In che modo il calcolo ad alte prestazioni influisce sull'AI?

A prima vista, il calcolo ad alte prestazioni (HPC) e l'intelligenza artificiale (AI) non sembrano essere direttamente correlati. Tuttavia, essendo oggi una tecnologia di grande attualità, l'AI sta dando vita a una nuova ondata tecnologica in tutto il mondo. Per l'AI, una potente capacità di calcolo è indispensabile e l'HPC può fornire questa capacità di calcolo per compensare le carenze del calcolo dell'AI, consentendole di apprendere ed elaborare i problemi più rapidamente. Questo articolo illustrerà in dettaglio che cos'è il calcolo ad alte prestazioni e come apporta enormi vantaggi all'intelligenza artificiale.

Che cos'è il calcolo ad alte prestazioni

L'HPC si riferisce all'uso di cluster di calcolo per risolvere problemi grandi e complessi integrando risorse di calcolo. I sistemi HPC migliorano notevolmente la velocità e l'efficienza di calcolo distribuendo più attività di calcolo a più processori ed eseguendole simultaneamente. Alla base vi è il principio dell'esecuzione del codice in parallelo, che si ottiene parallelizzando i processi e aggiungendo più core di calcolo, producendo così un sistema di high performance computing su scala piuttosto ampia. Nell'HPC, molti componenti ad alte prestazioni come Transceiver 800G sono richiesti.

Come funziona un sistema di High Performance Computing

A differenza del calcolo tradizionale, l'HPC utilizza l'esecuzione parallela dei cluster di calcolo e le potenti funzioni dei componenti ad alte prestazioni per eseguire il calcolo e l'analisi di enormi quantità di dati. Può utilizzare milioni di core di calcolo per elaborare i dati contemporaneamente, il che migliora notevolmente la velocità di calcolo. Inoltre, include anche componenti ad alta velocità e a bassa latenza per networking, storage e calcolo, al fine di migliorare le prestazioni complessive del cluster di calcolo. Il suo principio di funzionamento è il seguente: 

Ad esempio, i dati massivi sono come una grande quantità di merci nel porto, e i computer sono come lavoratori che trasportano merci. Il calcolo tradizionale può consentire a un solo lavoratore di iniziare a trasportare merci. Per quanto sia forte o veloce nel trasporto, la sua capacità di movimentazione del carico in una singola operazione è limitata. L'HPC può consentire a milioni di lavoratori forti di trasportare merci contemporaneamente, e l'efficienza è naturalmente molto più rapida rispetto ai metodi tradizionali.

Cosa significa AI

L'intelligenza artificiale si riferisce alla simulazione dell'intelligenza umana tramite macchinari, che può aiutare gli esseri umani a gestire varie attività complesse. I computer o i sistemi informatici simulano l'intelligenza umana apprendendo, ragionando e autocorreggendo una grande quantità di conoscenze. Una specifica tecnologia AI si concretizza in sistemi automatizzati che svolgono attività complesse, come la guida autonoma, la traduzione linguistica, ecc. È ampiamente utilizzata in settori quali la medicina, i trasporti, la produzione e Data center AI. Anche i sistemi di intelligenza artificiale hanno requisiti diversi di potenza di elaborazione, che di solito sono determinati dai seguenti punti:

La complessità dell'attività

La dimensione del set di dati da elaborare

Gli algoritmi e i modelli di IA utilizzati

Quando la complessità dell'attività è elevata, la dimensione del set di dati da elaborare è grande e gli algoritmi e i modelli di AI utilizzati sono relativamente complessi, sarà necessaria una grande quantità di risorse di calcolo. È in questo caso che il calcolo ad alte prestazioni trova il suo posto. I sistemi HPC possono gestire attività su larga scala, intensive e complesse.

In che modo l'HPC influisce sulla tecnologia AI

L'intelligenza artificiale e il calcolo ad alte prestazioni sono due entità reciprocamente vantaggiose. Può migliorare l'analisi dei dati nell'HPC, aumentare la velocità di output dei risultati e garantire l'accuratezza. L'elevata velocità di calcolo dell'HPC fornisce inoltre all'AI capacità di elaborazione dei dati più potenti e offre anche una notevole scalabilità.

High Performance Computing e intelligenza artificiale che lavorano insieme

L'HPC è adatto all'IA per i seguenti motivi:

Le applicazioni di IA di solito coinvolgono reti neurali complesse con milioni di parametri, e il calcolo ad alte prestazioni può eseguire simultaneamente milioni di core di calcolo tramite esecuzione parallela, il che è senza dubbio un'ottima soluzione.

L'HPC ha la capacità di archiviare grandi quantità di dati e di accedere ai dati ad alta velocità, quindi i cluster di calcolo possono elaborare efficacemente enormi quantità di dati e aiutare l'IA a funzionare.

Il calcolo ad alte prestazioni può collegare efficacemente un gran numero di fonti di dati, pulire e depurare i dati e archiviarli in un cluster ad alta disponibilità, che può elaborare i set di dati AI in modo più efficiente ed economico.

Le GPU e TPU per il calcolo ad alte prestazioni possono migliorare significativamente i carichi di lavoro di IA e supportare le esigenze di apprendimento e addestramento dell'IA.

I sistemi HPC hanno una scalabilità flessibile e possono aggiungere facilmente un gran numero di nodi di calcolo, GPU o TPU per elaborare modelli di IA più grandi e complessi.

I servizi HPC forniti nel cloud possono anche offrire una soluzione conveniente, consentendo agli utenti di accedere e utilizzare facilmente le funzioni HPC.

Come l'HPC può contribuire a far progredire l'AI

È prevedibile che il calcolo ad alte prestazioni diventerà un importante impulso allo sviluppo e all'evoluzione dell'intelligenza artificiale. Può contribuire allo sviluppo dell'IA nei seguenti aspetti:

Aumentare la velocità di addestramento dei modelli di IA: L'addestramento dei modelli di AI richiede il supporto di una grande quantità di risorse di calcolo. I cluster HPC con potenti GPU e interconnessioni universitarie possono accelerare la velocità di addestramento dei modelli, riducendo così il tempo necessario per gli esperimenti e lo sviluppo dell'AI.

Assistere nell'elaborazione di grandi set di dati: l'HPC può aiutare l'IA a memorizzare ed elaborare grandi set di dati, contribuendo all'elaborazione di dati più ampi e diversificati.

Scalabilità flessibile: I sistemi HPC hanno una scalabilità flessibile, che può adattarsi alle crescenti esigenze di elaborazione dell'AI. Man mano che la complessità e la scala dei progetti di AI continuano a crescere, il calcolo ad alte prestazioni può anche espandere più nodi di calcolo e spazio di archiviazione in qualsiasi momento.

Ridurre i costi di R&D dell'AI: Quando si utilizzano servizi cloud HPC, i costi di R&D per l'AI possono essere ridotti efficacemente. Poiché non è necessario implementare hardware correlato all'HPC, l'utilizzo diretto dei servizi cloud HPC può supportare l'addestramento di modelli AI e lo sviluppo di applicazioni.

Conclusione

Infine, come una delle tecnologie più avanzate di oggi, il calcolo ad alte prestazioni e l'intelligenza artificiale possono migliorare significativamente la produttività delle imprese e contribuire allo sviluppo di tecnologie high-tech come la guida autonoma e la diagnosi intelligente. Queste tecnologie sono senza dubbio tendenze future. Implementando rapidamente HPC e AI, le imprese possono avere successo nella feroce competizione di mercato. Se hai domande su HPC e AI, non esitare a contattare gli ingegneri CCIE/HCIE di QSFPTEK all'indirizzo [email protected].