HPC
HPC (High Performance Computing) är en förkortning för High Performance Computing, och syftar på användningen av kraftfulla datorer och datoransamlingar för att lösa komplexa problem som skulle vara tunga eller omöjliga att bearbeta inom rimlig tid för vanliga datorer.
HPC-programvaran omfattar olika komponenter och verktyg som gör det möjligt att effektivt hantera, planera och optimera beräkningar på dessa kraftfulla dator-system. Bland de viktigaste delarna i HPC-programvaran ingår:
-
Parallell programmering: I ett HPC-miljö är det ofta viktigt att program kan köras parallellt på flera processorer eller kärnor. Därför krävs specialiserad parallell programmering som gör det möjligt att effektivt dela upp uppgifter och hantera kommunikation mellan processorer.
-
Klustrar och ansamlingar: HPC-system omfattar ofta klustar och datoransamlingar som samarbetar för att lösa uppgifter. Programvara för hantering och styra dessa klustar är en del av HPC-ekosystemet.
-
Uppgiftsplanering: Effektiv planering och hantering av uppgifter på flerkärniga och multiprocessorsystem är viktigt för att uppnå optimal prestanda. HPC-programvaran innehåller verktyg för att planera uppgifter så att processorer kan utnyttjas så bra som möjligt.
-
Prestandaoptimering: HPC-programvaran omfattar verktyg för att optimera programprestanda. Detta inkluderar att hitta möjligheter till förbättringar och effektiv användning av hårdvara samt minimering av overhead-tider.
-
Resursstyrning: HPC-programvaran tillhandahåller verktyg för att övervaka och styra resurser som minne, processorer, diskutrymme och nätverkskapacitet.
-
Stöd för parallella bibliotek och verktyg: Det finns många bibliotek och verktyg som är utformade för parallella beräkningar, och dessa ingår i HPC-ekosystemet. Dessa bibliotek gör det möjligt för programmerare att effektivt skapa parallella program.
-
Datahantering: I HPC är det ofta relaterat till stora mängder data, därför innehåller ofta HPC-programvaran verktyg för att effektivt hantera och analysera dessa data.
Det handlar om ett komplext programvaruekosystem som stöder forskare, forskare, ingenjörer och programmerare vid lösning av krävande och komplexa problem inom vetenskap, teknik, medicin och andra områden.
Självklart finns det många konkreta programvarulösningar inom HPC. Här är några exempel:
-
Slurm: Slurm är en populär resurs- och uppgiftsplanerare för beräkningsklustren. Den används för att effektivt fördela och hantera beräkningsresurser för parallella och distribuerade uppgifter.
-
OpenMPI: OpenMPI är en bibliotek för kommunikation och parallell programmering som gör det möjligt för programmerare att skapa parallella program och kommunicera mellan processorer och noder.
-
CUDA: Om det gäller accelerering av beräkningar med grafikkort, är NVIDIA CUDA en plattform och programmeringsmiljö som gör det möjligt för programmerare att skapa parallella program för NVIDIA-grafikkort.
-
OpenMP: OpenMP är ett API (Application Programming Interface) för parallell programmering som gör det möjligt för programmerare att lägga till parallellitet i sin kod med enkla direktiv.
-
Intel MPI: Intel MPI är en bibliotek för parallell kommunikation och distribuerade beräkningar som stöder programmering på system med flera processorer.
-
Bright Cluster Manager: Den här programvaran tillhandahåller verktyg för att hantera, övervaka och styra beräkningsresurser och uppgifter i HPC-klustren.
-
TORQUE Resource Manager: TORQUE är ett system för hantering av uppgifter och resurser för beräkningsklustren och ansamlingar.
-
GROMACS: Den här programvaran används för simuleringar av biologiska molekyler och system. Den är optimerad för beräkningar på högpresterande datorer.
-
ANSYS Fluent: Det är ett program för CFD-simuleringar (Computational Fluid Dynamics), ofta använd för att modellera vätskeströmmar och värmebehandlingar.
Dessa är bara några exempel på HPC-programvaran som används till olika ändamål, inklusive simuleringar, analyser, beräkningsuppgifter och andra. Varje program har sina egna funktioner och fördelar och är fokuserad på olika aspekter av högpresterande beräkningar.