什么是高性能计算 (HPC)？

高性能计算 (HPC) 是指高速处理数据并执行复杂计算的能力。具体来说，采用 3 GHz 处理器的笔记本电脑或台式机每秒可执行大约 30 亿次计算。虽然这要比任何人都快得多，但与每秒可执行万亿次计算的 HPC 解决方案相比，它也是微不足道。 

最知名的 HPC 解决方案之一是超级计算机。一台超级计算机包含数千个计算节点，这些节点协同工作来完成一项或多项任务。这称为并行处理。它类似于将数千台 PC 联网在一起，将计算能力相结合，以更快地完成任务。

正是通过数据，我们才得以实现开创性的科学发现，推动改变游戏规则的创新，并提高全球数十亿人的生活质量。HPC 是科学、工业和社会进步的基础。

随着物联网 (IoT)、人工智能 (AI) 和三维成像等技术的发展，企业必须处理的数据量也呈指数级增长。对于流式传输直播体育赛事、跟踪正在发生的风暴、测试新产品或分析股票趋势等多种用途而言，实时处理数据的能力至关重要。

为了在竞争中保持领先地位，企业需要速度快、高度可靠的 IT 基础架构来处理，存储和分析海量数据。

HPC 解决方案包括三个主要组件：

• 计算
• 网络
• 存储

为了构建高性能计算架构，计算服务器会通过网络连接到一个集群中。软件程序和算法会在集群中的服务器上同时运行。集群通过网络连接到数据存储来捕获输出。这些组件可以无缝运行，从而完成多种多样的任务。

要以最佳性能运行，每个组件都必须与其他组件保持同步。例如，存储组件必须能够在处理数据时尽快将数据馈送和载入计算服务器。同样，网络组件必须能够支持计算服务器和数据存储之间的高速数据传输。如果一个组件无法跟上其余组件的步伐，则整个 HPC 基础架构的性能将会受到影响。

一个 HPC 集群由数百或数千个通过网络连接的计算服务器组成。每个服务器都称为一个节点。每个集群中的节点彼此并行工作，提高处理速度，从而实现高性能计算。

HPC 解决方案可部署在内部、边缘或云端，可在多个行业中用于各种用途。下面略举几例：

• 研究实验室：HPC 可帮助科学家找到可再生能源，了解宇宙的演变，预测和跟踪风暴并发明新材料。
• 媒体和娱乐：HPC 可用于编辑电影影片，呈现令人兴奋的特效以及直播全球各地的精彩活动。
• 石油和天然气：HPC 可用于更准确地确定在何处钻新井，并帮助提高现有井的生产率。
• 人工智能和机器学习：HPC 可用于检测信用卡欺诈行为，提供自助技术支持，教授自动驾驶汽车并改进癌症筛查技术。
• 金融服务：HPC 可用于跟踪实时库存趋势并自动进行交易。
• HPC 可用于设计新产品，模拟测试场景，并确保部件保持库存状态，以避免生产线出现问题。
• HPC 可用于帮助开发糖尿病和癌症等疾病的治疗方案，并帮助更快、更准确地对患者进行诊断。

NetApp HPC 解决方案采用了一整套高性能、高密度的 E 系列存储系统。具有行业领先性价比的模块化架构提供了真正的按需购买解决方案，可满足多 PB 数据集的存储需求。该系统与 Lustre、IBM Spectrum Scale、BeeGFS 等领先的 HPC 文件系统集成在一起，可满足全球最大计算基础架构对性能和可靠性的要求。

E 系列系统可提供应对极端工作负载挑战所需的性能、可靠性、可扩展性、精简性和较低的 TCO：

• 性能。每个可扩展组件可提供高达 100 万次随机读取 IOPS 和 13 GB/ 秒持续（最大突发）写入带宽。NetApp HPC 解决方案针对闪存和旋转介质进行了优化，含有内置技术，可监控工作负载并自动调整配置以最大限度地提高性能。
• 可靠性。我们的容错设计提供高于 99.9999％ 的可用性 — 已在逾 100 万个系统上部署，经过实践验证。内置的数据保证功能有助于确保数据准确无误，无损坏或遗漏。
• 易于部署和管理。模块化设计，实时（“剪切和粘贴”）存储块复制，主动式监控和自动化脚本等功能共同构成了轻松、快速和灵活的管理。
• 可扩展性。一种精细的组件式增长方法，通过以任意增量添加容量（一次添加一个或多个驱动器），实现从 TB 到 PB 的无缝可扩展性。
• 较低的 TCO。与商用 HDD 和 SSD 设备相比，经过性价比优化的组件以及业内最佳的每密度均可实现低电耗、散热和支持成本，并将故障率降低 4 倍。