Čo je to HPC

High performance computing (HPC) alebo vysoko výkonné počítanie (VVP) znamená využívanie (super)počítačov a počítačových klastrov na riešenie numericky alebo dátovo náročných úloh z rôznych odvetví vedy a techniky. Príkladom sú aplikácie v medicíne (genetika, „in silico“ dizajn liečiv, …), vo fyzike (meteorologické a klimatické modely, jadrová a časticová fyzika, …), v chémii (vlastnosti atómov a molekúl, korelácia medzi štruktúrou a reaktivitou, ….) ale aj v ekonomike (risk investícii, rast akcií, …) a v mnohých ďalších odvetviach.

Za superpočí­tače sú považované systémy, ktoré svojím výkonom vysoko prevyšujú bežné, osobné počítače. Na meranie výpočtového výkonu sú používané rôzne štandardizované testy akým je napríklad LINPACK (LINear equations software PACKage) benchmark. Jednotkou výpočtového výkonu počítačov je Flop (počet operácii s plávajúcou desatinnou čiarkou (floating point) za sekundu). Moderné superpočítače dosahujú výkony na úrovni terraFlopov (10^12) až petaFlopov (10^15). Agregátny výpočtový výkon je ovplyvnený aj ďalšími parametrami, akými sú oneskorenie a priepustnosť dátových sietí, prostredníctvom ktorých procesory alebo uzly superpočítača komunikujú, oneskorenie a priepustnosť komunikácie s úložiskom dát a pod. Všetky tieto parametre determinujú škálovateľnost, čiže efektivitu tzv. paralelných výpočtov využívajúcich viac uzlov, procesorov resp. jadier súčasne.

Trendom v modernom VVP je už spomenuté paralelné počí­tanie. V súčasnosti už jasne dominuje viacuzlová, viacprocesorová resp. viacjadrová architektúra superpočí­tačov, pričom jednotlivé výpočtové jednotky spolu komunikujú a ako celok poskytujú agregovaný výkon. Ich vzájomne prepojenie je realizované vysoko rýchlostnou sieťou, ako je napr. Infiniband alebo 10Gb/s ethernet, reps. inou dedikovanou sieťou. Architektúry takéhoto typu je možné (aspoň teoreticky) škálovať do obrovských rozmerov, pričom limitujúcimi faktormi sú spotreba elektrickej energie, chladenie a priestorové možnosti miesta inštalácie.