Was ist HPC?

High-Performance-Computing (HPC) ist eine Klasse von Anwendungen und Workloads, die rechenintensive Operationen über mehrere Ressourcen hinweg durchführen.

HPC in Ihrem Unternehmen:

  • Immer mehr Unternehmen entscheiden sich für die Einführung von HPC, also die Nutzung leistungsstarker Cluster, um rechenintensive Aufgaben zu lösen.

  • HPC ist der Motor bahnbrechender Neuerung in Bereichen wie autonomen Fahrzeugen, Erdbebentechnik, der Erdölindustrie, der Präzisionsmedizin und dem Finanzrisikomanagement.

  • Diese Systeme basieren auf einem Fundament aus HPC-Prozessoren, wie den Intel® Xeon® Prozessoren, und weiteren Komponenten für Arbeitsspeicher, Datenspeicher und Fabric.

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Wie funktioniert HPC?

Wissenschaftler, Ingenieure und Forscher verwenden High-Performance-Computing (HPC) für unglaublich rechenintensive Aufgaben, zum Beispiel für Wettervorhersagen, die Öl- und Gasförderung, den Bereich der Physik und Quantenmechanik und vieles mehr.

Während HPC auf einem einzelnen System ausgeführt werden kann, resultiert sein echtes Leistungsvermögen aus der Vernetzung mehrere HPC-Knoten in einem Cluster, der auch als Supercomputer bezeichnet wird. Dies bietet das Potenzial für Simulationen von extremen Ausmaßen, die auf einem einzelnen System nicht realisierbar oder schlichtweg nicht möglich wären.

Einige der ersten und bedeutendsten Supercomputer wurden von Cray entwickelt, einem heutigen Intel® Datacenter Builders Partner. Moderne Supercomputer sind umfangreiche Cluster, die aus CPUs, Beschleunigern, High-Performance-Computing-Fabric und komplexem Arbeits- und Datenspeicher bestehen. All diese Komponenten arbeiten über Knoten hinweg zusammen, um Engpässe zu verhindern und bestmögliche Leistung bereitzustellen.

Scale-up-Ansatz für Leistung
HPC-Anwendungen nutzen die Vorteile von Hardware- und Software-Architektur, die Berechnungen über Ressourcen innerhalb eines einzelnen Systems, im Allgemeinen einem Server, verteilen. Diese Form der parallelen Verarbeitung wird als „Scale-up“-Ansatz bezeichnet. Die Leistungsgewinne sind hoch, aber durch das Potenzial innerhalb eines einzelnen Systems beschränkt.

Scale-out-Ansatz für Leistung
Darüber hinaus können HPC-Anwendungen Vorteile nutzen, indem sie Berechnungen über mehrere Systeme hinweg verteilen, wobei die Systeme so konfiguriert sind, dass sie wie ein einzelnes System agieren. Dies wird als HPC-Cluster bezeichnet und ermöglicht es Anwendungen, Berechnungen parallel auf eine Reihe von Systemen verteilt auszuführen.

Kosten und Vorteile von HPC

Im Unternehmensbereich wächst HPC zusehends. Zudem wird es immer leichter zugänglich. Wissenschaftler und Ingenieure können HPC-Workloads auf interner Infrastruktur ausführen, aber auch die Rechenleistung skalieren, ohne umfangreiche Ausgaben zu tätigen, indem sie Ressourcen von Public-Cloud-Service-Providern nutzen.

HPC-Anwendungsfälle
Heute nutzen Unternehmen HPC für Simulations- und Modellierungsanwendungen in wichtigen Bereichen wie der Entwicklung autonomer Fahrmodelle, dem Design und der Herstellung von Produkten, der Analyse seismischer Wellen und deren Auswirkungen auf Gebäude sowie der Beurteilung von Öl- und Gasförderungsstrategien. HPC-Systeme bringen auch die Präzisionsmedizin, die Finanzrisikobeurteilung, die Betrugserkennung, die numerische Strömungsmechanik und andere Bereiche voran.

HPC-Komponenten
Die produktivsten HPC-Systeme verfügen über eine hochgradig abgestimmte Kombination aus Hardware und Software. Für HPC ausgelegte Hardware umfasst in der Regel leistungsstarke CPUs in Verbindung mit Fabric-, Arbeits- und Datenspeicher- sowie Netzwerkkomponenten. Für spezielle Aufgaben kommen zudem auch Beschleuniger zum Einsatz. Für HPC-Plattformen ausgelegte Software, Bibliotheken, optimierte Frameworks für Big Data und Deep Learning sowie andere Software-Tools helfen dabei, den größten Nutzen aus HPC-Clustern zu ziehen.

HPC und Intel

Intel bietet ein umfassendes Portfolio an Hardware und Software, um die Anforderungen von High-Performance-Computing zu erfüllen. Das ist HPC auf Intel® Technik.

Alles beginnt mit der skalierbaren Intel® Xeon® Prozessorreihe, die das Fundament für bahnbrechendes HPC legt und für signifikante Verbesserungen der Agilität und Skalierbarkeit sorgt. Als Nächstes folgen Netzwerkkomponenten wie Intel® Ethernet-Produkte und Intel® Omni-Path Fabric (Intel® OP Fabric) für Skalierungsoptimierungen. Intel® Optane™ DC Technik bieten Innovationen im Bereich des Arbeits- und Datenspeichers, und Intel® FPGAs sorgen für die Beschleunigung bestimmter Aufgaben. Intel® Software- und Entwickler-Tools bieten den besten Weg hin zu starker Leistung, um die Vorteile der Intel® Architektur und Technik zu nutzen.

Mit dieser umfassenden Auswahl an Produkten und Technik bietet Intel Lösungen für die HPC-Belange großer und kleiner Unternehmen. Intel hilft dabei, für die weltweit größten wissenschaftlichen Herausforderungen Exascale-Computing bereitzustellen, und bietet einen auf Standards basierten Ansatz für Lösungen, die für gängige HPC-Anwendungen über die Intel® HPC-Plattform-Spezifizierung ausgelegt sind. Die Zugänglichkeit steigt und Intel unterstützt Benutzer dabei, die Vorteile von Fortschritten in Technik, die HPC unterstützt, zu nutzen.

Die Konvergenz von KI und HPC
Das kombinierte Potenzial aus HPC sowie Machine und Deep Learning für unterschiedliche Anwendungen – von Linguistik über Genomsequenzierung bis zu globalen Klimamodellen – ist vielversprechend. Intel bringt die Konvergenz von KI und HPC voran, indem das Unternehmen mit dem Partnerumfeld an der Entwicklung von Referenzarchitekturen und arbeitet, die speziell für die Zusammenführung dieser Einsatzbereiche konzipiert sind.

Intel® Select Solutions für HPC
Die richtige Kombination aus Hardware, Software und Konfigurationen für HPC zu finden, kann zur Herausforderung werden. Entdecken Sie Intel® Select Solutions für HPC, um die Anforderungen von Anwendungen schnell und einfach mit passenden Lösungen für Simulation und Visualisierung, Simulation und Modellierung sowie Genomanalysen abzustimmen.

HPC-Fortschritte voranbringen

Mit den neuesten Fortschritten im Computing- und Software-Bereich macht HPC einen gewaltigen Schritt vorwärts. Bei Intel werden wir auch weiterhin eng mit dem HPC-Umfeld zusammenarbeiten, um Hardware-Leistung zu optimieren, HPC, KI und Analysen zusammenzuführen und den Weg hin zu Exascale-Computing bestmöglich zu ebnen.

Mit High-Performance-Computing erhalten Sie geballte Leistung, da viele vernetzte HPC-Knoten Berechnungen parallel durchführen können.

Rechtliche Hinweise und Disclaimer

Die Funktionsmerkmale und Vorteile von Intel® Techniken hängen von der Systemkonfiguration ab und können geeignete Hardware, Software oder die Aktivierung von Diensten erfordern. Die Leistungsmerkmale variieren je nach Systemkonfiguration. Kein Produkt und keine Komponente können absolute Sicherheit bieten. Informieren Sie sich beim Systemhersteller oder Einzelhändler oder auf intel.de.

Hinweise zur Optimierung: Unter Umständen können Intels Compiler bei Optimierungen, die nicht für Mikroprozessoren von Intel spezifisch sind, auch bei Mikroprozessoren anderer Hersteller denselben Optimierungsgrad erzielen. Zu diesen Optimierungen gehören Befehlssätze für SSE2, SSE3 und SSSE3 sowie weitere Optimierungen. Intel übernimmt keine Garantie für die Verfügbarkeit, Funktionalität oder Wirksamkeit von Optimierungen für Mikroprozessoren, die nicht von Intel hergestellt wurden. Mikroprozessorabhängige Optimierungen in diesem Produkt sind für die Anwendung in Verbindung mit Intel® Mikroprozessoren bestimmt. Bestimmte, nicht für die Intel Mikroarchitektur spezifische Optimierungen sind für Intel® Mikroprozessoren reserviert. Entnehmen Sie weitere Informationen zu den spezifischen Befehlssätzen, die von dieser Mitteilung abgedeckt werden, den entsprechenden Benutzer- und Referenzhandbüchern. Revisionshinweis: 20110804

Die beschriebenen Kostensenkungsszenarien sind als Beispiele dafür gedacht, wie ein bestimmtes Produkt mit Intel® Technik unter den genannten Umständen und in der angegebenen Konfiguration zukünftige Kosten beeinflussen und Einsparungen ermöglichen kann. Die Umstände unterscheiden sich von Fall zu Fall. Intel übernimmt keine Gewähr für Kosten oder Kostensenkungen.

Intel schließt jegliche ausdrücklichen oder konkludenten Gewährleistungen aus, einschließlich konkludenter Gewährleistungen bezüglich der Eignung für den Handel oder einen bestimmten Zweck und der Nichtverletzung von Rechten, sowie Gewährleistungen, die aus einer Leistungserbringung, aus dem Handel oder der Verwendung im Handel entstehen.

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