L’High Performance Computing (HPC) e i supercomputer sono potenti strumenti informatici con un ruolo fondamentale per la ricerca scientifica e industriale, dove è richiesta una grande potenza di elaborazione dei dati.

Con l’acronimo HPC – High Performance Computing si fa riferimento a un campo dell’informatica che sviluppa e progetta sistemi informatici, in grado di eseguire compiti computazionali molto complessi e con velocità molto elevate.

 L’obiettivo principale del HPC è di fornire una potenza di calcolo molto superiore rispetto ai normali computer, permettendo di risolvere problemi che richiedono una notevole quantità di calcoli o che coinvolgono grandi quantità di dati.

La tecnologia dell’High Performance Computing è fondamentale per affrontare sfide scientifiche, ingegneristiche e aziendali, permettendo di utilizzare la grande capacità di calcolo delle infrastrutture digitali per elaborare modelli digitali.

Anche se i termini HPC e supercomputer sono spesso utilizzati in maniera duale, le due tecnologie hanno differenze che determinano caratteristiche e campi d’applicazione distinti.

I supercomputer possono essere definiti come una categoria specifica di sistemi HPC, progettati per gestire i carichi di lavoro più impegnativi e complessi senza compromessi nelle prestazioni.

Questi sistemi sono formati da architetture avanzate, come processori multi-core, acceleratori grafici e reti ad alte prestazioni, per ottenere la massima potenza di calcolo e stabilità operativa.

Mentre gli HPC offrono potenza di calcolo per una vasta gamma di applicazioni, i supercomputer sono infrastrutture digitali fondamentali per risolvere i problemi computazionali più impegnativi.

HPC – High Performance Computing e supercomputer, un confronto tra le due infrastrutture digitali

Le differenze tra HPC e supercomputer sono principalmente legate alla loro architettura e alla complessità delle operazioni che possono svolgere.

Mentre tutti i supercomputer sono HPC, non tutti i HPC sono supercomputer.

I HPC possono variare in termini di dimensioni e capacità, ma i supercomputer sono progettati per affrontare i problemi più impegnativi e richiedono spesso risorse hardware e di raffreddamento idonee per affrontare lunghe e impegnative sessioni di elaborazione dei dati.

Le infrastrutture digitali HPC sono caratterizzate da elevata potenza di calcolo necessaria per una vasta gamma di applicazioni, ciò le rende molto flessibili per le applicazioni industriali e scientifiche.

I supercomputer sono una categoria di HPC specificatamente progettata, per offrire supporto informatico nelle operazioni computazionali più complesse.

La potenza di calcolo, la stabilità operativa e le prestazioni elevate sono caratteristiche imprescindibili, affinché un supercomputer possa affrontare lunghe e impegnative sessioni di elaborazione di grandi moli di dati.

HPC – tecnologia multiprocessore

L’High Performance Computing si riferisce a una categoria di sistemi informatici, progettati per eseguire compiti computazionali complessi e intensivi.

I HPC sono caratterizzati dalla capacità di eseguire operazioni parallele su una vasta gamma di dati, permettendo di risolvere problemi scientifici, simulazioni avanzate e analisi di grandi data-set in modo efficiente.

Con l’acronimo HPC possono essere indicati una grande varietà di sistemi digitali, inclusi quelli utilizzati in settori come la ricerca scientifica, l’industria e la finanza, in grado di offrire elevata flessibilità di applicazione.

Attraverso l’ottimizzazione dell’architettura hardware e il parallelismo, i HPC garantiscono prestazioni elevate in diversi settori come la ricerca scientifica, l’ingegneria, la meteorologia, la medicina e l’industria.

La loro grande capacità di calcolo permette di simulare fenomeni complessi, analizzare grandi quantità di dati in tempo reale e risolvere problemi che richiedono elevata potenza di calcolo.

Gli HPC possono includere una varietà di sistemi di calcolo avanzati, tra cui cluster di server, server di calcolo ad alte prestazioni, e anche supercomputer.

L’obiettivo del HPC è fornire prestazioni informatiche elevate, attraverso l’uso di architetture specializzate, parallelismo e ottimizzazioni hardware.

Un’architettura ottimizzata per grandi prestazioni

 Con un’architettura ottimizzata con il parallelismo, necessaria per l’esecuzione simultanea di molte operazioni e calcoli, i sistemi HPC garantiscono prestazioni molto elevate.

Il carico di lavoro è suddiviso tra più processori o core (multi-core), permettendo di ottenere i risultati in tempi molto ridotti rispetto a quanto, avviene utilizzando architetture con un singolo processore (single-core), che esegue gli stessi calcoli in modo sequenziale.

I HPC sono progettati per fornire una potenza di calcolo molto elevata misurata in TeraFLOPS, che corrisponde a un milione di milioni di operazioni in virgola mobile per secondo, o in PetaFLOPS, corrispondente a mille trilioni di calcoli ogni secondo.

Questa potenza di calcolo è essenziale per eseguire simulazioni avanzate, modellazione scientifica, analisi di grandi data-set e altre applicazioni basate su calcoli computazionali intensivi.

I sistemi HPC utilizzano spesso architetture specializzate, come processori grafici (GPU- Graphics Processing Unit) o acceleratori, per gestire con maggiore efficienza i carichi di lavoro con un’architettura parallela.

Tuttavia, queste architetture sono progettate per ottimizzare le prestazioni per determinati tipi di calcoli.

Per garantire la flessibilità di funzionamento, che permette ai HPC di elaborare grandi quantità di dati, gli High Performance Computing possono utilizzare sistemi di memoria si condivisa sia distribuita.

La memoria condivisa permette ai diversi processori di accedere agli stessi dati, mentre la memoria distribuita prevede che i dati siano distribuiti tra i nodi del sistema, bilanciando le prestazioni dei HPC in base alle esigenze operative.

Gli HPC possono essere utilizzati per una vasta gamma di settori, tra cui la ricerca scientifica, la simulazione di fenomeni naturali e la meteorologia.

Fondamentali anche nel settore industriale per la modellazione di processi industriali, la progettazione e sperimentazione di nuovi materiali e farmaci e l’analisi di grandi data-set (big data), i HPC permettono di sviluppare nuove frontiere della tecnologia.

Supercomputer, prestazioni senza compromessi

I supercomputer sono una categoria specifica di sistemi HPC – High Performance Computing, progettati per gestire i carichi di lavoro più impegnativi e complessi.

Progettati con architetture avanzate, i supercomputer spesso utilizzano architetture hardware specializzate.

Attraverso l’utilizzo di processori multi-core, acceleratori grafici (GPU), reti ad alta velocità e sistemi di archiviazione veloci, le architetture avanzate permettono di ottimizzare le prestazioni complessive.

I supercomputer, come gli High Performance Computing, sono caratterizzati da elevata capacità di calcolo stimata in TeraFLOPS, che equivale a un milione di milioni di operazioni in virgola mobile per secondo, o in PetaFLOPS, corrispondente a mille trilioni di calcoli ogni secondo.

Con un’architettura basata sul parallelismo, uno dei principali vantaggi offerti dai supercomputer è la capacità di eseguire molte operazioni simultaneamente.

Ciò permette, attraverso molteplici processori che elaborano simultaneamente i dati, di aumentare notevolmente l’efficienza della capacità di calcolo e di ridurre i tempi necessari per fornire i risultati.

Dalla ricerca scientifica alla progettazione industriale, i supercomputer possono essere utilizzati per una grande varietà di applicazioni.

Una potenza di calcolo cosi elevata genera grandi quantità di calore, che devono essere efficacemente asportate per garantire condizioni stabili per il funzionamento delle infrastrutture digitali.

Attraverso sistemi di raffreddamento avanzati, che utilizzano dissipatori di calore con liquido e con flussi di aria convogliata, può essere asportato il calore in eccesso e garantire le condizioni operative favorevoli per i supercomputer.