什么是高性能計算?
高性能計算(HPC)是一個用于描述能夠以極高速度執(zhí)行復雜計算的計算機系統(tǒng)的術(shù)語。HPC系統(tǒng)通常用于科學研究、工程模擬和建模以及數(shù)據(jù)分析。
高性能一詞指的是速度和效率。HPC系統(tǒng)專為需要大量計算能力的任務(wù)而設(shè)計，因此它們可以比其他類型的計算機更快地執(zhí)行這些任務(wù)。與傳統(tǒng)計算機相比，它們消耗的能源也更少，因此更適合在偏遠地區(qū)或電力供應(yīng)有限的環(huán)境中使用。
什么是網(wǎng)絡(luò)中的HPC?
網(wǎng)絡(luò)中的高性能計算(HPC)是指能夠支持高帶寬、低延遲和許多并發(fā)連接的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。HPC背后的理念是為視頻流、在線游戲和內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用程序提供更好的性能和可擴展性。在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)HPC的方法有多種，包括軟件定義的存儲解決方案和虛擬化技術(shù)。
高性能計算的10大網(wǎng)絡(luò)趨勢
人們需要能了解網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)架構(gòu)組件的重要性。隨著公共云和私有云、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)和軟件定義一切的興起，網(wǎng)絡(luò)顯然在高性能計算(HPC)架構(gòu)中至關(guān)重要。
(1)卸載工作負載
這種趨勢是將處理工作負載從服務(wù)器轉(zhuǎn)移到其他設(shè)備，這些設(shè)備具有為特定計算設(shè)計的專用硬件，例如圖形處理單元(GPU)或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。通過將特定工作負載卸載到這些類型的硬件，用戶可以加快應(yīng)用程序的速度，同時降低總擁有成本(TCO)，因為不需要購買那么多服務(wù)器。
(2)虛擬化
隨著企業(yè)越來越依賴于他們的IT基礎(chǔ)設(shè)施，他們需要一種方法來確保即使在物理系統(tǒng)出現(xiàn)故障時也能獲得可用性。這樣做的一種方法是通過虛擬化，它允許多個操作系統(tǒng)，因此也允許多個應(yīng)用程序在一臺物理服務(wù)器上同時運行。雖然虛擬化不是一項新技術(shù)，但隨著時間的推移，它已經(jīng)成熟，現(xiàn)在提供了比以往更大的靈活性。
(3)加速器
加速器是一種硬件設(shè)備，用于加速應(yīng)用程序或進程，超出僅使用CPU所能達到的速度。示例包括GPU、FPGA、數(shù)字信號處理(DSP)和專用集成電路(ASIC)。這些技術(shù)以不同的方式工作，但實現(xiàn)了相似的目標：它們使企業(yè)能夠使用更少的功率和更少的系統(tǒng)資源在更短的時間內(nèi)完成更多工作。
(4)數(shù)據(jù)存儲訪問
如今的數(shù)據(jù)中心嚴重依賴閃存來提高性能和效率。閃存提供比傳統(tǒng)機械硬盤驅(qū)(HDD)更快的讀/寫速度，使其非常適合需要快速數(shù)據(jù)檢索的應(yīng)用程序，例如數(shù)據(jù)庫和高性能計算集群。
但是，閃存不會永遠存在在被寫入數(shù)千次后會磨損，這意味著最終必須更換它們。為了解決這個問題，供應(yīng)商已經(jīng)開始開發(fā)各種新的存儲介質(zhì)，包括相變存儲器(PCM)、磁阻RAM(MRAM)和電阻RAM(ReRAM)。
(5)軟件定義網(wǎng)絡(luò)
軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)是一個寬泛的術(shù)語，包含多種管理IT資源的方法。但大多數(shù)軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)策略的核心是將應(yīng)用程序和服務(wù)與底層硬件分離，然后自動配置、配置和管理這些資源。這種方法使IT管理員能夠更輕松地在其網(wǎng)絡(luò)中添加和刪除資源，并讓他們更輕松地自定義網(wǎng)絡(luò)以滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求。
(6)自動化
通過自動化，IT專業(yè)人員可以使用軟件來管理大型網(wǎng)絡(luò)資源，而無需人工干預(yù)。這一趨勢將通過消除常見任務(wù)(如配置新交換機或路由器)中的人為錯誤來減少人工費用并提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，從而幫助企業(yè)降低成本。此外，自動化可以幫助IT部門隨著業(yè)務(wù)需求的變化更快地擴展其網(wǎng)絡(luò)，使他們能夠以更少的資源提供更好的服務(wù)。
網(wǎng)絡(luò)的未來將由自動化驅(qū)動，這可以幫助IT部門隨著業(yè)務(wù)需求的變化更快地擴展其網(wǎng)絡(luò)，使他們能夠以更少的資源提供更好的服務(wù)。自動化在虛擬化和SDN等其他趨勢中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。自動化可以幫助IT部門隨著業(yè)務(wù)需求的變化更快地擴展其網(wǎng)絡(luò)，使他們能夠以更少的資源提供更好的服務(wù)。
(7)人工智能和機器學習
HPC中的人工智能和機器學習變得越來越重要。兩者都與自動決策的概念有關(guān)，盡管它們在實施方面有所不同。人工智能是一個更廣泛的類別，其中包含用于對計算機進行編程以使其具有智能行為的各種技術(shù)。另一方面，機器學習是人工智能的一個子集，專注于開發(fā)能夠從經(jīng)驗中學習并適應(yīng)新情況的系統(tǒng)。
(8)行業(yè)聯(lián)網(wǎng)標準
由于HPC是一個數(shù)據(jù)密集型行業(yè)，具有重要的帶寬和低延遲要求，因此它依賴于以太網(wǎng)等行業(yè)標準數(shù)據(jù)通信接口。這將允許研究人員使用高性能計算來混合和匹配最能滿足他們需求的硬件組件。此外，許多系統(tǒng)上都有多種類型的端口，以允許用戶根據(jù)項目需要自定義系統(tǒng)。
(9)邊緣計算
邊緣計算是指將數(shù)據(jù)處理資源放置在盡可能靠近數(shù)據(jù)源的位置。這種策略可以通過減少數(shù)據(jù)在遠程服務(wù)器和最終用戶之間來回傳輸?shù)臅r間來幫助加速應(yīng)用程序，并減少網(wǎng)絡(luò)擁塞。
邊緣計算還通過將敏感信息保存在公司網(wǎng)絡(luò)上而不是通過公共連接發(fā)送來提高安全性。
(10)云計算
HPC工作負載越來越多地在云中運行。云計算是HPC工作負載的流行選擇，特別是對于需要隨著業(yè)務(wù)需求變化而擴展或縮減的組織而言。云提供商通常提供現(xiàn)收現(xiàn)付的定價結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要輕松擴展或縮減。此外，云計算提供商提供了廣泛的工具，可以與HPC解決方案產(chǎn)生更多潛在的協(xié)同作用。
