HPC là gì? Tìm hiểu về High Performance Computing

HPC được xem như một công cụ quan trọng, giúp thực hiện các công việc phức tạo trong lĩnh vực kỹ thuật, thiết kế, kinh doanh,... hiện nay. Nhưng cụ thể thì HPC là gì? Chúng có vai trò như thế nào và trong trường hợp nào thì doanh nghiệp cần dùng đến HPC? Cùng giải đáp các câu hỏi này qua bài viết bên dưới.

HPC là gì? Tìm hiểu về High Performance Computing

HPC (High Performance Computing) là gì?

HPC là viết tắt của High Performance Computing, đây là khả năng phân tích dữ liệu và thực hiện các phép tính toán phức tạp ở tốc độ cao. 

Chúng ta cùng xem qua một ví dụ so sánh để hình dung sức mạnh của HPC:

Một laptop hoặc máy tính để bàn có bộ xử lý 3 GHz có thể thực hiện khoảng 3 tỷ phép tính trên mỗi giây. Mặc dù tốc độ đó nhanh hơn nhiều so với việc con người tự mình tính toán và xử lý, nhưng nó vẫn kém hơn rất nhiều so với HPC - giải pháp cung cấp khả năng thực hiện hàng triệu tỷ phép tính trê nmỗi giây. 

Một trong những loại giải pháp HPC nổi tiếng nhất là siêu máy tính. Một siêu máy tính chứa hàng ngàn các Nodes điện toán phối hợp với nhau, nhằm mục đích hoàn thành một hoặc nhiều nhiệm vụ. Chúng ta còn hay gọi đó là quá trình xử lý song song. Chúng tương tự như việc hàng ngàn PC được nối mạng với nhau, kết hợp sức mạnh tính toán để hoàn thành nhiệm vụ nhanh hơn.

Trong quá khứ, các "siêu máy tính" đại diện cho những cỗ máy siêu nhanh đơn lẻ. Nhưng đến hiện nay, chúng là các máy tính hiệu suất cao được xây dựng bằng cách sử dụng các cụm máy chủ khổng lồ, có một hoặc nhiều bộ xử lý trung tâm (CPU - Central Processing Units).

Các siêu máy tính ngày nay đang tổng hợp sức mạnh tính toán để mang lại hiệu suất cao hơn đáng kể so với các máy tính để bàn hoặc máy chủ đơn lẻ. Hệ thống này được sử dụng để giải quyết các vấn đề phức tạp liên quan đến kỹ thuật, khoa học và kinh doanh.

Bằng cách tăng sức mạnh tính toán với HPC, các vấn đề phức tạp có thể được xử lý bằng cách sử dụng một lượng dữ liệu lớn hơn trong cùng một khoảng thời gian. Khả năng này cho phép mô tả và kiểm tra các vấn đề với mức độ chi tiết hơn, quy mô lớn hơn hoặc với nhiều yếu tố hơn.

Tầm quan trọng của HPC

Dữ liệu đang tạo ra các cuộc cách mạng mang tính chuyển đổi, cải thiện cuộc sống cho hàng tỷ người trên toàn cầu. Trong đó, HPC đóng vai trò nền tảng cho sự phát triển này.

Hiện nay, số lượng dữ liệu mà các doanh nghiệp, tổ chức phải xử lý và lưu trữ đang tăng lên theo cấp số nhân, khi công nghệ trí tuệ nhân tạo AI, IoT và hình ảnh 3D phát triển mạnh mẽ. Do đó, khả năng xử lý dữ liệu real-time (theo thời gian thực) là điều rất quan trọng với nhiều ứng dụng, chẳng hạn như live stream trực tiếp sự kiện thể thao, thử nghiệm một sản phẩm mới, phân tích giá cổ phiếu hoặc theo dõi hướng di chuyển của một cơn bão.

Tầm quan trọng của HPC là gì

Để dẫn đầu so với đối thủ, các doanh nghiệp cần phải sở hữu một hệ thống cơ sở hạ tầng CNTT ổn định, nhanh chóng, đáng tin cậy để lưu trữ và phân tích một lượng lớn dữ liệu. Hệ thống này sẽ cần đến sự hỗ trợ của HPC.

HPC trên đám mây (Cloud)

Các tài nguyên điện toán cần dùng để phân tích Big Data và giải quyết các vấn đề phức tạp đang được mở rộng ra bên ngoài ngoài các cụm điện toán tại chỗ (on-premises) của trung tâm dữ liệu thường được liên kết với HPC và vào các tài nguyên có sẵn của dịch vụ Public Cloud.

Việc áp dụng Cloud cho HPC là yếu tố trọng tâm giúp chuyển đổi khối lượng công việc từ cách tiếp cận tại chỗ sang cách tiếp cận tách biệt với cơ sở hạ tầng hoặc vị trí cụ thể.

Điện toán đám mây hỗ trợ cung cấp tài nguyên theo yêu cầu, giúp tiết kiệm chi phí và cho phép chạy các công việc HPC linh hoạt hơn.

Việc áp dụng công nghệ Container cũng nhận được nhiều lợi ích từ HPC. Các Containers được thiết kế nhẹ và linh hoạt hơn, với chi phí thấp, qua đó cải thiện hiệu suất và chi phí tối ưu. Các Container cũng hỗ trợ đáp ứng yêu cầu của nhiều ứng dụng HPC, chẳng hạn như khả năng mở rộng, độ tin cậy, tự động hóa và bảo mật.

Container rất phù hợp với môi trường HPC, nhờ vào nhiều đặc điểm như:

• Có khả năng đóng gói chương trình ứng dụng, các phần phụ thuộc của nó và thậm chí cả dữ liệu người dùng.
• Hỗ trợ đơn giản hóa việc chia sẻ nghiên cứu khoa học với cộng đồng toàn cầu trên nhiều địa điểm.
• Khả năng di chuyển các ứng dụng sang đám mây công cộng hoặc đám mây lai.

Bằng cách sử dụng Containers để triển khai các ứng dụng và khối lượng công việc HPC trên Cloud, doanh nghiệp sẽ không bị ràng buộc với hệ thống HPC hoặc nhà cung cấp đám mây cụ thể nào.

Trường hợp sử dụng HPC

Các ứng dụng HPC cũng có vai trò tương tự như các ứng dụng AI nói chung và ứng dụng Deep Learning, Machine Learning nói riêng. Ngày nay, hầu hết ứng dụng HPC đều nhằm phục vụ khối lượng công việc này, cụ thể:

• Chăm sóc sức khỏe, gen và khoa học đời sống: Trước đây, việc giải trình tự bộ gen người mất 13 năm. Ngày nay, hệ thống HPC có thể thực hiện công việc này chỉ trong một ngày. Các ứng dụng HPC khác lĩnh vực này bao gồm phát hiện và thiết kế thuốc, chẩn đoán ung thư nhanh chóng và mô hình hóa phân tử.
• Các dịch vụ tài chính: Ngoài giao dịch tự động và phát hiện gian lận, HPC còn hỗ trợ tốt trong các trường hợp như mô phỏng Monte Carlo và các phương pháp phân tích rủi ro khác.
• Chính phủ và quốc phòng: Hai trường hợp sử dụng HPC ngày càng phổ biến trong lĩnh vực này là dự báo thời tiết và lập mô hình khí hậu. Cả hai trường hợp đều liên quan đến việc xử lý một lượng lớn dữ liệu khí tượng trong lịch sử và hàng triệu các dữ liệu thay đổi hàng ngày tại các điểm dữ liệu khác nhau. Các ứng dụng khác của HPC trong lĩnh vực này bao gồm nghiên cứu năng lượng và thực hiện công việc tình báo.
• Năng lượng: Các ứng dụng HPC liên quan đến năng lượng bao gồm xử lý dữ liệu địa chấn, mô phỏng và lập mô hình hồ chứa, phân tích không gian địa lý, mô phỏng gió và lập bản đồ địa hình.

Thông qua bài viết “HPC là gì? Tìm hiểu về High Performance Computing” trên, chúng tôi đã làm rõ khái niệm HPC, tầm quan trọng cũng như các trường hợp sử dụng công cụ này. Hy vọng doanh nghiệp đã cập nhật thêm các kiến thức hữu ích về HPC.

CMC Cloud - Giải pháp Điện toán đám mây Toàn diện & Linh hoạt nhất. Cho phép tùy biến sử dụng và quản trị 25+ dịch vụ

Website: https://cmccloud.vn

Facebook: https://facebook.com/cmccloud.vn

Hotline: 1900.2010

Zalo OA: https://zalo.me/cmccloud

LinkedIn: linkedin.com/company/cmc-cloud