸的模擬計算、早期宇宙的形成。
- 航空軍事領(lǐng)域:HPC高性能計算還可用于飛機(jī)和宇宙飛船的空氣動力學(xué),核武器的爆炸,以及核聚變反應(yīng)堆的設(shè)計等場景。
- 媒體和娛樂:HPC高性能計算可用來編輯故事片,渲染令人振奮的特效,并在世界各地直播事件。
- 石油和天然氣勘探:HPC高性能計算用于更準(zhǔn)確地確定新井的鉆探位置,并幫助提高現(xiàn)有油井的產(chǎn)量。
- 人工智能AI訓(xùn)練和機(jī)器學(xué)習(xí):HPC高性能計算用于檢測信用卡欺詐,提供自我引導(dǎo)技術(shù)支持,教授自動駕駛車輛,并改進(jìn)癌癥篩查技術(shù)。
- 金融科技領(lǐng)域的應(yīng)用:HPC高性能計算用于跟蹤實(shí)時股票趨勢、分析量化交易和自動化交易數(shù)據(jù)、通過大數(shù)據(jù)分析做風(fēng)險評估。
- CAE計算機(jī)輔助工程設(shè)計:通過CAE虛擬仿真和3D建模,HPC高性能計算用于設(shè)計新產(chǎn)品,模擬測試場景,提高零件精密度。
- 生命科學(xué)和生物醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域:HPC高性能計算可通過CADD計算機(jī)輔助藥物研發(fā)、NGS基因分析等技術(shù),幫助CRO制藥企業(yè)快速開新藥;通過計算機(jī)輔助臨床檢測與診斷(CAD)等技術(shù),提高疾病的診斷準(zhǔn)確性、縮短患者診斷流程與體檢時間。在分子模擬領(lǐng)域,高性能計算用于計算化合物、生物大分子、聚合物和晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
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