什么是HPC高性能計(jì)算？

與普通計(jì)算相比，高性能計(jì)算（High Performance Computing，簡(jiǎn)稱HPC）使用戶能夠通過計(jì)算機(jī)建模、仿真和分析來解決復(fù)雜的、計(jì)算要求高的生物醫(yī)藥、cro藥研、cadd計(jì)算機(jī)輔助藥物研發(fā)、ngs基因測(cè)序、分子對(duì)接、EDA驗(yàn)證、IC設(shè)計(jì)、半導(dǎo)體芯片封裝、CAE仿真、汽車虛擬仿真、流體力學(xué)分析、空氣動(dòng)力學(xué)分析、智能制造、AI訓(xùn)練、人工智能深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析和高?？蒲械挠?jì)算問題。HPC高性能計(jì)算中使用的應(yīng)用程序需要高帶寬、增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)和強(qiáng)大的計(jì)算能力。

HPC高性能計(jì)算系統(tǒng)是由什么組成的？

HPC高性能計(jì)算系統(tǒng)可以是由云平臺(tái)上的無數(shù)個(gè)GPU密集型服務(wù)器組成的分布式集群，也可以僅僅由一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)組成。

什么是Cloud HPC？

上述場(chǎng)景中，由分布在世界各地的無數(shù)個(gè)GPU密集型服務(wù)器組成的分布式集群，統(tǒng)一由一個(gè)云平臺(tái)調(diào)度，這種將無數(shù)高性能計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起的云平臺(tái)，就叫做Cloud HPC，可譯為“高性能計(jì)算云”或“高性能云計(jì)算”，是一種在云中獲取高性能計(jì)算資源的方法。

由此我們引申出下面的概念：

什么是HPC高性能計(jì)算集群？HPC高性能計(jì)算集群是如何運(yùn)行的？

一個(gè)hpc高性能計(jì)算集群由成百上千臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器組成。每個(gè)服務(wù)器稱為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)集群中的節(jié)點(diǎn)彼此并行工作，這大大提高了處理速度。為了構(gòu)建一個(gè)高性能的計(jì)算體系結(jié)構(gòu)，計(jì)算服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)連接成一個(gè)計(jì)算集群。軟件程序和算法在高性能計(jì)算集群中的服務(wù)器上同時(shí)運(yùn)行，并與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器聯(lián)網(wǎng)，用來傳輸數(shù)據(jù)。這些組件一起無縫運(yùn)行，完成一系列不同的任務(wù)。為了以最佳性能運(yùn)行，每個(gè)組件必須與其他組件保持同步。例如，存儲(chǔ)組件必須能夠在處理數(shù)據(jù)的同時(shí)向計(jì)算服務(wù)器提供和接收數(shù)據(jù)。同樣，網(wǎng)絡(luò)組件必須能夠支持計(jì)算服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間的高速數(shù)據(jù)傳輸。如果一個(gè)組件跟不上其他組件，整個(gè)HPC高性能計(jì)算集群的性能就會(huì)受到影響。

HPC高性能計(jì)算的優(yōu)勢(shì)有哪些？

幾個(gè)點(diǎn)可以概況：

1.高性能計(jì)算（HPC）擁有快速處理數(shù)據(jù)的能力；

2.高性能計(jì)算（HPC）可瞬間分析大量數(shù)據(jù)，如財(cái)務(wù)計(jì)算；

3.高性能計(jì)算（HPC）相較于超算占有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，可通過簡(jiǎn)化和優(yōu)化數(shù)據(jù)處理任務(wù)來節(jié)約成本。    

為什么HPC高性能計(jì)算很重要？

隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、人工智能（AI）和三維成像等技術(shù)的發(fā)展，組織必須處理的數(shù)據(jù)的大小和數(shù)量正呈指數(shù)級(jí)增長。對(duì)于許多目的，如實(shí)時(shí)體育賽事流媒體、跟蹤發(fā)展中的風(fēng)暴、測(cè)試新產(chǎn)品或分析股票趨勢(shì)，實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)的能力至關(guān)重要。

為了在競(jìng)爭(zhēng)中領(lǐng)先一步，企業(yè)需要閃電般快速、高度可靠的IT基礎(chǔ)設(shè)施來處理、存儲(chǔ)和分析大量數(shù)據(jù)。高性能計(jì)算由此應(yīng)運(yùn)而生。正是通過數(shù)據(jù)，才有了突破性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，推動(dòng)了改變游戲規(guī)則的創(chuàng)新，改善了全球數(shù)十億人的生活質(zhì)量。高性能計(jì)算是科學(xué)、工業(yè)和社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)。

HPC高性能計(jì)算的應(yīng)用場(chǎng)景有哪些？

HPC高性能計(jì)算解決方案在多個(gè)行業(yè)中廣泛應(yīng)用。典型的應(yīng)用場(chǎng)景有：

• 材料科學(xué)： HPC高性能計(jì)算可用來幫助科學(xué)家進(jìn)行有限元分析，模擬材料的微觀結(jié)構(gòu)，找到可再生能源并創(chuàng)造新型材料。
• 天文氣象學(xué)：HPC高性能計(jì)算可用來推演和模擬氣候變化，預(yù)測(cè)和跟蹤風(fēng)暴，為人們提供更加精確的天氣預(yù)報(bào)。
• 天體物理實(shí)驗(yàn)室：HPC高性能計(jì)算可應(yīng)用于量子力學(xué)研究和天體物理模擬，例如宇宙大爆炸的模擬計(jì)算、早期宇宙的形成。
• 航空軍事領(lǐng)域：HPC高性能計(jì)算還可用于飛機(jī)和宇宙飛船的空氣動(dòng)力學(xué)，核武器的爆炸，以及核聚變反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)等場(chǎng)景。
• 媒體和娛樂：HPC高性能計(jì)算可用來編輯故事片，渲染令人振奮的特效，并在世界各地直播事件。
• 石油和天然氣勘探：HPC高性能計(jì)算用于更準(zhǔn)確地確定新井的鉆探位置，并幫助提高現(xiàn)有油井的產(chǎn)量。
• 人工智能AI訓(xùn)練和機(jī)器學(xué)習(xí)：HPC高性能計(jì)算用于檢測(cè)信用卡欺詐，提供自我引導(dǎo)技術(shù)支持，教授自動(dòng)駕駛車輛，并改進(jìn)癌癥篩查技術(shù)。
• 金融科技領(lǐng)域的應(yīng)用：HPC高性能計(jì)算用于跟蹤實(shí)時(shí)股票趨勢(shì)、分析量化交易和自動(dòng)化交易數(shù)據(jù)、通過大數(shù)據(jù)分析做風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
• CAE計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)：通過CAE虛擬仿真和3D建模，HPC高性能計(jì)算用于設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，模擬測(cè)試場(chǎng)景，提高零件精密度。
• 生命科學(xué)和生物醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域：HPC高性能計(jì)算可通過CADD計(jì)算機(jī)輔助藥物研發(fā)、NGS基因分析等技術(shù)，幫助CRO制藥企業(yè)快速開新藥；通過計(jì)算機(jī)輔助臨床檢測(cè)與診斷（CAD）等技術(shù)，提高疾病的診斷準(zhǔn)確性、縮短患者診斷流程與體檢時(shí)間。在分子模擬領(lǐng)域，高性能計(jì)算用于計(jì)算化合物、生物大分子、聚合物和晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

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