HPC

O que é HPC?

High Performance Computing (HPC) refere-se à agregação de poder computacional para proporcionar maior desempenho computacional do que computadores ou servidores tradicionais. High Performance Computing (HPC), ou supercomputação, é semelhante à computação cotidiana; a diferença é apenas que é mais poderosa. Ela ajuda as pessoas a explorar alguns dos maiores problemas do mundo em ciência, engenharia e negócios, agregando estruturas e usando vários computadores e dispositivos de armazenamento para processar grandes quantidades de dados em velocidades muito altas.

Atualmente, HPC é usado principalmente para resolver problemas complexos e intensivos em desempenho, e cada vez mais organizações estão migrando suas cargas de trabalho de HPC para a nuvem. O Cloud HPC otimizará significativamente a economia de pesquisa e desenvolvimento de produtos, reduzindo a necessidade de protótipos, acelerando os testes e reduzindo o tempo de lançamento no mercado.

Como o HPC funciona?

Na prática, existem cargas de trabalho (por exemplo, sequenciamento de DNA) que são grandes demais para qualquer computador individual. Ambientes de HPC ou supercomputação permitem que vários nós (computadores) trabalhem juntos em clusters (grupos interconectados) para realizar enormes quantidades de computação em um curto período de tempo, a fim de enfrentar os desafios dessas cargas de trabalho grandes e extremamente complexas. Além disso, a HPC reduz custos ao oferecer suporte à criação e exclusão automáticas de clusters na nuvem.

HPC oferece suporte a muitos tipos de cargas de trabalho, sendo duas das mais comuns as cargas de trabalho paralelas e as cargas de trabalho fortemente acopladas.

Cargas de trabalho paralelas

refere-se a problemas de computação que são subdivididos em várias tarefas pequenas, simples e independentes que podem ser executadas simultaneamente, muitas vezes com pouca ou nenhuma comunicação entre si. Por exemplo, uma empresa pode enviar 100 milhões de registros de cartão de crédito para núcleos de processador individuais em um cluster de nós. Processar um único registro de cartão de crédito é uma tarefa pequena e, quando 100 milhões de registros são distribuídos pelo cluster, 100 milhões de pequenas tarefas podem ser executadas simultaneamente (em paralelo) a uma velocidade impressionante. Cenários comuns de uso para cargas de trabalho paralelas incluem simulação de risco, modelagem molecular, busca contextual e simulação logística.

Cargas de trabalho fortemente acopladas

normalmente ocupam mais recursos compartilhados e são divididas em tarefas menores que se comunicam continuamente entre si. Em outras palavras, os nós individuais em um cluster se comunicam entre si enquanto realizam o processamento. Cenários comuns de uso para cargas de trabalho fortemente acopladas incluem dinâmica dos fluidos computacional, modelagem de previsão do tempo, simulação de materiais, simulação de colisões automotivas, simulação geoespacial e gerenciamento de tráfego.

Por que HPC é importante?

A HPC tem desempenhado um papel importante na pesquisa acadêmica e na inovação industrial há décadas. Ela ajudou engenheiros, cientistas de dados, designers e outros pesquisadores a resolver muitos problemas grandes e complexos de forma mais econômica e eficiente.

Os principais benefícios da HPC incluem:

Teste físico reduzido: HPC pode ser usado para criar simulações sem a necessidade de testes físicos pelo usuário. Por exemplo, ao testar acidentes automotivos, HPC pode gerar simulações de colisão de forma mais econômica e fácil do que testes de colisão reais.

Velocidade: Com base nas CPUs mais recentes, unidades de processamento gráfico (GPUs) e arquiteturas de rede de baixa latência, como RDMA (Remote Direct Memory Access), bem como armazenamento local totalmente em flash e dispositivos de armazenamento em bloco, a HPC pode realizar cálculos massivos em minutos que teriam levado semanas no passado.

Custo: a HPC pode fornecer respostas mais rapidamente e a um custo menor. E com a HPC baseada em nuvem, até pequenas empresas e startups podem executar facilmente cargas de trabalho de HPC - pagando apenas pelos recursos que realmente usam e escalando para cima e para baixo conforme necessário.

Inovação: a HPC impulsiona a inovação em praticamente todos os setores e é um fator-chave para descobertas científicas revolucionárias que melhoram a qualidade de vida das pessoas em todo o mundo.

Cenários de Uso de HPC 

HPC está se tornando cada vez mais popular, com empresas da Fortune 1000 usando HPC em quase todos os setores, e espera-se que o mercado global de HPC alcance US$ 44 bilhões até 2022, de acordo com a Hyperion Research.

Aqui estão alguns dos setores em que HPC é usado e os tipos de cargas de trabalho HPC correspondentes:

Aeroespacial: Criação de simulações complexas, como o fluxo de ar sobre a asa de uma aeronave.

Manufatura: aprimorar o projeto, a fabricação e os testes de novos produtos (por exemplo, direção autônoma) por meio de simulação para produzir carros mais seguros e peças mais leves, melhorar a eficiência dos processos e fomentar a inovação.

Tecnologia financeira (fintech): realiza análises de risco complexas, negociações de alta frequência, modelagem financeira e detecção de fraudes.

Genômica: Avançando a pesquisa genealógica por meio de sequenciamento de DNA, análise de interações entre medicamentos e análise de proteínas.

Saúde: Desenvolvimento de medicamentos, desenvolvimento de vacinas e pesquisa de terapias inovadoras para doenças raras e comuns.

Mídia e entretenimento: criação de animações, renderização de efeitos de filmes, transcodificação de arquivos de mídia grandes e criação de experiências de entretenimento imersivas.

Petróleo e gás: Realize análises espaciais e teste modelos de reservatórios para prever a localização de recursos de petróleo e gás; simule fluxo de fluidos e processamento de dados sísmicos, etc.

Varejo: análise de grandes quantidades de dados de clientes para fornecer recomendações de produtos mais direcionadas e melhor atendimento aos clientes.