Was ist der Nutzen eines Supercomputers?

HPC-Grundlagen-Serie Teil 1: Was ist Supercomputing? Teil 2: Was ist künstliche Intelligenz? Teil 3: Was ist ein Grafikprozessor? Teil 4: Was ist ein FPGA? Teil 5: Was ist Deep Learning und was sind neuronale Netze? Teil 6: Was ist Public Cloud Computing? Teil 7: Wozu dient ein Supercomputer?

Supercomputer werden für so ziemlich alles eingesetzt. Was einen normalen Computer in einen Supercomputer verwandelt, ist die Bündelung mehrerer hochleistungsfähiger, optimierter Computer, die alle für eine bestimmte Art von Aufgabe konfiguriert sind. Diese Optimierung umfasst in der Regel fein abgestimmte Hardware, ein spezialisiertes Netzwerk, große Mengen an Speicherplatz usw. Umgekehrt haben die Arbeitslasten, die einen Supercomputer erfordern, in der Regel zwei Dinge gemeinsam: Sie erfordern entweder die Berechnung einer riesigen Datenmenge oder sie sind sehr rechenintensiv.

Supercomputer werden nicht für Dinge wie das Hosting von Webdiensten, das Hosten von Anwendungen oder allgemeine Geschäftsberechnungen verwendet, die ständig laufen. Sie würden zum Beispiel Ihre Website oder eine Tabellenkalkulation nicht auf einem Supercomputer laufen lassen. Der erste Grund sind die Kosten: Supercomputer bestehen aus hoch optimierter, teurer Hardware, und ein handelsüblicher Computer könnte diese Art von Anwendungen ohne Probleme bewältigen. Der zweite Grund ist, dass es keinen Vorteil bringt, Standardanwendungen auf solch hoch optimierter Hardware laufen zu lassen; auch hier würde ein Standardcomputer ausreichen. Ein Vorteil ergibt sich dann, wenn die Datenmenge oder die Komplexität der Berechnung so groß ist, dass Standardhardware die Aufgabe nicht in einer angemessenen Zeit (Tage, Wochen oder Monate) ausführen kann. Oft müssen diese Aufgaben innerhalb von Minuten oder Stunden ausgeführt werden, weil die Zeit bis zum Ergebnis wichtig ist.

Traditionell werden Supercomputer in der Öl- und Gasexploration eingesetzt, um seismische Daten in Karten umzuwandeln, aus denen hervorgeht, wo Öl- und/oder Gasbohrungen vorgenommen werden sollen. Sie werden für technische Simulationen eingesetzt, z. B. für fluiddynamische Berechnungen von Autos, die den Luftwiderstand und die aerodynamische Effizienz untersuchen. Gleiches gilt für Simulationen im Maschinenbau, bei denen die Belastung einer gesamten Struktur berechnet wird, um festzustellen, wo sich Schwachstellen und Spannungen befinden könnten. Eine weniger traditionelle Anwendung ist das Training von Modellen für die künstliche Intelligenz, wo Supercomputer eingesetzt werden, um sequenzierte Genome in wenigen Stunden statt in Tagen zusammenzusetzen.

Sind Supercomputer besondere Tiere? Oh ja! Sie können bestimmte Arten von Berechnungen sehr gut durchführen, aber sie unterscheiden sich auch nicht so sehr von einer durchschnittlichen Workstation – es sind nur viele von ihnen in einem Cluster zusammengefasst. Auf beiden läuft wahrscheinlich eine Version von Linux. Sie würden wirklich nicht wissen, dass Sie es mit einem riesigen, hoch optimierten Stück Hardware zu tun haben (wenn Sie Ihre Arbeitslasten auf der Nimbix-Cloud ausführen), bis Sie einen Job starten, für den Ihre Workstation über Nacht gebraucht hat und der von einem Nimbix-Supercomputer in der Zeit erledigt wurde, die Sie brauchten, um sich eine Tasse Kaffee zu holen.