隨著技術的發展和在工程、醫學、金融、太空探索等高級領域的應用，人們對高效、可靠和強大的計算機系統的需求激增，這些計算機系統能夠以更少的成本完成更多的工作。處理速度、存儲和網絡功能是計算解決方案的關鍵方面，而這正是高性能計算 (HPC) 的用武之地。

什么是高性能計算？

高性能計算是結合計算能力以提供比普通計算機更高性能的實踐。這是使用并行數據處理系統實現的，其中多個服務器協同工作以完成任務。

HPC 提高了計算性能，使復雜的計算和高級應用程序能夠平穩運行。例如，典型筆記本電腦中的 3GHz 處理器每秒可執行多達 30 億次計算。但是，HPC 可以在一秒鐘內執行千萬億次計算。這就是 HPC 的運行速度，超級計算機就是一個很好的例子。

高性能計算系統的開發是為了滿足對更快、可靠和可擴展的計算速度不斷增長的需求。現代 HPC 將算法、計算機體系結構、系統軟件、專業程序和應用程序、高級傳感器等結合在一起。這些系統在速度、準確性和可靠性優先考慮的高性能環境中得到應用。

高性能計算的特點

HPC 系統的三個主要組件是計算、存儲和網絡。計算組件包括主板、RAM、CPU、硬盤驅動器等部件，需要完成特定任務，如運行計算和關鍵軟件。網絡組件確保系統和用戶連接良好，允許訪問遠程計算機和 Internet 等關鍵資源。存儲組件保存記錄的數據，并確保在需要時可以輕松訪問它們。

在 HPC 中，多臺計算機服務器聯網形成一個集群，作為一個高效的 HPC 架構系統。集群中的服務器同時運行算法和軟件程序來完成不同的任務。為了存儲或訪問所需的信息，集群與數據存儲系統聯網。

高性能計算基礎架構的每個組件都必須彼此保持同步以確保最佳性能。所有的網絡系統還應該有能力支持計算服務器和數據存儲之間的高速數據傳輸。

高性能計算系統的其他顯著特點是：

• 強大的搜索——HPC 具有強大的搜索功能，使用戶可以輕松地在文件、應用程序和龐大的數據庫之間導航。這使得與計算機的常規交互非常方便。
• 高級目錄瀏覽——HPC 具有允許遍歷目錄標準的高級機制。這使用戶可以選擇緩存來自分布式主機的目錄列表，從而能夠快速重新顯示以前訪問過的目錄。
• 身份驗證管理——為了使系統身份驗證和訪問變得輕而易舉，HPC 允許緩存和重新使用受信任的連接。這意味著身份驗證信息可以在會話期間存儲，并在下次您要使用該系統時重新使用。
• 拖放文件傳輸——這樣可以更快地傳輸文件并增強用戶體驗，尤其是在處理龐大的數據集時。
• 目錄同步——HPC 允許同步遠程或本地目錄，其中舊文件（在目標文件夾中）可以被源文件/文件夾中的新文件替換。

為什么高性能計算很重要？

幾十年來，HPC 在研究和創新領域發揮了重要作用。工程師、設計師、科學家和其他專業人士利用 HPC 的力量取得了重大突破。以下是 HPC 的主要優勢。

高速

HPC 專為快速處理而設計。這意味著 HPC 系統可以在幾秒鐘內執行大量計算，而使用普通處理器則需要數周或數月才能完成。

降低成本

由于 HPC 系統具有高處理速度，應用程序運行速度更快，因此可以快速得出復雜計算的答案。快速計算意味著花在任務上的金錢和時間更少。此外，初創企業和小型企業有能力使用基于云的 HPC 運行 HPC 工作負載，因為他們只需為使用的資源付費，并且可以在需要的時間和地點進行擴展。

減少物理測試

大多數現代應用程序在投放市場之前都需要進行物理測試。HPC 系統可以創建模擬，從而無需進行物理測試，而物理測試成本高昂且容易出錯。

高性能計算入門

高性能計算標志著創新的新時代，數字計算有望解決影響人類的重大問題。HPC 成為主流以釋放鎖定在我們日常流程中的迫在眉睫的力量只是時間問題。如果您有興趣采用 HPC 系統，請首先評估可以從增強的計算、網絡和存儲功能中受益的領域。