HPC

Apakah HPC?

Pengkomputeran Prestasi Tinggi (HPC) merujuk kepada penggabungan kuasa pengkomputeran untuk memberikan prestasi pengiraan yang lebih tinggi berbanding komputer atau pelayan tradisional. Pengkomputeran Prestasi Tinggi (HPC) atau pengkomputeran super adalah seperti pengkomputeran harian, bezanya hanyalah ia lebih berkuasa. Ia membantu manusia meneroka sebahagian daripada masalah terbesar dunia dalam bidang sains, kejuruteraan dan perniagaan dengan menggabungkan struktur serta menggunakan berbilang komputer dan peranti storan untuk memproses sejumlah besar data pada kelajuan yang sangat tinggi.

Pada masa ini, HPC kebanyakannya digunakan untuk menyelesaikan masalah kompleks yang memerlukan prestasi tinggi, dan semakin banyak organisasi memindahkan beban kerja HPC mereka ke awan. HPC awan akan mengoptimumkan ekonomi penyelidikan dan pembangunan produk dengan ketara melalui pengurangan keperluan untuk prototaip, mempercepatkan ujian dan memendekkan masa ke pasaran.

Bagaimanakah HPC Berfungsi?

Dalam amalan, terdapat beban kerja (cth. penjujukan DNA) yang terlalu besar untuk mana-mana komputer tunggal. Persekitaran HPC atau pengkomputeran super membolehkan berbilang nod (komputer) bekerja bersama dalam kelompok (kumpulan yang saling bersambung) untuk melaksanakan pengiraan yang sangat banyak dalam tempoh yang singkat bagi menangani cabaran beban kerja yang besar dan amat kompleks ini. Selain itu, HPC mengurangkan kos dengan menyokong penciptaan dan pemadaman kelompok secara automatik dalam awan.

HPC menyokong pelbagai jenis beban kerja, dengan dua yang paling lazim ialah beban kerja selari dan beban kerja berganding rapat.

Beban Kerja Selari

merujuk kepada masalah pengkomputeran yang dibahagikan kepada berbilang tugas kecil, ringkas dan bebas yang boleh dijalankan serentak, selalunya dengan sedikit atau tanpa komunikasi antara satu sama lain. Sebagai contoh, sebuah perniagaan mungkin menghantar 100 juta rekod kad kredit kepada teras pemproses individu dalam kelompok nod. Memproses satu rekod kad kredit ialah tugas kecil, dan apabila 100 juta rekod diedarkan merentasi kelompok tersebut, 100 juta tugas kecil boleh dilaksanakan serentak (secara selari) pada kadar yang menakjubkan. Senario penggunaan biasa untuk beban kerja selari termasuk simulasi risiko, pemodelan molekul, carian kontekstual dan simulasi logistik.

Beban Kerja Bergandingan Rapat

biasanya menggunakan lebih banyak sumber dikongsi dan dipecahkan kepada tugas-tugas yang lebih kecil yang berkomunikasi antara satu sama lain secara berterusan. Dalam erti kata lain, nod individu dalam kelompok berkomunikasi antara satu sama lain semasa melaksanakan pemprosesan. Senario penggunaan biasa untuk beban kerja bergandingan rapat termasuk dinamik bendalir pengiraan, pemodelan ramalan cuaca, simulasi bahan, simulasi kemalangan automotif, simulasi geospatial dan pengurusan trafik.

Mengapakah HPC Penting?

HPC telah memainkan peranan penting dalam penyelidikan akademik dan inovasi industri selama beberapa dekad. Ia telah membantu jurutera, saintis data, pereka bentuk dan penyelidik lain menyelesaikan banyak masalah besar dan kompleks dengan lebih menjimatkan serta cekap.

Faedah utama HPC termasuk:

Pengurangan Ujian Fizikal: HPC boleh digunakan untuk mencipta simulasi tanpa memerlukan ujian fizikal oleh pengguna. Sebagai contoh, semasa menguji kemalangan automotif, HPC boleh menjana simulasi pelanggaran dengan lebih ekonomi dan mudah berbanding ujian pelanggaran sebenar.

Kelajuan: Berdasarkan CPU terkini, unit pemprosesan grafik (GPU) dan seni bina rangkaian kependaman rendah seperti RDMA (Remote Direct Memory Access), serta storan tempatan semua denyar dan peranti storan blok, HPC boleh melaksanakan pengiraan besar-besaran dalam beberapa minit yang dahulunya mengambil masa berminggu-minggu.

Kos: HPC boleh memberikan jawapan dengan lebih pantas dan pada kos yang lebih rendah. Dengan HPC berasaskan awan, perniagaan kecil dan syarikat pemula juga boleh menjalankan beban kerja HPC dengan mudah, hanya membayar sumber yang sebenarnya digunakan serta meningkatkan atau mengurangkan skala mengikut keperluan.

Inovasi: HPC memacu inovasi dalam hampir setiap industri dan merupakan pemacu utama penemuan saintifik terobosan yang meningkatkan kualiti hidup manusia di seluruh dunia.

Senario Penggunaan HPC 

HPC semakin popular, dengan syarikat Fortune 1000 menggunakan HPC dalam hampir setiap industri, dan pasaran HPC global dijangka mencecah $44 bilion menjelang 2022, menurut Hyperion Research.

Berikut ialah beberapa industri yang menggunakan HPC serta jenis beban kerja HPC yang berkaitan:

Aeroangkasa: Mencipta simulasi kompleks, seperti aliran udara merentasi sayap pesawat.

Pembuatan: Meningkatkan reka bentuk, pembuatan dan pengujian produk baharu (contohnya, pemanduan autonomi) melalui simulasi untuk menghasilkan kereta yang lebih selamat dan bahagian yang lebih ringan, meningkatkan kecekapan proses serta menggalakkan inovasi.

Teknologi Kewangan (fintech): Menjalankan analisis risiko kompleks, perdagangan frekuensi tinggi, pemodelan kewangan dan pengesanan penipuan.

Genomik: Memajukan penyelidikan salasilah melalui penjujukan DNA, analisis interaksi ubat-ubat dan analisis protein.

Penjagaan kesihatan: Membangunkan ubat, membangunkan vaksin dan menyelidik terapi inovatif untuk penyakit jarang dan penyakit biasa.

Media dan Hiburan: Mencipta animasi, menghasilkan kesan filem, menukar kod fail media besar, dan mencipta pengalaman hiburan yang imersif.

Minyak & Gas: Jalankan analisis spatial dan uji model takungan untuk meramalkan lokasi sumber minyak dan gas; simulasikan aliran bendalir dan pemprosesan data seismik, dsb.

Runcit: menganalisis sejumlah besar data pelanggan untuk menyediakan cadangan produk yang lebih disasarkan dan perkhidmatan yang lebih baik kepada pelanggan.