محاسبات با کارایی بالا چیست؟

محاسبات با کارایی بالا (HPC) به تجمیع قدرت محاسباتی برای حل مشکلاتی اشاره دارد که برای رایانه‌های استاندارد بسیار بزرگ یا زمان‌بر هستند. به همین دلیل، به آن ابررایانه نیز می‌گویند. این فناوری امکان شبیه‌سازی و تجزیه و تحلیل حجم عظیمی از داده‌ها را فراهم می‌کند که با رایانه‌های استاندارد امکان‌پذیر نیست.

چالش رایج محاسبات با کارایی بالا این است که شما داده‌های بیشتری نسبت به منابع زیرساختی خود تولید یا پردازش می‌کنید، و باید هفته‌ها یا ماه‌ها منتظر بمانید تا نتایج را ببینید، که معمولاً نوآوری را به تأخیر می‌اندازد و تحقیقات را کند می‌کند.

شما می‌توانید یک سیستم محاسباتی با کارایی بالا را به عنوان گروهی از کامپیوترها به نام خوشه در نظر بگیرید، و هر کامپیوتر در یک خوشه یک گره نامیده می‌شود. هر واحد در خوشه دارای یک سیستم‌عامل، یک پردازنده با چندین هسته، ذخیره‌سازی و قابلیت‌های شبکه است تا واحدها بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

به عنوان مثال، یک خوشه کوچک‌تر می‌تواند 16 گره با 64 هسته داشته باشد که هر پردازنده چهار هسته دارد و به شما کمک می‌کند مشکل را خیلی سریع‌تر حل کنید. ابررایانه یک نوع بسیار بزرگ‌تر از این است.

یک کار HPC که در یک کلاستر داخلی به مدت سه ماه اجرا می‌شود، می‌تواند در 125000 هسته در 16 ساعت در فضای ابری با هزینه کم یا بدون هزینه اجرا شود. و با تقویت محیط HPC خود با Google Cloud، با دسترسی به بزرگ‌ترین سخت‌افزار محاسباتی و ذخیره‌سازی، حضور جهانی، شبکه قوی و قابلیت‌های مدیریت خودکار هوشمند بر روی پاک‌ترین ابر، صرفه‌جویی در مقیاس به دست می‌آورید.

حال، چگونه محیط HPC را در Google Cloud بسازیم؟ محاسبات، ذخیره‌سازی و شبکه، بلوک‌های سازنده محاسبات با کارایی بالا هستند. Compute Engine ماشین‌های مجازی قابل تنظیمی را ارائه می‌دهد که در Google Cloud اجرا می‌شوند. می‌توانید در صورت نیاز، ظرفیت را افزایش یا کاهش دهید و از میان طیف وسیعی از انواع ماشین‌ها برای حجم کاری خود انتخاب کنید.

ما ماشین‌های C2 بهینه‌سازی شده را برای اکثر برنامه‌های محاسباتی با کارایی بالا توصیه می‌کنیم، اما اگر نیاز به استفاده از GPU دارید، می‌توانید N1، N2، یا N2D عمومی را برای برنامه‌هایی که به حافظه بزرگ‌تر نیاز دارند یا نمونه‌های A2 انتخاب کنید.

برای شرایط بسیار خاص، می‌توانید انواع ماشین‌های سفارشی را با تعداد دقیق هسته و حافظه انتخاب کنید تا با نیازهای حجم کاری شما مطابقت داشته باشد و بهترین عملکرد را به ازای هر دلار دریافت کنید. همچنین می‌توانید از ماشین‌های مجازی مقرون‌به‌صرفه استفاده کنید، که نمونه‌های محاسباتی کوتاه‌مدتی هستند که برای کارهای دسته‌ای و بارهای کاری مقاوم به خطا مناسب هستند.

اکنون، سیستم ذخیره‌سازی زیربنایی برای عملکرد بسیاری از برنامه‌های کاربردی HPC حیاتی است. گزینه‌های ذخیره‌سازی زیادی در Google Cloud دارید. فضای ذخیره‌سازی ابری یک ذخیره‌ساز شی بسیار مقیاس‌پذیر برای ذخیره هر مقدار داده است. دیسک پایدار برای نمونه‌های VM شما ذخیره‌سازی بلوک بادوام و با کارایی بالا دارد. Filestore high scale یک سیستم مقیاس‌بندی با کارایی بالا است که نصب اشتراک‌گذاری فایل در ماشین‌های مجازی موتور محاسباتی را آسان می‌کند.

شبکه، زیرساخت شبکه جهانی مدیریت خصوصی Google تضمین می‌کند که داده‌ها و برنامه‌های شما کمترین میزان در معرض اینترنت عمومی را دارند. شبکه‌های ابر خصوصی VPC برای فعال کردن اتصال از نمونه‌های Compute Engine VM و پیکربندی فایروال‌ها برای برنامه‌های شما در دسترس هستند.

با استفاده از سیاست‌های قرار دادن، می‌توانید جایگذاری ماشین‌های مجازی خود را در مراکز داده ما کنترل کنید. سیاست قرار دادن فشرده با قرار دادن نمونه‌ها در نزدیکی یکدیگر در زیرساخت شبکه یکسان برای سرعت بخشیدن به ارتباطات بین گره‌ها، تأخیر کم بین گره‌ها را فراهم می‌کند.

اکنون، بیایید همه اینها را برای بار کاری HPC شما در Google Cloud کنار هم بگذاریم. ابتدا، محاسبات، ذخیره‌سازی و شبکه مورد نیاز برای کد HPC خود را تعیین کنید، سپس خوشه HPC خود را با استفاده از نمونه‌های Compute Engine متصل به حافظه انتخابی خود ایجاد کنید. به‌علاوه، Google Cloud از چندین زمان‌بندی کار پشتیبانی می‌کند و به شما این امکان را می‌دهد که ماشین‌های مجازی مقیاس خودکار را برای برآورده کردن نیازهای شغلی راه‌اندازی کنید یا پس از تکمیل یک کار، یک خوشه را بچرخانید و به صرفه‌جویی در هزینه کمک کنید.

سپس نتیجه خود را در BigQuery یا AI Platform برای پس‌پردازش تجسم کنید. از آنجا، فقط عملکرد را نظارت کنید و کلاستر را در صورت نیاز تغییر دهید.

امنیت برای هر بار کاری HPC مهم است. زیرساخت طراحی ایمن Google Cloud از داده‌ها، برنامه‌ها و کاربران شما با شناسایی پیشرفته ضد بدافزار و تهدید محافظت می‌کند.

محاسبات با کارایی بالا باعث تحقیق، توسعه و نوآوری در بسیاری از صنایع می‌شود، از رندر جلوه‌های بصری آخرین فیلم پرفروش، تا توالی ژنوم انسان برای درمان بیماری‌ها، تا تجزیه و تحلیل ریسک در خدمات مالی، یا حتی طراحی نسل بعدی خودروها را می توان در نظر گرفت.

https://shabihsazan.com/%D8%A7%D8%AC%D8%A7%D8%B1%D9%87-%D8%A7%D8%A8%D8%B1-%D8%B1%D8%A7%DB%8C%D8%A7%D9%86%D9%87/