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O que é computação de alto desempenho (HPC)?

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Computação de alto desempenho (HPC) geralmente se refere ao processamento de cálculos complexos em alta velocidade, em vários servidores em paralelo. Esses grupos de servidores são conhecidos como clusters e são compostos de centenas ou até mesmo milhares de servidores que foram conectados por meio de uma rede. Em um cluster de HPC, cada computador de componente geralmente é chamado de "nó".

Os clusters de HPC executam lotes computacionais. O núcleo do cluster de HPC é o programador, usado para rastrear os recursos disponíveis, permitindo que as solicitações de tarefas sejam atribuídas com eficiência a vários recursos computacionais (CPU e GPU) por uma rede rápida.

Um solução HPC típica possui três componentes principais:

  • Computação
  • Rede
  • Armazenamento

As soluções de HPC agora podem ser implantadas on-premise, na edge ou até na nuvem.

Transforme seu negócio com a computação de alto desempenho

Um supercomputador é constituído de milhares de nós computacionais que trabalham juntos para concluir tarefas. 

Embora historicamente os “supercomputadores” sejam apenas máquinas extremamente rápidas, os computadores atuais de alto desempenho são desenvolvidos usando vários clusters de servidores com uma ou mais unidades centrais de processamento (CPUs).

Os supercomputadores de hoje agregam força computacional para oferecer desempenho significativamente maior do que simples desktops ou servidores e são usados para resolver problemas complexos em engenharia, ciências e negócios.

Com a aplicação de um poder computacional maior com HPC, problemas complexos relativos a dados podem ser resolvidos usando conjuntos de dados maiores, no mesmo período de tempo. Essa capacidade permite que os problemas sejam descritos e examinados com maior resolução, maior escala e com mais elementos.

As soluções HPC exigem um sistema operacional para serem executadas. O Linux® é o sistema operacional dominante para computação de alto desempenho, de acordo com a lista TOP500, que acompanha os sistemas computacionais mais potentes do mundo. Todos os supercomputadores da TOP500 usam o Linux, e muitos dos 10 melhores sistemas executam o Red Hat® Enterprise Linux.

Com o aumento do uso de tecnologias como a Internet das Coisas (IoT), inteligência artificial (AI) e machine learning (ML), as organizações estão produzindo enormes quantidades de dados e precisam estar prontas para processar e usar esses dados com mais rapidez em tempo real.  

A HPC agora está sendo executada em qualquer lugar, da nuvem à edge, e pode ser aplicada a uma variedade de problemas (e em diferentes setores, como ciências, saúde e engenharia) devido à sua capacidade de resolver problemas computacionais de larga escala em tempo e custos razoáveis. 

Para fortalecer os algorítimos cada vez mais sofisticados, surgiu a análise de dados de alto desempenho (HPDA) como um novo segmento que aplica os recursos de HPC a big data. Além disso, a supercomputação tem permitido que o deep learning e as redes neurais melhorem ainda mais a inteligência artificial. 

A HPC pode ser aplicada a outros setores e casos de uso, por exemplo, pesquisas governamentais e acadêmicas, gráficos de alta performance, biociências, genômica, manufatura, serviços financeiros e bancários, geociência e mídia.

Os recursos necessários para analisar o big data e resolver problemas complexos estão se expandindo para além dos clusters computacionais on-premise no datacenter que normalmente estão associados à HPC e em recursos disponíveis em serviços da nuvem pública

A adoção da nuvem para HPC é fundamental para a transição de cargas de trabalho de uma abordagem apenas on-premise para uma outra que seja independente de uma infraestrutura ou localização específica. 

A cloud computing permite a disponibilização de recursos sob demanda, o que pode ser eficaz em termos de custo e permite maior flexibilidade para executar cargas de trabalho de HPC. 

A adoção de tecnologias de containers também ganhou força na HPC. Os containers são desenvolvidos para serem leves e permitir flexibilidade com baixos níveis de carga de trabalho, melhorando o desempenho e o custo. Eles também ajudam a atender aos requisitos de muitas aplicações de HPC, tais como escalabilidade, confiabilidade, automação e segurança.

A capacidade de criar pacotes de códigos de aplicações, suas dependências e até mesmo dados de usuário, combinados com a demanda para simplificar o compartilhamento de pesquisas e descobertas científicas com uma comunidade global em vários locais, além da capacidade de migrar essas aplicações para nuvens públicas ou híbridas, torna os containers bastante relevantes para ambientes de HPC.

Ao usar containers para implantar apps e cargas de trabalho de HPC na nuvem, você não fica mais dependente de um sistema HPC ou provedor de nuvem específico. 

O Red Hat Enterprise Linux oferece uma plataforma que oferece confiabilidade e eficiência para cargas de trabalho de HPC em escala para ambientes on-premise, na nuvem ou ambientes HPC híbridos. O Red Hat Enterprise Linux oferece uma gama de ferramentas de container para aumentar a portabilidade e a replicabilidade das cargas de trabalho de HPC.

O Red Hat OpenShift é uma plataforma empresarial de orquestração de containers que estende os recursos do Kubernetes e viabiliza operações consistentes e o gerenciamento do ciclo de vida da aplicação em escala, usando opções de topologia flexíveis para oferecer suporte a cargas de trabalho de baixa latência em qualquer lugar.

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