Che cos’è l’High Performance Computing

L’High Performance Computing o calcolo ad elevate prestazioni comprende le tecnologie utilizzate da computer cluster per creare sistemi di elaborazione in grado di offrire prestazioni molto elevate nell’ordine dei PetaFLOPS (FLoating point Operations Per Second) 

I sistemi di calcolo ad elevate prestazioni sono molto diffusi ed utilizzati in campo scientifico. Oltre all’ambito scientifico, sono sempre più numerose anche le aziende che adottano soluzioni HPC, per gestire attività ad alta intensità computazionale.

Spesso il termine High Performance Computing (HPC) viene impropriamente utilizzato come sinonimo di supercomputer. Ma il termine supercomputer comprende i computer ad alte prestazioni, mentre il termine “supercomputing” fa riferimento ad una parte del “calcolo ad alte prestazioni” (HPC). (fonte Wikipedia)

Gli attuali sistemi di calcolo che si basano sulle tecnologie HPC richiedono rilevanti investimenti, non solo dal punto di vista economico, ma anche in termini di risorse umane. Perché necessitano di professionalità molto elevate e altamente specializzate per poterli gestire.

Come funziona l’High Performance Computing?

Quando la mole dei dati da analizzare ed elaborare supera le capacità di calcolo di un computer tradizionale, allora diventa necessario ricorrere a soluzioni di High Performance Computing.
I sistemi di calcolo ad elevate prestazioni funzionano sommando le prestazioni di più computer collegati tra loro all’interno di un sistema. Corrispondo quindi alle prestazioni aggregate di numerosi ambienti software, hardware e dei server.
Tutti questi collegamenti tra più nodi avvengono in un cluster, detto anche supercomputer.

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I cluster High Performance Computing sono composti da:

  • CPU
  • memorie dati
  • RAM
  • acceleratori
  • reti HPC 

Ci sono due tipologie di applicazioni di High Performance Computing:

  1. Massive parallel processing: sfruttano un’architettura complessa di hardware e software all’interno della quale le operazioni sono divise tra le risorse disponibili. I processi di calcolo paralleli avvengono così internamente in un software. Con il metodo scale up il potenziale di calcolo ad alte prestazioni è quindi limitato dai limiti stessi del sistema.
  2. Cluster: nelle architetture di scale out i singoli computer, server e sistemi di archiviazione sono collegati in cluster HPC utilizzando il clustering.

Applicazioni dell’High Performance Computing

L’High Performance Computing sta apportando molta innovazione in svariati e numerosi contesti aziendali, produttivi e progettuali, come il settore dell’ingegneria sismica, l’ingegneria automobilistica, la produzione di gas e petrolio, l’ambito medico, il settore finanziario, ecc.
La scalabilità è uno dei principali vantaggi nell’adottare soluzioni di HPC. Infatti la scalabilità di un sistema di elaborazione dati consiste proprio nella capacità del sistema stesso di modulare le proprie risorse di calcolo in base ai carichi di richieste.

E così tutte le realtà aziendali che adottano le soluzioni HPC possono sia eseguire super calcoli sulla infrastruttura locale, ma possono anche scalare la potenza di calcolo sfruttando le risorse offerte dai  servizi cloud pubblici.

Grazie ai sistemi HPC è possibile oggi progettare, studiare, riprodurre e analizzare scenari molto complessi e articolati come i fenomeni naturali, o i sistemi ingegneristici. Il tutto con una precisione e un dettaglio davvero elevati.

L’uso dei sistemi di calcolo ad alte prestazioni spaziano quindi in numerosi e vari settori come:

  • Genomica
  • Medicina
  • Industria
  • Viaggi spaziali
  • Aeronautica 
  • Finanza
  • Intrattenimento
  • Meteorologia 
  • Fisica
  • Chimica 
  • Archeologia

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Perché utilizzare sistemi di calcolo ad elevate prestazioni?

Come abbiamo visto, l’HPC è uno strumento ormai diffuso e molto utile in diversi settori. Quindi sempre più aziende e imprese si affidano a società che forniscono soluzioni di High Performance Computing, perché i vantaggi sono davvero molti.
Tra i principali motivi per cui adottare sistemi di calcolo ad elevate prestazioni:

  • migliori prestazioni e performance
  • riduzione dei tempi
  • contenimento dei costi
  • ottimizzazione dei processi di produzione, di analisi, ecc..

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