HPC

HPC (High Performance Computing) je zkratka pro Vysoce Výkonný Výpočet, a odkazuje se na použití výkonných počítačů a seskupení počítačů k řešení komplexních problémů, které by byly pro běžné počítače náročné nebo nemožné zpracovat v rozumném čase.

HPC software zahrnuje různé komponenty a nástroje, které umožňují efektivně řídit, plánovat a optimalizovat výpočty na těchto výkonných počítačových systémech. Mezi hlavní prvky HPC softwaru patří:

Paralelní programování: V prostředí HPC je často důležité, aby se programy mohly provádět současně na více procesorech nebo jádrech. Proto se vyžaduje specializované paralelní programování, které umožňuje efektivně rozdělit úkoly a spravovat komunikaci mezi procesory.

Klastry a seskupení: HPC systémy často zahrnují klastry a seskupení počítačů, které spolupracují na řešení úloh. Software pro správu a řízení těchto clusterů je součástí HPC ekosystému.

Plánování úkolů: Efektivní plánování a řízení úkolů na vícejádrých a víceprocesorových systémech je důležité pro dosažení optimálního výkonu. HPC software obsahuje nástroje pro plánování úloh tak, aby byly procesory využity co nejlépe.

Optimalizace výkonu: HPC software zahrnuje nástroje pro optimalizaci výkonu programů. To zahrnuje hledání možností pro zrychlení a efektivní využití hardwaru, jakož i minimalizaci režijních časů.

Správa zdrojů: HPC software poskytuje nástroje pro sledování a řízení zdrojů, jako jsou paměť, procesory, diskový prostor a síťová kapacita.

Podpora pro paralelní knihovny a nástroje: Existuje mnoho knihoven a nástrojů určených pro paralelní výpočty, které jsou součástí HPC ekosystému. Tyto knihovny umožňují programátorům efektivně vytvářet paralelní aplikace.

Zpracování dat: V HPC souvisí často s velkým objemem dat, proto software pro HPC často obsahuje nástroje pro efektivní zpracování a analýzu těchto dat.

Celkově jde o komplexní ekosystém softwaru, který podporuje výzkumníky, vědce, inženýry a programátory při řešení náročných a komplexních problémů v oblasti vědy, techniky, medicíny a jiných odvětví.

 

Samozřejmě, existuje mnoho konkrétních softwarových řešení v oblasti HPC. Zde je několik příkladů:

Slurm: Slurm je populární manažer zdrojů a plánovač úloh pro výpočetní klastry. Používá se pro efektivní rozdělení a správu výpočetních zdrojů pro paralelní a distribuované úkoly.

OpenMPI: OpenMPI je knihovna pro komunikaci a paralelní programování, která umožňuje programátorům vytvářet paralelní aplikace a komunikovat mezi procesory a uzly.

CUDA: Pokud jde o akceleraci výpočtů pomocí grafických karet, NVIDIA CUDA je platforma a programovací prostředí, které umožňuje programátorům vytvářet paralelní aplikace pro NVIDIA grafické karty.

OpenMP: OpenMP je API (rozhraní pro programování aplikací) pro paralelní programování, které umožňuje programátorům přidat paralelnost do svého kódu pomocí jednoduchých direktiv.

Intel MPI: Intel MPI je knihovna pro paralelní komunikaci a distribuované výpočty, která podporuje programování na systémech s více procesory.

Bright Cluster Manager: Tento software poskytuje nástroje pro řízení, monitorování a správu výpočetních zdrojů a úkolů v HPC clusterech.

TORQUE Resource Manager: TORQUE je systém pro správu úloh a zdrojů pro výpočetní klastry a seskupení.

GROMACS: Tento software se používá k simulaci biomolekul a biologických systémů. Je optimalizován pro výpočty na vysoce výkonných počítačích.

ANSYS Fluent: Je to software pro simulaci CFD (Computational Fluid Dynamics), často používaný pro modelování toků tekutin a tepelných procesů.

Toto jsou jen některé příklady HPC softwaru, které se používají pro různé účely, včetně simulací, analýz, výpočetních úloh a dalších. Každý software má své vlastní funkce a výhody a je zaměřen na různé aspekty vysoce výkonného výpočtu.