Что такое HPC?

Высокопроизводительные вычисления (High Performance Computing - HPC) выполняются сложными программно-аппаратными комплексами на основе методов масштабной параллельной обработки для решения сложных вычислительных задач с помощью компьютерного моделирования, симуляции и анализа данных.


Высокопроизводительные вычисления на базе сложных программно-аппаратных комплексов объединяют в единую систему для быстрого и эффективного решения сложных задач несколько технологий, включая специфическую компьютерную архитектуру, программы и электронику, алгоритмы и прикладное программное обеспечение.

В то время как персональный компьютер или рабочая станция обычно содержат единый процессор (центральный процессор, например CPU), высокопроизводительная вычислительная система по существу представляет собой сеть процессоров (например, микропроцессоров CPU), каждый из которых содержит множество вычислительных ядер, а также ее собственную локальную память для выполнения широкого спектра программ.

Программы, которые кодеры пишут для работы на таких комплексах, делят сложную задачу на множество мелких независимых вычислительных задач, называемых «потоками», которые могут выполняться одновременно на этих ядрах. Чтобы ПАК работали эффективно, их ядра должны быть хорошо настроены для эффективного обмена данными, поскольку современные ПАК могут состоять из более чем 500 000 – 1 000 000 ядер и даже больше.

Высокопроизводительные вычисления крайне необходимы для моделирования поведения сложных, итеративных, многомерных физических систем, например таких как, динамика живых клеток и сложных органов или движение аэрокосмических аппаратов, поскольку они помогают выявлять взаимодействия и процессы (многие невидимые для наблюдателя), регулирующие поведение различных компонентов этих адаптивных динамических систем. Соответственно, уровень применения высокопроизводительных вычислений сегодня влияет на все аспекты развития автомобильной и аэрокосмической индустрии, разведки нефти и газа, получения лекарств, прогнозирования погоды и моделирования климата, сложного финансового моделирования, проектирования и оптимизации потребительских товаров, трехмерной анимации и передовой бизнес-аналитики и т.д. Высокопроизводительные вычисления также играют важную роль для национальной безопасности в области связи, криптографии, обработки сигналов, проектирования оружия и его тестирования (особенно ядерного оружия) и военных тактико-стратегических игр. Таким образом, сегодня технологии высокопроизводительных вычислений успешно оказывают существенное технологическое влияние на экономическую, а также оборонную безопасность стран, внедряющие и развивающие их.

Несмотря на рост потребности в сервисах высокопроизводительных вычислений, порог входа для большого количества потенциальных пользователей на сегодняшний день остается недостижимым. Да, ситуация стала лучше, чем была 10-12 лет тому назад, когда стоимость среднего ПАК составляла примерно 10 млн. долларов и была по карману лишь крупным корпорациям и государственным учреждениям. Сегодня, порог входа снизился примерно до 0,5 –1 млн. долларов (за такую сумму возможно приобрести вычислительный кластер с набором «железа» с минимальными техническими характеристиками и несколько лицензий прикладного ПО), предоставив возможность использования высокопроизводительных вычислений для научно-исследовательских институтов и крупного бизнеса. Однако, остается большой сектор малого и среднего бизнеса (SME), инженерно-конструкторских и дизайнерских коллективов, некрупных научно-исследовательских институтов и отдельных ученыхисследователей, которые обладают потребностями в использовании продуктов технологий высокопроизводительных вычислений в своей деятельности, но не способных одолеть существующий порог входа на традиционный рынок ПАК.

Для снижения порога входа до минимально возможных значений, нами предлагается построение глобальной инфраструктуры доступа к сервисам высокопроизводительных вычислений для каждого желающего пользователя Интернет на планете. Глобальная сеть на базе веб-платформы «A-Platform» станет основой уникальной экосистемы, интегрирующей в себе интеллектуальный, профессиональный, финансовый и научный ресурс планеты через доступные сервисы высокопроизводительных вычислений.