La informática de alto rendimiento ( HPC ) utiliza supercomputadoras y grupos de computadoras para resolver problemas de computación avanzada.
HPC integra la administración de sistemas (incluido el conocimiento de redes y seguridad) y la programación paralela en un campo multidisciplinario que combina electrónica digital , arquitectura informática , software de sistemas , lenguajes de programación , algoritmos y técnicas computacionales. [1] Las tecnologías HPC son las herramientas y sistemas utilizados para implementar y crear sistemas informáticos de alto rendimiento. [2] Recientemente [ ¿cuándo? ] , los sistemas HPC han pasado de la supercomputación a clusters y grids de computación . [1] Debido a la necesidad de establecer redes en clusters y grids, se están promoviendo tecnologías informáticas de alto rendimiento [ ¿ quién? ] mediante el uso de una red troncal colapsada , porque la arquitectura de la red troncal colapsada es fácil de solucionar y las actualizaciones se pueden aplicar a un solo enrutador en lugar de a varios.
El término se asocia más comúnmente con la informática utilizada para la investigación científica o la ciencia computacional . Un término relacionado, computación técnica de alto rendimiento (HPTC), generalmente se refiere a las aplicaciones de ingeniería de la computación basada en clústeres (como la dinámica de fluidos computacional y la construcción y prueba de prototipos virtuales ). HPC también se ha aplicado a usos comerciales como almacenes de datos , aplicaciones de línea de negocio (LOB) y procesamiento de transacciones .
El término informática de alto rendimiento (HPC) surgió después del término "supercomputación". [3] HPC se utiliza a veces como sinónimo de supercomputación; pero, en otros contextos, "supercomputadora" se utiliza para referirse a un subconjunto más potente de "computadoras de alto rendimiento", y el término "supercomputadora" se convierte en un subconjunto de "computación de alto rendimiento". [4] El potencial de confusión sobre el uso de estos términos es evidente.
Debido a que la mayoría de las aplicaciones actuales no están diseñadas para tecnologías HPC sino que están adaptadas, no están diseñadas ni probadas para escalar a procesadores o máquinas más potentes. [2] Dado que los clusters y grids de redes utilizan múltiples procesadores y computadoras, estos problemas de escalamiento pueden paralizar sistemas críticos en futuros sistemas de supercomputación. Por lo tanto, o las herramientas existentes no abordan las necesidades de la comunidad informática de alto rendimiento o la comunidad HPC desconoce estas herramientas. [2] Algunos ejemplos de tecnologías HPC comerciales incluyen:
En instituciones gubernamentales y de investigación, los científicos simulan la creación de galaxias, la energía de fusión y el calentamiento global, además de trabajar para crear pronósticos meteorológicos más precisos a corto y largo plazo. [5] La décima supercomputadora más poderosa del mundo en 2008, IBM Roadrunner (ubicada en el Laboratorio Nacional de Los Álamos del Departamento de Energía de los Estados Unidos ) [6] simuló el rendimiento, la seguridad y la confiabilidad de las armas nucleares y certifica su funcionalidad. [7]
TOP500 clasifica las 500 computadoras de alto rendimiento más rápidas del mundo, según lo medido por el punto de referencia High Performance LINPACK (HPL). No todas las computadoras existentes están clasificadas, ya sea porque no son elegibles (por ejemplo, no pueden ejecutar la prueba HPL) o porque sus propietarios no han presentado una puntuación HPL (por ejemplo, porque no desean que el tamaño de su sistema se convierta en información pública, por motivos de defensa). Además, el uso del único punto de referencia LINPACK es controvertido, ya que ninguna medida única puede probar todos los aspectos de una computadora de alto rendimiento. Para ayudar a superar las limitaciones de la prueba LINPACK, el gobierno de EE. UU. encargó a uno de sus creadores, Jack Dongarra de la Universidad de Tennessee, que creara un conjunto de pruebas de referencia que incluye LINPACK y otras, llamado conjunto de pruebas de referencia HPC Challenge. Esta suite en evolución se ha utilizado en algunas adquisiciones de HPC, pero, debido a que no se puede reducir a un solo número, no ha podido superar la ventaja publicitaria de la prueba TOP500 LINPACK, menos útil. La lista TOP500 se actualiza dos veces al año, una vez en junio en la Conferencia Europea de Supercomputación ISC y otra vez en una Conferencia de Supercomputación de EE. UU. en noviembre.
Muchas ideas para la nueva ola de computación grid fueron tomadas originalmente de HPC.
Tradicionalmente, HPC ha implicado una infraestructura local , invirtiendo en supercomputadoras o clústeres de computadoras. Durante la última década, la computación en la nube ha ganado popularidad por ofrecer recursos informáticos en el sector comercial independientemente de sus capacidades de inversión. [8] Algunas características como la escalabilidad y la contenedorización también han despertado el interés en el mundo académico. [9] Sin embargo, las preocupaciones de seguridad en la nube , como la confidencialidad de los datos, todavía se consideran al decidir entre recursos HPC locales o en la nube. [8]