Computação de alto desempenho

O que é computação de alto desempenho?

A computação de alto desempenho (HPC) abrange soluções capazes de processar dados e executar cálculos a uma taxa que excede em muito outros computadores. Essa potência de computação agregado permite que diferentes organizações de ciência, negócios e engenharia resolvam grandes problemas que de outra forma seriam inacessíveis.

Colocando HPC em perspectiva

Um computador desktop médio pode realizar bilhões de cálculos por segundo. Embora isso seja incrivelmente impressionante em comparação com a velocidade com que os humanos podem concluir cálculos complexos, as soluções de computação de alto desempenho são capazes de realizar quatrilhões de cálculos em um segundo.

Soluções, produtos ou serviços relacionados da HPE

A supercomputação é uma solução de computação de alto desempenho

Uma das soluções de computação de alto desempenho mais comumente referenciadas é supercomputação ou o processamento de problemas massivamente complexos ou carregados de dados usando os recursos de computação concentrados de vários sistemas de computação trabalhando em paralelo. Para ilustrar o poder da supercomputação, é útil pensar nos tipos de problemas que os supercomputadores podem resolver. 

Exemplo de um sistema de HPC

A Universidade de Leicester usa um sistema de HPC para completar cálculos em física teórica, astrofísica, física de partículas, cosmologia e física nuclear. Ser capaz de fazer esses cálculos complexos rapidamente permite que essa equipe aborde questões sobre como as estrelas se formam e como os planetas se formam e evoluem. Desta forma, obter uma compreensão mais profunda do nosso universo é possível através da computação de alto desempenho.

Como funciona a computação de alto desempenho?

Não há apenas uma maneira pela qual a computação de alto desempenho funciona. Tradicionalmente, há um sistema amplamente adotado que as empresas usam para habilitar recursos de alto desempenho sem a despesa de executar um supercomputador. Isso envolve o uso de grupos de computadores menores em clusters que funcionam como nós. Cada um desses nós possui vários processadores dedicados a tarefas de computação específicas. Nesse cenário, os clusters interconectados são o que forma o sistema de computação de alto desempenho. Como esses sistemas não exigem software personalizado para serem executados, eles estão mais ao alcance de empresas menores para implantação.

Nos últimos anos, outro sistema de HPC surgiu como uma solução econômica para empresas que não querem investir em sua própria infraestrutura — computação de alto desempenho como serviço. Com a HPC como serviço, as empresas de tecnologia hospedam soluções de HPC em sua infraestrutura, permitindo que os negócios a acessem por meio da nuvem. Esses negócios têm os recursos de que precisam e a capacidade de expandir rapidamente, se necessário, pagando apenas pela capacidade que usam.

Por que a computação de alto desempenho é importante?

A computação de alto desempenho é importante porque é uma solução que pode usar dados para abordar problemas que os humanos de outra forma não seriam capazes de resolver.

Além de possibilitar o estudo do universo, a HPC possui importantes aplicações em nosso dia a dia, incluindo:

  • Detecção de fraude – para detectar fraudes com precisão no setor de serviços financeiros, um algoritmo precisa analisar milhões de transações à medida que ocorrem, bem como informações sobre essas transações para fornecer contexto. A HPC é capaz de fazer esse trabalho automaticamente, potencialmente economizando milhões para as empresas.
  • Gerenciamento de prontuários médicos – à medida que os registros eletrônicos de saúde (EHRs) se tornaram mais prevalentes na área médica, médicos e enfermeiros têm acesso a uma quantidade sem precedentes de dados de pacientes que, teoricamente, poderiam permitir que eles fizessem melhores diagnósticos e planos de tratamento. Os sistemas de HPC podem manipular e analisar esses dados de uma maneira que os sistemas de computação normais não conseguem, reduzindo o tempo que a equipe médica gasta inserindo e organizando dados para que possam passar mais tempo trabalhando com os pacientes.
  • Previsão do tempo – parte do desafio da previsão do tempo é a quantidade de recursos de computação necessários para a precisão. A computação de alto desempenho é capaz de lidar com as complexas equações diferenciais parciais usadas para expressar a física do clima, juntamente com a enorme quantidade de dados meteorológicos coletados por satélites.
  • Otimização de carros de corrida – um grande componente da Fórmula 1 é a competição de engenharia entre as equipes de design, pois pequenas melhorias no design podem fazer uma grande diferença na pista de corrida. Essas equipes usam HPC em sua análise e refinamento de dinâmica de fluidos para descobrir onde seus carros podem ser otimizados, mantendo-se dentro das restrições impostas pela FIA.

Acelerando a inovação em computação de alto desempenho para empresas de todos os tamanhos

Nesta economia global dinâmica, o sucesso começa no data center. As empresas de hoje — desde as pequenas e médias até as maiores empresas globais — contam com os mais recentes desenvolvimentos tecnológicos para liberar o valor de seus dados.

A capacidade de inovar é a chave para liberar um desempenho excepcional, alcançar maior inteligência e entregar os resultados que levarão os negócios ao próximo nível. Os data centers estão mudando drasticamente à medida que a demanda por computação de alto desempenho e inteligência artificial dispara em uma ampla variedade de setores.

 

Histórico de aplicações de HPC

A computação de alto desempenho surgiu na década de 1960 para apoiar pesquisas governamentais e acadêmicas. A HPC começou a entrar em grandes indústrias na década de 1970 para acelerar o desenvolvimento de produtos complexos em setores como automotivo, aeroespacial, petróleo e gás, serviços financeiros e empresas farmacêuticas.

Em 2019, quase metade ou 49% dos US$ 13,7 bilhões em receitas mundiais de sistemas de servidores HPC vieram do setor privado.1 Os gastos com todo o ecossistema de HPC — incluindo servidores, armazenamento, software e suporte técnico — dobraram o total do sistema de servidores.

Historicamente, a maioria dos sistemas HPC no setor privado para computação de alto desempenho tem sido instalada em data centers HPC dedicados para desenvolvimento de produtos ou outras tarefas de pesquisa e desenvolvimento de upstream. Mas nos últimos anos, empresas maiores e menores – muitas delas usuários de HPC pela primeira vez – integraram esses sistemas em data centers empresariais para dar suporte a operações de negócios complexas que os sistemas de servidores empresariais não podem lidar com eficiência sozinhos.

 

Aplicações de HPC hoje

As necessidades de HPC e IA estão agora impulsionando grandes melhorias no processamento e computação de dados e impulsionando o progresso contínuo em uma variedade de desafios científicos, industriais e sociais. À medida que as cargas de trabalho de HPC e IA continuam aumentando em tamanho e complexidade, muitas empresas implantaram soluções de computação acelerada que fornecem maior potência e largura de banda de memória para lidar com suas cargas de trabalho com uso intenso de dados.

A computação acelerada oferece suporte a HPC, IA e análise de dados em escala, melhorando a velocidade e o desempenho geral. Essas plataformas robustas tornam possível gerenciar os parâmetros de dados crescentes, executar modelagem complexa e aplicativos de simulação e executar treinamentos gigantescos e trabalhos de inferência em velocidades vertiginosas.

 

HPC na empresa

O início da nova era exaescala está, em particular, impulsionando uma mudança dramática em direção à computação centrada em dados no espaço corporativo. Espera-se que a exaescala coloque demandas rigorosas sobre a infraestrutura de TI para digerir grandes quantidades de dados para IA em escala extrema. Cargas de trabalho altamente sofisticadas exigirão durabilidade máxima, maior largura de banda e interconexões de alta velocidade para evitar gargalos de dados. As organizações estão correndo para se preparar para a exaescala, desenvolvendo tecnologias compatíveis que facilitarão a transformação digital e permitirão soluções mais eficientes e econômicas.

A computação acelerada é a base ideal para técnicas de HPC e IA, como machine learning e deep learning, que estão transformando setores inteiros com velocidade, precisão e insights incomparáveis.

Vários mercados verticais estão colhendo os benefícios desses avanços revolucionários, usando o poder e a velocidade de HPC para simplificar tarefas de todos os tipos. As aplicações de HPC podem ser encontradas em quase todos os setores, incluindo saúde e ciências da vida, energia, manufatura, governo e serviços financeiros. %20Destaque%20da%20tecnologia%3A%20CIOs%20exploram%20a%20computa%C3%A7%C3%A3o%20de%20alto%20desempenho%20para%20aumentar%20a%20produtividade%20e%20a%20competitividade%2C%20Hyperion%20Research%2C%20agosto%20de%202020.

HPE HPC acelera a evolução digital com inovação sob demanda

Hoje, a evolução digital não é uma questão; é uma exigência. O sucesso ou o fracasso depende da forma como as empresas se adaptam e inovam e com que rapidez fazem isso. Porém, usar métodos de status quo para resolver os problemas mais urgentes não funcionará mais – a comunidade global precisa de uma abordagem exponencialmente diferente.
 
A supercomputação continua sendo uma parte crucial dessa nova abordagem e está evoluindo rapidamente para atender aos requisitos muito diferentes de hoje. Hoje, a supercomputação não é apenas alguns sistemas exclusivos e orientados à velocidade. Trata-se da necessidade urgente de extrair insights e valor de grandes volumes de dados, entender esses requisitos de computação e fornecer os recursos acelerados para fazê-lo em todos os níveis de pesquisa e negócios, independentemente do tamanho.
 
As cargas de trabalho modernas de IA já estão ultrapassando os limites da supercomputação. Empresas experientes estão procurando soluções de ponta para liberar todo o poder da IA, obter vantagem competitiva e resolver alguns dos maiores problemas do mundo. Com tanta inteligência em jogo, a próxima fase da supercomputação é essencial para aproveitar a expansão da IA. Essas inovações revolucionárias não apenas atenderão aos padrões existentes de E/S, segurança e capacidade de gerenciamento, mas também fornecerão processamento superior em escala, com comunicação de dados mais rápida e confiável para otimizar cargas de trabalho exigentes.

 
Bem-vindo à Era da Exaescala

A computação de alto desempenho da HPE está definindo, entregando e acelerando a próxima era da computação — quando, onde e como as empresas precisam.
 
Em um mundo onde a adaptação passou de geracional para em tempo real, as empresas precisam acelerar a evolução digital com insights e inovação sob demanda. A HPE pode ajudar.
 
A HPE tem quatro décadas de liderança em supercomputação, desenvolvendo sistemas e tecnologia para os maiores pensadores, fabricantes e realizadores do mundo. E a HPE está usando isso para definir e entregar a próxima era da computação. Com esse tipo de inovação, toda organização pode transformar incerteza em possibilidade.
 
A exaescala é mais do que um marco de velocidade ou tamanho do sistema. Ela representa novas cargas de trabalho motivadas por perguntas atuais que se cruzam com novos recursos de computação para criar uma grande mudança tecnológica. A HPE reúne os requisitos de tecnologia em soluções que trazem recursos de computação em exaescala para todos.

A HPE fornece sistemas de HPC prontos para a Era da Exaescala– e a era depois disso. Esses sistemas funcionam como um supercomputador e funcionam como a nuvem, suportam uma ampla gama de futuros processadores e arquiteturas de aceleradores e podem ser construídos para qualquer tamanho de necessidade ou data center.