Máy tính Hiệu suất cao (HPC) là gì?

Khi công nghệ phát triển và tìm thấy các ứng dụng trong các lĩnh vực tiên tiến như kỹ thuật, y học, tài chính, khám phá không gian, v.v., nhu cầu về các hệ thống máy tính hiệu quả cao, đáng tin cậy và mạnh mẽ có khả năng hoạt động nhiều hơn mà ít tốn kém hơn. Tốc độ xử lý, khả năng lưu trữ và kết nối mạng là những khía cạnh quan trọng của các giải pháp máy tính và đó là nơi xuất hiện của máy tính hiệu năng cao (HPC).

Máy tính Hiệu suất cao là gì?

Máy tính Hiệu suất cao là hoạt động kết hợp sức mạnh tính toán để mang lại hiệu suất cao hơn nhiều so với một máy tính thông thường. Điều này đạt được bằng cách sử dụng các hệ thống xử lý dữ liệu song song trong đó một số máy chủ làm việc cùng nhau để hoàn thành một tác vụ.

HPC tăng hiệu suất tính toán, giúp các phép tính phức tạp và các ứng dụng nâng cao chạy trơn tru. Ví dụ, một bộ xử lý 3GHz trong một máy tính xách tay thông thường có thể thực hiện tới 3 tỷ phép tính trong một giây. Tuy nhiên, một HPC có thể thực hiện hàng nghìn tỷ phép tính trong một giây. Đó là tốc độ mà một HPC có thể hoạt động, một ví dụ tuyệt vời là siêu máy tính.

Hệ thống máy tính hiệu suất cao được phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về tốc độ tính toán nhanh hơn, đáng tin cậy và có thể mở rộng. HPC hiện đại tập hợp các thuật toán, kiến ​​trúc máy tính, phần mềm hệ thống, các chương trình và ứng dụng chuyên biệt, cảm biến nâng cao, v.v. Các hệ thống này tìm thấy các ứng dụng trong môi trường hiệu suất cao, nơi tốc độ, độ chính xác và độ tin cậy được ưu tiên.

Đặc điểm của máy tính hiệu suất cao

Ba thành phần chính của hệ thống HPC là máy tính, lưu trữ và mạng. Các thành phần máy tính bao gồm các bộ phận như bo mạch chủ, RAM, CPU , ổ cứng, v.v., cần thiết để hoàn thành các tác vụ cụ thể như chạy máy tính và phần mềm quan trọng. Các thành phần mạng đảm bảo hệ thống và người dùng được kết nối tốt, cho phép truy cập vào các tài nguyên quan trọng như máy tính từ xa và Internet. Các thành phần lưu trữ giữ dữ liệu đã ghi và đảm bảo chúng có thể dễ dàng truy cập bất cứ khi nào cần.

Trong một HPC, nhiều máy chủ máy tính được nối mạng để tạo thành một cụm , đóng vai trò như một hệ thống kiến ​​trúc HPC hiệu quả. Các máy chủ trong cụm được chạy đồng thời với các thuật toán và chương trình phần mềm để hoàn thành các nhiệm vụ khác nhau. Và để lưu trữ hoặc truy cập thông tin cần thiết, cụm được nối mạng với hệ thống lưu trữ dữ liệu.

Mỗi thành phần của cơ sở hạ tầng máy tính hiệu suất cao phải bắt nhịp với nhau để đảm bảo hiệu suất tối đa. Tất cả các hệ thống mạng cũng phải có khả năng hỗ trợ truyền dữ liệu tốc độ cao giữa các máy chủ tính toán và bộ lưu trữ dữ liệu.

Các tính năng đặc biệt khác của hệ thống máy tính hiệu suất cao là:

• Tìm kiếm mạnh mẽ – HPC có khả năng tìm kiếm mạnh mẽ cho phép người dùng dễ dàng điều hướng giữa các tệp, ứng dụng và cơ sở dữ liệu khổng lồ. Điều này giúp cho việc tương tác thường xuyên với máy tính khá thuận tiện.
• Duyệt thư mục nâng cao – HPC có các cơ chế nâng cao cho phép duyệt qua các tiêu chuẩn thư mục. Điều này cung cấp cho người dùng tùy chọn để lưu danh sách thư mục vào bộ nhớ cache từ các máy chủ được phân phối, cho phép hiển thị lại nhanh chóng các thư mục đã truy cập trước đó.
• Quản lý xác thực – để giúp xác thực hệ thống và truy cập dễ dàng, HPC cho phép lưu trữ và sử dụng lại các kết nối đáng tin cậy. Điều này có nghĩa là thông tin xác thực có thể được lưu trữ trong một phiên và được sử dụng lại vào lần tiếp theo bạn muốn sử dụng hệ thống.
• Kéo và thả truyền tệp – điều này cho phép truyền tệp nhanh hơn và nâng cao trải nghiệm người dùng, đặc biệt khi xử lý các tập dữ liệu lớn.
• Đồng bộ hóa thư mục – HPC cho phép đồng bộ hóa các thư mục từ xa hoặc cục bộ, trong đó các tệp cũ (trong thư mục đích) có thể được thay thế bằng các tệp mới hơn trong tệp / thư mục nguồn.

Tại sao Máy tính Hiệu suất cao lại quan trọng?

HPC đã đóng một vai trò quan trọng trong thế giới nghiên cứu và đổi mới trong nhiều thập kỷ. Các kỹ sư, nhà thiết kế, nhà khoa học và các chuyên gia khác đã tận dụng sức mạnh của HPC để tạo ra những bước đột phá đáng kể. Dưới đây là những lợi ích chính của HPC.

Tốc độ cao

HPC được thiết kế để xử lý tốc độ nhanh. Điều này có nghĩa là các hệ thống HPC thực hiện các phép tính lớn trong vài giây mà có thể mất hàng tuần hoặc hàng tháng nếu sử dụng bộ xử lý thông thường.

Giảm chi phí

Vì các hệ thống HPC có tốc độ xử lý cao, các ứng dụng chạy nhanh hơn và do đó các câu trả lời cho các phép tính phức tạp được đưa ra nhanh chóng. Tính toán nhanh chóng dẫn đến việc tốn ít tiền và thời gian hơn cho các công việc. Ngoài ra, các công ty khởi nghiệp và doanh nghiệp nhỏ có thể đủ khả năng chạy khối lượng công việc HPC bằng HPC dựa trên đám mây vì họ chỉ phải trả tiền cho những gì họ sử dụng và có thể mở rộng quy mô khi nào và ở đâu cần thiết.

Giảm kiểm tra vật lý

Hầu hết các ứng dụng hiện đại yêu cầu kiểm tra vật lý trước khi được sử dụng trên thị trường. Hệ thống HPC có thể tạo mô phỏng, do đó loại bỏ nhu cầu kiểm tra vật lý, vốn có thể tốn kém và dễ xảy ra lỗi.

Bắt đầu với HPC

Máy tính hiệu suất cao đánh dấu một kỷ nguyên đổi mới mới, nơi máy tính kỹ thuật số sẵn sàng giải quyết các vấn đề lớn ảnh hưởng đến nhân loại. Chỉ là vấn đề thời gian trước khi HPC trở thành xu hướng chủ đạo để mở khóa sức mạnh sắp xảy ra bị khóa trong các quy trình hàng ngày của chúng ta. Nếu bạn quan tâm đến việc áp dụng hệ thống HPC, hãy bắt đầu bằng cách đánh giá các lĩnh vực có thể được hưởng lợi từ khả năng tính toán, mạng và lưu trữ nâng cao.