Σύντομη εισαγωγή για τους υπολογιστές υψηλής απόδοσης

Εξ ορισμού, οι υπερυπολογιστές είναι οι ταχύτεροι και ισχυρότεροι υπολογιστές που διατίθενται, και επί του παρόντος, ο όρος αναφέρεται σε μηχανές με εκατοντάδες χιλιάδες επεξεργαστές. Είναι οι σούπερ σταρ της κατηγορίας των υπολογιστών υψηλής απόδοσης. Οι προσωπικοί υπολογιστές (PC) αρκετά μικροί σε μέγεθος και κόστος για να χρησιμοποιηθούν από ένα άτομο, αλλά αρκετά ισχυροί για προηγμένες επιστημονικές και μηχανολογικές εφαρμογές, μπορούν επίσης να είναι υπολογιστές υψηλής απόδοσης. Ορίζουμε το HPC ως μηχανήματα με καλή ισορροπία μεταξύ των ακόλουθων βασικών στοιχείων:

  • Λειτουργικές μονάδες πολλαπλών σταδίων (αγωγών).

  • Πολλαπλές κεντρικές μονάδες επεξεργασίας (CPU) (παράλληλες μηχανές).

  • Πολλαπλοί πυρήνες.

  • Γρήγορα κεντρικά μητρώα.

  • Πολύ μεγάλες, γρήγορες αναμνήσεις.

  • Πολύ γρήγορη επικοινωνία μεταξύ λειτουργικών μονάδων.

  • Επεξεργαστές διανυσμάτων, βίντεο ή συστοιχιών.

  • Λογισμικό που ενσωματώνει αποτελεσματικά τα παραπάνω.

Ως απλό παράδειγμα, δεν έχει νόημα να έχουμε μια CPU απίστευτα υψηλής ταχύτητας σε συνδυασμό με ένα σύστημα μνήμης και ένα λογισμικό που δεν μπορεί να συμβαδίσει με αυτό.

Οι υψηλοί υπολογιστές και οι υπερυπολογιστές συνδέονται συχνά με μεγάλους οργανισμούς που χρηματοδοτούνται από την κυβέρνηση ή με ακαδημαϊκά ιδρύματα. Ωστόσο, οι περισσότεροι Υπολογιστές Υψηλής Απόδοσης σήμερα βρίσκονται στον εμπορικό τομέα, σε τομείς όπως η αεροδιαστημική, η αυτοκινητοβιομηχανία, ο σχεδιασμός ημιαγωγών, ο σχεδιασμός και η κατασκευή μεγάλου εξοπλισμού, η εξερεύνηση ενέργειας και οι χρηματοοικονομικοί υπολογιστές.

Το HPC χρησιμοποιείται σε άλλους τομείς στους οποίους πρέπει να εκτελούνται πολύ μεγάλοι υπολογισμοί όπως η δυναμική των ρευστών, οι ηλεκτρομαγνητικές προσομοιώσεις και η ανάλυση πολύπλοκων υλικών για να διασφαλιστεί υψηλό επίπεδο ακρίβειας και προβλεψιμότητας, με αποτέλεσμα προϊόντα υψηλότερης ποιότητας και ασφαλέστερα, πιο αποτελεσματικά. Για παράδειγμα, το HPC χρησιμοποιείται για τη μοντελοποίηση της αεροδυναμικής, των θερμικών χαρακτηριστικών και των μηχανικών ιδιοτήτων ενός υποσυστήματος ή εξαρτημάτων αυτοκινήτου για να βρεθεί ακριβώς η σωστή σχεδίαση που εξισορροπεί την απόδοση, την αξιοπιστία, το κόστος και την ασφάλεια, προτού δαπανηθούν εκατομμύρια δολάρια για την κατασκευή ενός πραγματικού πρωτοτύπου. προϊόν.

Με την πάροδο του χρόνου, η αυξανόμενη χρήση των Υπολογιστών Υψηλής Απόδοσης στην έρευνα και στον εμπορικό τομέα, ιδιαίτερα στη μεταποίηση, τη χρηματοδότηση και την εξερεύνηση ενέργειας, σε συνδυασμό με έναν αυξανόμενο κατάλογο εφαρμογών Υπολογιστών, δημιούργησαν μια τάση προς πλατφόρμες HPC κατασκευασμένες για να χειρίζονται μια ευρύτερη ποικιλία φόρτου εργασίας και αυτές οι πλατφόρμες κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας πιο ευρέως διαθέσιμα στοιχεία. Αυτή η χρήση εξαρτημάτων υλικού εμπορευμάτων χαρακτηρίζει την εποχή του συμπλέγματος και του πλέγματος των Υπολογιστών Υψηλής Απόδοσης. Τα cluster και τα πλέγματα εξακολουθούν να είναι οι κυρίαρχες μέθοδοι ανάπτυξης του High Computing τόσο στον εμπορικό όσο και στον ερευνητικό/ακαδημαϊκό τομέα. Οι οικονομίες κλίμακας και η ανάγκη για κεντρική διαχείριση υπολογιστικών πόρων σε μεγάλους οργανισμούς με διαφορετικές απαιτήσεις έχουν οδηγήσει στην πρακτική πραγματικότητα ότι οι ευρέως αποκλίνουσες εφαρμογές συχνά εκτελούνται στην ίδια, κοινή υποδομή HPC.

Υπολογισμός υψηλής απόδοσης μπορεί να συμβεί σε:

  • σταθμός εργασίας, επιτραπέζιος υπολογιστής, φορητός υπολογιστής, smartphone!

  • υπερυπολογιστής

  • Linux/MacOS/Windows/… σύμπλεγμα

  • Ένα πλέγμα ή ένα σύννεφο

  • Cyber ​​Infrastructure = οποιοσδήποτε συνδυασμός των παραπάνω

Σχολιάστε