High Performance Computing

Nicht zu verwechseln mit Hochdurchsatz Computing oder Computing mit vielen Aufgaben.
Das Zentrum für nanoskalige Materialien am Erweiterte Photonquelle

High Performance Computing (HPC) Verwendet Supercomputer und Computercluster Um fortgeschrittene Rechenprobleme zu lösen.

Überblick

HPC integriert Systemverwaltung (einschließlich Netzwerk- und Sicherheitswissen) und Parallele Programmierung in ein multidisziplinäres Feld, das sich kombiniert Digitale Elektronik, Rechnerarchitektur, Systemsoftware, Programmiersprachen, Algorithmen und Computertechniken.[1] HPC -Technologien sind die Tools und Systeme, die zur Implementierung und Erstellung von Hochleistungs -Computing -Systemen verwendet werden.[2] In letzter Zeit[wenn?]HPC -Systeme haben sich vom Supercomputing zum Computer verschoben Cluster und Gitter.[1] Aufgrund der Notwendigkeit der Vernetzung in Clustern und Gittern werden Hochleistungs -Computing -Technologien gefördert[von wem?] durch Verwendung von a Ein zusammengebrochenes Netzwerk -Rückgrat, weil die eingestürzte Backbone -Architektur einfach zu beheben ist und Upgrades auf einen einzelnen Router angewendet werden können, im Gegensatz zu mehreren.

Der Begriff ist am häufigsten mit dem Computer verbunden, der für die wissenschaftliche Forschung verwendet wird oder Computerwissenschaft. Ein verwandter Begriff, Hochleistungs-Technisches Computing (Hptc) bezieht sich im Allgemeinen auf die technischen Anwendungen von Cluster-basierten Computing (wie z. Computerflüssigkeitsdynamik und das Gebäude und das Testen von Virtuelle Prototypen). HPC wurde ebenfalls angewendet auf Geschäft Verwendet wie Data Warehouse, LOB-Anwendungen (Line-of-Business), und Transaktionsverarbeitung.

Hochleistungs-Computing (HPC) als Begriff entstand nach dem Begriff "Supercomputing".[3] HPC wird manchmal als Synonym für Supercomputing verwendet. aber in anderen Kontexten ","Supercomputer"wird verwendet, um auf eine leistungsstärkere Teilmenge von" Hochleistungscomputern "zu beziehen, und der Begriff" Supercomputing "wird zu einer Teilmenge von" Hochleistungs-Computing ". Das Potenzial für Verwirrung über die Verwendung dieser Begriffe ist offensichtlich.

Da die meisten aktuellen Anwendungen nicht für HPC -Technologien konzipiert, sondern für nachgerüstet sind, werden sie nicht für die Skalierung auf leistungsfähigere Prozessoren oder Maschinen konzipiert oder getestet.[2] Seit Vernetzung von Clustern und Gittern nutzen Mehrere Prozessoren Und Computer, diese Skalierungsprobleme können kritische Systeme in zukünftigen Supercomputing -Systemen verkrüppeln. Daher werden entweder die vorhandenen Tools nicht die Anforderungen der Hochleistungs -Computing -Community angehen oder die HPC -Community ist sich dieser Tools nicht bewusst.[2] Einige Beispiele für kommerzielle HPC -Technologien sind:

  • Die Simulation von Autounfällen für das strukturelle Design
  • Molekulare Wechselwirkung für neues Arzneimitteldesign
  • der Luftstrom über Automobilen oder Flugzeugen

In staatlichen und Forschungsinstitutionen simulieren Wissenschaftler die Galaxienschöpfung, die Fusionsenergie und die globale Erwärmung sowie eine genauere kurz- und langfristige Wettervorhersage.[4] Der zehntelste Supercomputer der Welt, der mächtigste Supercomputer, IBM Roadrunner (gelegen am Energieministerium der Vereinigten Staaten's Los Alamos Nationales Labor) simuliert die Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit von Atomwaffen und zertifiziert ihre Funktionalität.[5]

Top500

Eine Liste der leistungsstärksten Hochleistungscomputer finden Sie auf der Top500 aufführen. Die Top500-Liste richtet sich an die 500 schnellsten Hochleistungscomputer der Welt, gemessen anhand der High Performance Linpack (HPL) Benchmark. Nicht alle Computer sind aufgelistet, entweder weil sie nicht berechtigt sind (z. B. können sie den HPL -Benchmark nicht ausführen) oder weil ihre Eigentümer keine HPL -Punktzahl eingereicht haben (z. B. weil sie nicht möchten, dass die Größe ihres Systems öffentliche Informationen zur Verteidigung wird Gründe dafür). Darüber hinaus ist die Verwendung des Einzel-Linpack-Benchmarks umstritten, da kein einziger Maß alle Aspekte eines Hochleistungscomputers testen können. Um die Einschränkungen des Linpack -Tests zu überwinden, beauftragte die US -Regierung einen ihrer Urheber. Jack Dongarra von der University of Tennessee, um eine Reihe von Benchmark -Tests zu erstellen, zu denen Linpack und andere als HPC Challenge Benchmark Suite bezeichnet werden. Diese sich entwickelnde Suite wurde in einigen HPC -Beschaffungen verwendet, da sie jedoch nicht auf eine einzige Zahl reduzierbar ist, konnte sie den Werbevorteil des weniger nützlichen Top500 -Linpack -Tests nicht überwinden. Die Top500 -Liste wird zweimal im Jahr, einmal im Juni auf der ISC European Supercomputing Conference und erneut auf einer US -Supercomputing -Konferenz im November aktualisiert.

Viele Ideen für die neue Welle von Raster Computing wurden ursprünglich von HPC ausgeliehen.

Hochleistungs -Computing in der Cloud

Hauptartikel: Cloud Computing

Traditionell hat HPC eine lokale Infrastruktur beteiligt, die in Supercomputer oder Computercluster investiert. Im letzten Jahrzehnt, Cloud Computing hat immer beliebter, wenn sie Computerressourcen im kommerziellen Sektor unabhängig von ihren Investitionsfähigkeiten anbieten.[6] Einige Eigenschaften wie Skalierbarkeit und Containerisierung haben auch Interesse an Wissenschaft geweckt.[7] Jedoch Sicherheit in der Cloud Bei der Auswahl einer Cloud- oder On-Premise-HPC werden immer noch Bedenken wie die Vertraulichkeit von Daten berücksichtigt.[6]

Siehe auch

Verweise

  1. ^ a b Brazell, Jim und Michael Bettersworth. "High Performance Computing". Texas State Technical College, 2005.
  2. ^ a b c Collette, Michael, Bob Corey und John Johnson. "PDF - Hochleistungs -Tools und -Technologien". Top 500 Supercomputer -Websites, Dezember 2004.
  3. ^ Das Oxford Englisch Wörterbuch Spuren "Supercomputing" bereits 1978.
  4. ^ Schulman, Michael. "High Performance Computing: RAM vs CPU". Dr. Dobbs High Performance Computing, 30. April 2007.
  5. ^ US Department of Energy High Performance Computing. US -Energieministerium.
  6. ^ a b Morgan Eldred; Dr. Alice Good; Dr. Carl Adams. "Eine Fallstudie zu Datenschutz- und Sicherheitsentscheidungen in Cloud HPC" (PDF). School of Computing, Universität von Portsmouth, Portsmouth, U.K.
  7. ^ Sebastian von Alfthan. "Hochleistungs-Computing in der Cloud?" (PDF).CSC - IT -Zentrum für Wissenschaft.

Externe Links