Сфера научных вычислений за последние десятилетия значительно изменилась, и высокопроизводительные серверы стали основным инструментом, способным преобразовывать огромные объемы данных в научные достижения и технологические новшества.
В нашей области часто встречаются компании, которым нужен просто «мощный сервер». Однако для научных вычислений такой подход может быть ошибочен — хотя сервер выглядит мощным, он может не подойти для специфических нужд. HPC-серверы (High Performance Computing) представляют собой отдельный класс оборудования с уникальными характеристиками, возможностями и секретами эффективного применения.
HPC-системы — это более чем просто «очень быстрые компьютеры». Это специализированные комплексы, предназначенные для решения задач, которые обычные серверы не могут выполнить или сделают это крайне медленно.
Представьте, что вам необходимо смоделировать климатические изменения на следующие 100 лет или провести анализ генома для персонализированной медицины. Для решения таких задач требуется:
Обработка петабайтов данных
Проведение триллионов операций в секунду
Выполнение сложных параллельных вычислений
Использование специальных алгоритмов оптимизации
Обычный сервер в данном контексте — это как велосипед на гонках Формулы 1. Он тоже транспорт, даже более экологичный, но... вы понимаете.
Сравнение HPC и стандартных серверов
Несмотря на отличия, это не означает, что для каждой научной задачи требуется суперкомпьютер размером с спортзал. Сегодняшние HPC-решения варьируются от компактных систем до больших комплексов, и важно выбрать то, что подходит именно для ваших задач.
Недавно установленный суперкомпьютер HPC (High Performance Computing) имеет 3072 процессора, 2 петабайта памяти и скорость вычислений 96 терафлопс (TFLOPS) в секунду. Он в 16 раз быстрее своего предшественника Cray XE6, установленного в 2011 году, с четырьмя разами большим количеством процессоров и в 20 раз большей ёмкостью хранилища.
Агентство метеорологических и экологических исследований Монголии внедрило высокопроизводительный вычислительный компьютер (HPC), который способен прогнозировать климатические условия на 20, 50 и 100 лет вперед.
В этом году новое HPC-агентство заменило старый суперкомпьютер, установленный в 2011 году, и теперь его вычислительная мощность в 16 раз выше, количество процессоров в четыре раза больше, а объём памяти в 20 раз больше.
Это позволило увеличить точность метеорологических прогнозов в стране с пяти до десяти дней, а географическую точность — с пяти до полутора километров.
Премьер-министр Занданшатар Гомбожав, в ответ на запрос метеорологов, поручил министру окружающей среды и изменения климата Батбаатару Бату подготовить предложение для Кабинета министров, касающееся повышения квалификации специалистов и ИТ-персонала, работающих с высокотехнологичным оборудованием и программным обеспечением в области метеорологических и экологических анализов, а также вопросов социальной защиты заработной платы.
Он также поручил Кабинету Министров внедрить технологии искусственного интеллекта, спутниковых данных и радиолокационных технологий в свою деятельность, предложить финансирование для расширения сети автоматических наблюдательных станций и повысить оперативность предоставления прогнозов погоды целевым группам, а также подготовить предложение о пересмотре структуры заработной платы работников Службы метеорологических и экологических исследований.
Сегодня в мире HPC наблюдается многообразие:
CPU-ориентированные системы: Используют мощные серверные процессоры Intel Xeon, AMD EPYC или решения на базе ARM. Современные модели имеют до 128 ядер на процессор и поддерживают продвинутые наборы инструкций для научных расчетов.
GPU-ускоренные системы: Применяют графические процессоры NVIDIA (линейки A100, H100) или AMD (Instinct). Эти системы особенно хорошо подходят для задач машинного обучения, моделирования и визуализации, где один GPU может заменить целую группу CPU.
Гибридные архитектуры: Сочетают CPU, GPU и иногда специализированные ускорители, такие как FPGA или ASIC, для оптимального сочетания универсальности и производительности в определенных расчетах.
Выбор архитектуры процессоров влияет не только на скорость, но и на энергоэффективность, стоимость владения и сложность программирования. Здесь нет универсальных решений — лишь компромиссы, зависящие от конкретных задач.
Татар С.Майдар
источник: MiddleAsianNews
