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O que é HPC (Computação de Alta Performance)?

Já ouviu falar em supercomputação ou HPC? Não, não é um texto sobre o futuro dos computadores ou sobre teorias muito distantes. Venha conhecer mais sobre essa forma de computação.

O que é HPC?

Também conhecida como supercomputação, a HPC é uma computação mais “poderosa”, por assim dizer. É relacionada a forma de processar um volume muito maior de dados em velocidades muito altas, utilizando diversos computadores e dispositivos de armazenamento como uma estrutura coesa.
A utilização da HPC faz com que respostas importantes sobre a sociedade e sobre os maiores problemas mundiais sejam resolvidos, como ciência e engenharia.

Como funciona a HPC?

Existem dois métodos principais de processamento de informação no HPC. São eles o processamento serial e o processamento paralelo.

No processamento serial, cada núcleo da CPU normalmente controla uma tareda de cada vezes. As CPUs são essenciais para executar funções como sistemas operacionais e aplicativos básicos, como processamento de textos, por exemplo.

No processamento paralelo, tudo é desempenhado com várias CPUs ou unidades de processamento gráfico (GPUs). A capacidade de trabalhar em vários planos de dados simultaneamente torna as GPUs um ajuste natural para o processamento paralelo em tarefas de aplicação de Aprendizado de Máquina, como reconhecer objetos em vídeos, por exemplo. Os ambientes de supercomputação abordam desafios grandes e complexos de formas individuais (computadores) e trabalhando juntos em um cluster (grupo conectado) ao realizar grandes quantidades de computação em um curto período de tempo.

A HPC pode ser executada com diversos tipos de cargas de trabalho, mas existem dois que são mais comuns. São eles:

  • Carga de trabalho embaraçosamente paralelas, onde os problemas computacionais são divididos em tarefas pequenas, simples e independentes e são executadas ao mesmo tempo.
  • Carga de trabalho fortemente acopladas, onde há uma grande carga de trabalho compartilhada que são divididas em tarefas menores que se comunicam continuamente. Ou seja, os nós dos clusters se comunicam.

Por que usar a HPC?

Para muitas pesquisas acadêmicas de diversas áreas, a HPC tem sido crítica há décadas. Sua alta capacidade de resolução, em menos tempo e com menos custo do que a computação tradicional. Confira mais alguns benefícios:

Velocidade de processamento

Com CPUs mais modernos, malhas de rede de baixa latência e outros fatores, a HPC pode realizar cálculos massivos em minutos.

Redução de custos

Como dissemos, as respostas mais rápidas significam menos tempo e dinheiro perdido. A HPC é baseada em cloud computing, o que dá a possibilidade ao usuário pagar apenas pelo que usa.

Inovação

A HPC é pura inovação para quase todos os setores, ela acaba sendo a força por trás das grandes descobertas mais inovadoras de todo o mundo.

Desafios do HPC em ambientes on-premise

Assim, as organizações com ambientes de HPC no local possuem controle de operações mas enfrentam alguns desafios como:

  • Alto investimento em equipamentos de computação
  • Gerenciamento contínuo é pago e envolve outros custos operacionais
  • Possibilidade de atrasos e permanência em filas de até meses, quando há aumento de demandas
  • Diminuição no ritmo da pesquisa em decorrência de grandes atualizações para os equipamentos.

As implantações baseadas em nuvem estão cada vez mais populares, já que elas pagam apenas pelo que usam, mudando conforme suas necessidades. Dessa forma, os provedores de nuvem oferecem CPUs e GPUs mais recentes e mais rápidas, com serviços disponíveis o dia todo.

Como escolher o melhor ambiente em nuvem para HPC?

Para tomar essa decisão é preciso saber que nem todos os ambientes de nuvem são projetados para HPC. Portanto é importante ter em mente algumas características:

Alto desempenho

Ter um ambiente de nuvem que ofereça ampla capacidade e desempenho de ponta, que exceda ou atenda as implantações locais típicas.

Expertise em HPC

O provedor deve ter um trabalho de HPC para uma variedade de clientes, demonstrando experiência na execução de altas cargas de trabalho.

Flexibilidade

Entenda que suas cargas de trabalho devem ser executadas da mesma forma na nuvem e on- premise. Os resultados adquiridos devem ser consistentes, isso é de extrema importância em diversos setores onde há, por exemplo, comparações ano a ano.

Exemplos da sua aplicação por setor

Conforme discorremos neste artigo, a HPC é muito importante por desempenhar um papel de inovação, abrindo caminhos para diversas descobertas científicas, mas ela não se restringe por aí, existem diversas áreas que podem se beneficiar. Por exemplo:

Saúde e ciências da vida

Descobertas de medicamentos e identificação de mutações genéticas. As ferramentas de HPC podem acelerar a medicina de precisão.,

Energia

Geração de energia e refino de distribuição de petróleo. Inovações que contribuem para melhores em fontes de energia.

Setor público

Segurança cibernética e respostas rápidas a desastres. A HPC cria uma comunidade mais segura e conectada.

Conclusão

A supercomputação não vai parar por aí. A cada ano novas tecnologias se agrupam para melhorar e expandir o mercado global de HPC. É possível pensar que, em um futuro próximo, exista uma coexistência entre Big Data e HPC.