High Performance Computing (HPC) ist die Fähigkeit eines Rechners, Daten zu verarbeiten und komplexe Berechnungen mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen. Zum Vergleich: Ein Laptop oder Desktop mit einem 3-GHz-Prozessor kann etwa 3 Milliarden Berechnungen pro Sekunde durchführen. Das ist zwar viel schneller als jeder Mensch, aber im Vergleich zu HPC-Lösungen, die Quadrillionen von Berechnungen pro Sekunde durchführen können, schneiden diese weniger gut ab.
Einer der bekanntesten Typen von HPC-Lösungen ist der Supercomputer. Ein Supercomputer enthält Tausende von Rechenknoten, die zusammenarbeiten, um eine oder mehrere Aufgaben zu erledigen. Dies wird als Parallelverarbeitung bezeichnet. Es ist vergleichbar mit Tausenden von vernetzten PCs, die ihre Rechenleistung kombinieren, um Aufgaben schneller zu erledigen.
Warum ist HPC von hoher Bedeutung?
Durch Daten werden bahnbrechende Innovationen vorangetrieben und die Lebensqualität von Milliarden von Menschen auf der ganzen Welt verbessert. HPC ist die Grundlage für wissenschaftliche, industrielle und gesellschaftliche Fortschritte.
Mit der Weiterentwicklung von Technologien wie Internet of Things (IoT), künstlicher Intelligenz (KI) und 3D-Bildgebung nehmen Umfang und Menge der Daten, mit denen Unternehmen arbeiten müssen, exponentiell zu. Für viele Zwecke, wie z.B. das Testen neuer Produkte, ist die Fähigkeit, Daten in Echtzeit zu verarbeiten, entscheidend.
Um der Konkurrenz immer einen Schritt voraus zu sein, benötigen Unternehmen eine blitzschnelle, äußerst zuverlässige IT-Infrastruktur, um riesige Datenmengen zu verarbeiten, zu speichern und zu analysieren.
Wie funktioniert HPC?
HPC-Lösungen bestehen aus drei Hauptkomponenten:
- Berechnen
- Netzwerk
- Speicher
Beim Aufbau einer Hochleistungs-Rechenarchitektur werden Rechenserver zu einem Cluster vernetzt. Softwareprogramme und Algorithmen werden gleichzeitig auf den Servern des Clusters ausgeführt. Der Cluster ist mit dem Datenspeicher vernetzt, um die Ergebnisse zu erfassen. Diese Komponenten arbeiten nahtlos zusammen, um eine Reihe von Aufgaben zu erfüllen.
Um mit maximaler Leistung zu arbeiten, muss jede Komponente mit den anderen Schritt halten. So muss beispielsweise die Speicherkomponente in der Lage sein, die Daten genauso schnell wie sie verarbeitet werden in die Rechenserver einzuspeisen und zu übernehmen. Ebenso müssen die Netzwerkkomponenten in der Lage sein, den Hochgeschwindigkeitstransport von Daten zwischen Rechenservern und dem Datenspeicher zu unterstützen. Wenn eine Komponente nicht mit den anderen mithalten kann, leidet die Leistung der gesamten HPC-Infrastruktur.
In der Praxis mehrfach bewährt haben sich die High Performance GPU Computer der Firma Arestech, die mit leistungsstarken Prozessoren ausgestattet sind und zudem eine Vielzahl von industriellen Konnektivitäts-Standards wie z.B. CAN Bus, PROFINET oder PROFIBUS bieten.
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