Sinds de introductie van de eerste supercomputers, zoals de IBM NORC (1950) de UNIVAC LARC (1960) en de CDC 6600 (1964), heeft high-performance computing (HPC) zich razendsnel ontwikkeld. Zo zijn de snelste supercomputers tegenwoordig meer dan 300.000 keer zo snel dan CDC 6600. Tegelijkertijd is ook de hoeveelheid data die bij HPC wordt verwerkt en gegenereerd, enorm gegroeid sinds de eerste supercomputers. Het was en is daarom nog steeds noodzakelijk voor HPC om al deze data sneller en efficiënter te verwerken. Dit heeft ertoe geleid dat HPC-ontwikkelaars en ontwerpers ‘outside the box’ moeten nadenken over het verwerken van data. Ze moeten niet alleen nadenken over hoe data worden verwerkt, maar ook over waar deze verwerking plaatsvindt en welke data er worden verwerkt.
Momenteel is er nog geen gestandaardiseerde beste aanpak hoe data verwerkt moeten worden bij HPC. Toch zijn er ook doorbraken, bijvoorbeeld op het gebied van AI. De innovaties en doorbraken volgen zich hier snel op, denk bijvoorbeeld aan de razendsnelle opkomst van het populaire ChatGPT. Daarnaast heeft de komst van cloud computing ervoor gezorgd dat we sneller kunnen innoveren en experimenteren met HPC. Hieronder vijf trends in HPC, wat ze betekenen en hoe bedrijven hier maximaal gebruik van kunnen maken.
Kunstmatige intelligentie om HPC te verbeteren
Het is erg moeilijk om het over HPC trends te hebben zonder AI te benoemen. In de afgelopen vijf jaar is de hoeveelheid data die beschikbaar is gekomen voor AI zo sterk toegenomen, dat AI zelfs een impact heeft op HPC in plaats van andersom. Dit komt mede door de komst van Internet of Things (IoT), 5G en andere op data gebaseerde technologieën.
High-performance computers zijn nodig om AI workloads te verwerken, maar AI kan nu helpen om de operaties van HPC-datacenters te verbeteren. AI kan bijvoorbeeld de gezondheidsstatus van systemen monitoren, waaronder die van storage, servers en het netwerk. Hierdoor worden systemen correct afgesteld en kunnen storingen worden voorspeld. Bedrijven kunnen AI daarnaast gebruiken om energie te besparen en de efficiëntie te verbeteren door verwarmings- en koelsystemen te optimaliseren.
AI is ook belangrijk voor de security in HPC systemen, aangezien het gebruikt kan worden om in- en uitgaande data te controleren op malware. Daarnaast kan het data beveiligen via gedragsanalyses en door afwijkingen te detecteren. Ook Natural Language Processing (NLP) zal HPC verbeteren. NLP kan helpen door de inzichten en andere waardes van data die voortkomen uit HPC te vertalen naar meer toegankelijkere technologieën. Hierdoor kan iedereen – ook zonder veel kennis van HPC – gebruik maken van HPC toepassingen.
Edge computing verhoogt de snelheid en de waarde
Bedrijven kunnen hun HPC-datacenter on-premises inrichten, in de cloud, aan de ‘edge’ (hoe deze ook gedefinieerd mag zijn) of een combinatie van hiervan. Veel bedrijven kiezen echter om hun HPC-datacenter in te richten aan de edge. Zo kunnen ze gebruik maken van een lagere latency en snellere reactietijden en kan er worden bespaard op bandbreedte.
Gecentraliseerde datacenters zijn vaak te langzaam voor moderne toepassingen. Om te voldoen aan de steeds strengere, op 5G gebaseerde SLA’s, vereisen deze toepassingen dat de gegevens zo dicht mogelijk bij de toepassing zelf of het apparaat worden verwerkt en opgeslagen. Een fenomeen dat ook wel ‘data gravity’ wordt genoemd.
Snelheid is essentieel voor high-performance computing. Hoe sneller HPC data kan verwerken, hoe meer data er verwerkt kan worden en hoe meer complexe problemen er opgelost kunnen worden. Nu edge computing in populariteit toeneemt, zal high-performance computing alleen maar krachtiger en waardevoller worden.
HPC wordt toegankelijker dankzij het ‘as a Service’-model
Doordat er steeds meer gebruik wordt gemaakt van de cloud, is het aantal as-a-Service-modellen toegenomen. Ook HPC gaat hiervan gebruikmaken. Veel fabrikanten verkopen geen HPC-apparatuur meer, maar leveren HPC nu als dienst (HPCaaS). Hierdoor hoeven bedrijven geen interne experts meer aan te trekken en kan er aanzienlijk bespaard worden op middelen en infrastructuur, vergeleken met het inrichten van een eigen HPC-platform. Daarbij kan wel geprofiteerd worden van de voordelen die HPC biedt, via de cloud.
Grote cloud providers, zoals Amazon (AWS), Google, Microsoft (Azure) en Alibaba bieden allemaal HPCaaS. HPCaaS biedt verschillende voordelen, zoals een eenvoudige implementatie, schaalbaarheid en voorspelbaarheid van kosten.
Meer gebruik van GPU computing
Hoewel graphics processing units (GPU’s) oorspronkelijk ontworpen waren voor games, is het tegenwoordig een van de belangrijkste computer technologieën voor veeleisende toepassingen zoals HPC. Een GPU bevat meer ‘cores’ dan een normale CPU en is daardoor staat om verschillende taken parallel te verwerken. De prestatievoordelen die dit oplevert voor specifieke taken, maken GPU’s zeer geschikt voor taken als AI/machine learning, video editing en games.
Toepassingen die gebruik maken van GPU’s voor HPC zijn onder andere het berekenen van weersvoorspellingen, data mining en andere processen waarbij meerdere stukken data snel verwerkt moeten worden. De grootste producent van GPU’s is NVIDIA.
Storage is essentieel voor HPC
Er zijn drie onderdelen die essentieel zijn voor een optimaal presterend HPC-systeem: computing, networking en storage. Computing is de kern van bij HPC. Hoe krachtiger de computing componenten, hoe meer data er verwerkt kunnen worden en hoe meer complexe problemen er opgelost kunnen worden. Networking verwijst naar een netwerkinfrastructuur die een hoge bandbreedte, lage latency en veel gelijktijdige verbindingen ondersteunt. Storage is met name belangrijk om vertragingen en bottlenecks te voorkomen bij het lezen en schrijven van enorme hoeveelheden data. Het is daarom essentieel om een storage oplossing te gebruiken dat de enorme hoeveelheid data bij HPC kan verwerken.
Een data storage systeem voor HPC moet:
- ervoor zorgen dat de data altijd en overal toegankelijk is;
- dataverzoeken van elke grootte kunnen verwerken;
- prestatiegerichte protocollen ondersteunen;
- schaalbaar zijn om te kunnen voldoen aan de hoge eisen van SLA’s.
HPC zal zich snel blijven ontwikkelen
HPC zal zich ook in de komende jaren snel blijven ontwikkelen. AI zal hier ongetwijfeld een grote impact op hebben, maar we moeten de rol van HPC om AI-workloads te verwerken ook niet onderschatten. Om het maximale te halen uit een HPC systeem en om deze toekomstbestendig te maken, is het belangrijk om de bovenstaande trends te volgen op het gebied van computing, networking en storage.
Dit is een ingezonden bijdrage van Pure Storage. Via deze link vind je meer informatie over de mogelijkheden van het bedrijf.
2 dagen geleden
Expert bijdrage
