Dans l'environnement commercial accéléré d'aujourd'hui, la base d'une adoption réussie des technologies HPC commence par une architecture HPC bien définie. En fonction des charges de travail et des objectifs informatiques de votre organisation, différentes conceptions de systèmes HPC et ressources de support sont disponibles pour vous aider à réaliser des gains de productivité et des performances évolutives.
Principes de base pour la conception d'une architecture HPC moderne
L'architecture HPC prend de nombreuses formes en fonction de vos besoins. Les organisations peuvent choisir différentes façons de concevoir des systèmes HPC.
L'informatique parallèle à travers des architectures hétérogènes
L'informatique hétérogène permet aux clusters HPC d'exécuter des charges de travail volumineuses et de les répartir en tâches de calcul distinctes qui sont exécutées en même temps.
Ces systèmes peuvent être conçus de manière à pouvoir être étendus ou subdivisés. Les conceptions de type « scale-up » consistent à prendre une tâche dans un système unique et de la répartir afin de permettre aux cœurs individuels d'effectuer la tâche, en utilisant autant de serveurs que possible. En revanche, les conceptions de type « scale-out » (monter en charge) consistent à prendre cette même tâche, à la diviser en pièces gérables et à distribuer ces parties à plusieurs serveurs ou ordinateurs tout le travail étant effectué en parallèle.
Les charges de travail intenses telles que les simulations, la modélisation et l'analytique avancée deviennent de plus en plus fréquentes, mais les systèmes HPC sont conçus pour intégrer des accélérateurs en plus des processeurs. Ces accélérateurs ont introduit une gamme plus large et hétérogène de configurations possibles que les développeurs doivent prendre en charge.
Les développeurs peuvent utiliser la programmation inter-architecture oneAPI pour créer une base de code unique qui s'exécute efficacement sur le CPU, le GPU et d'autres accélérateurs pour un développement plus productif et plus performant. oneAPI accélère l'innovation HPC en supprimant les contraintes des modèles de programmation propriétaires, en facilitant l'adoption de nouveaux matériels et en réduisant la maintenance du code. Intel® oneAPI Toolkit prend en charge les normes et les langages ouverts existants utilisés par les développeurs HPC, notamment C, C++, SYCL, Fortran, OpenMP, MPI et Python. En outre, Intel fonctionne avec des infrastructures standard telles que PyTorch* pour offrir une expérience fluide aux développeurs pour combiner IA et HPC, ce qui permet d'améliorer les performances et l'innovation. Explorer oneAPI et Intel® oneAPI Toolkit.
Déploiement HPC dans des environnements Cloud
Par le passé, les systèmes HPC étaient limités à la capacité et à la conception que l'infrastructure sur site pouvait fournir. Aujourd'hui, le Cloud étend la capacité locale à d'autres ressources.
Le cloud computing offre une énorme puissance de calcul qui peut être modulée en fonction de la demande. Vous pouvez exécuter des charges de travail HPC dans le Cloud public ou combiner une infrastructure sur site avec un Cloud public pour étendre les ressources disponibles.
Grâce à une approche de Cloud hybride, qui associe une infrastructure sur site et des Cloud Services publics, les charges de travail peuvent circuler de manière transparente sur toutes les ressources disponibles. Cette flexibilité permet aux entreprises de passer à l'échelle, tout en leur donnant la possibilité d'ajuster et d'optimiser le coût total de possession (TCO).
Pour les nouvelles applications et charges de travail, le Cloud public offre également des services accessibles aux entreprises ne disposant pas d'une infrastructure sur site.
Qu'il s'agisse d'améliorer l'infrastructure de calcul sur site ou d'utiliser pleinement le Cloud, les charges de travail HPC telles que les simulations complexes ou le Deep Learning peuvent bénéficier de la collaboration étroite d'Intel avec les fournisseurs de services Cloud.
Pour stimuler l'innovation HPC dans le Cloud, Intel travaille en étroite collaboration avec des fournisseurs de services Cloud afin d'optimiser les performances. Intel utilise des technologies telles qu'Intel® Trust Domain Extensions pour l'informatique confidentielle et Intel® Advanced Matrix Extensions pour l'accélération du Deep Learning afin d'améliorer les Cloud Services et de simplifier l'intégration. En savoir plus sur nos technologies HPC dans le Cloud et sur la manière dont elles peuvent contribuer à améliorer les résultats.
Sélection des processeurs HPC pour l'évolutivité et la performance
Grâce à notre large expertise dans les technologies HPC, Intel offre les performances nécessaires pour gérer les futures charges de travail les plus exigeantes. Les processeurs Intel® Xeon® Scalable offrent une plateforme hautement polyvalente qui peut évoluer de manière transparente pour prendre en charge les diverses exigences de performances des charges de travail HPC critiques. Pour accélérer davantage ces charges de travail, notre prochain GPU pour centres de données, nommé Crescent Island, est basé sur l'architecture Xe3P, conçue pour être optimisée en matière d'alimentation et de coûts pour les serveurs refroidis par air et pour intégrer une grande capacité de mémoire et une grande bande passante. Il prend en charge une gamme complète de types de données, y compris FP64, ce qui offre une flexibilité pour les charges de travail d'IA et de High Performance Computing. Alors que les processeurs Intel Xeon restent la base du calcul, Crescent Island ajoute une accélération GPU pour les charges de travail d'IA et de HPC.
Innovations dans les sous-systèmes de mémoire pour l'architecture HPC
La mémoire fait partie intégrante de la conception des systèmes HPC. Responsable du stockage de données à court terme d'un système, la mémoire peut être un facteur limitant pour les performances de votre flux de travail. Les processeurs Intel® Xeon® série 6900 aident à surmonter ces goulots d'étranglement dans les centres de données en comblant les lacunes dans la hiérarchie du stockage et de la mémoire, afin que vous puissiez continuer à alimenter le calcul.
Mise à l'échelle des performances avec HPC Fabric
La technologie Intel High Performance Networking (HPN), basée sur la gamme complète de produits Intel Ethernet, qui comprend les derniers contrôleurs et cartes réseau de la série 800, tire parti de l'accélération au niveau matériel, d'une technologie de synchronisation précise et de RoCE v2 (RDMA sur Ethernet convergé) pour offrir une synchronisation extrêmement précise et des vitesses de centres de données pouvant atteindre 200 GbE tout en minimisant la surcharge du CPU. Ces réseaux offrent des temps de réponse pour les applications hautement déterministes, une latence ultra-faible et des ressources CPU optimisées, nécessaires aux charges de travail d'IA, au trading à haute fréquence et à la virtualisation à grande échelle. Les middleware et les infrastructures HPC et d'IA les plus répandus, y compris oneAPI, peuvent être utilisés avec Intel® HPN grâce aux interfaces OpenFabrics (OFI, également connues sous le nom de libfabric) et à Intel® Ethernet Fabric Suite.
Optimiser l'architecture HPC avec des processeurs hautes performances
Intel fournit l'expertise nécessaire pour comprendre en profondeur les applications et les architectures HPC et ce dont un système HPC, qu'il soit sur site, dans le Cloud ou hybride, a besoin pour aider les utilisateurs à produire des résultats et à maximiser leurs réalisations. Avec une architecture HPC s'appuyant sur une base de technologies Intel®, vous serez prêt à répondre aux besoins HPC, exascale et zettascale du futur.
De plus, nos kits d'outils oneAPI sont prêts à aider les développeurs à simplifier leur programmation HPC, ce qui leur permet de prendre en charge plus de types de matériel et d'optimiser les résultats commerciaux.