L'HPC è una tecnologia che utilizza cluster di potenti processori, che lavorano in parallelo, per elaborare enormi dataset multidimensionali (big data) e risolvere problemi complessi a velocità estremamente elevate. I sistemi HPC in genere funzionano a velocità oltre un milione di volte superiori rispetto ai sistemi desktop, laptop o server più veloci.
Per decenni il paradigma del sistema HPC è stato il supercomputer, un computer appositamente costruito che incorpora milioni di processori o core di processore. I supercomputer sono ancora con noi; in questo momento, il supercomputer più veloce è il Frontier (link esterno a ibm.com), installato negli Stati Uniti, con una velocità di elaborazione pari a 1.102 exaflop o quintilioni di operazioni in virgola mobile al secondo (flop). Ma oggi, sempre più organizzazioni eseguono soluzioni HPC su cluster di server di computer ad alta velocità, ospitati in locale o nel cloud.
I carichi di lavoro HPC scoprono nuovi insight che migliorano le conoscenze umane e creano un vantaggio competitivo significativo. Ad esempio, l'HPC è usato per sequenziare il DNA, automatizzare il trading di azioni ed eseguire algoritmi e simulazioni di AI — come quelli che consentono le automobili a guida autonoma — che analizzano in tempo reale terabyte di dati in streaming provenienti da sensori IoT, radar e sistemi GPS per prendere decisioni in una frazione di secondo.
Un sistema di elaborazione standard risolve i problemi principalmente utilizzando l'elaborazione seriale - il carico di lavoro viene suddiviso in una sequenza di attività, quindi il sistema esegue le attività una dopo l'altra sullo stesso processore.
Al contrario, l'HPC sfrutta
Non più di dieci anni fa, l'elevato costo dell'HPC - che implicava il possesso o il noleggio di un supercomputer o la creazione e l'hosting di un cluster HPC in un data center on-premise - era insostenibile per la maggior parte delle organizzazioni.
Oggi, l'HPC nel cloud - a volte chiamato HPC as a service o HPCaaS - offre alle aziende un modo significativamente più veloce, scalabile e conveniente per sfruttare l'HPC. In genere, un'offerta HPCaaS include l'accesso ai cluster HPC e all'infrastruttura ospitata nel data center di un provider di servizi cloud, oltre a funzionalità dell'ecosistema (come AI e analisi dei dati) e competenze HPC.
Oggi l'HPC nel cloud è guidato da tre tendenze convergenti:
Le applicazioni HPC sono diventate sinonimo di app di AI in generale e di app di machine learning e deep learning in particolare; oggi la maggior parte dei sistemi HPC viene creata pensando a questi carichi di lavoro. Queste applicazioni HPC stanno guidando una continua innovazione in:
Sanità, genomica e scienze della vita. Il primo tentativo di sequenziare un genoma umano ha richiesto ; Ci volle il primo tentativo di sequenza di un genoma umano13 anni; oggi, i sistemi HPC possono svolgere il lavoro in meno di un giorno. Altre applicazioni HPC nell'assistenza sanitaria e nelle scienze della vita includono la scoperta e la progettazione di farmaci, la diagnosi rapida dei tumori e la modellazione molecolare.
Servizi finanziari. Oltre al trading automatizzato e al rilevamento delle frodi (sopra menzionato), l'HPC alimenta le applicazioni nella simulazione Monte Carlo e altri metodi di analisi del rischio.
Governo e difesa. Due casi d'uso dell'HPC in crescita in quest'area sono le previsioni meteo e la modellazione climatica, che implicano entrambi l'elaborazione di grandi quantità di dati meteorologici storici e milioni di cambiamenti giornalieri nei punti dati relativi al clima. Altre applicazioni del governo e della difesa includono la ricerca energetica e il lavoro di intelligence.
Energia. In alcuni casi, sovrapponendosi al governo e alla difesa, le applicazioni HPC legate all'energia includono l'elaborazione dei dati sismici, la simulazione e la modellazione dei giacimenti, l'analisi geospaziale, la simulazione del vento e la mappatura del terreno.
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