ハイパフォーマンス コンピューティングとは？

ハイパフォーマンス コンピューティング（HPC）は、データの処理と複雑な計算を高速で実行する機能です。3 GHz プロセッサを搭載したノートパソコンやデスクトップでは、 1 秒あたり約 30 億の計算を実行できます。これは、どのような人間よりもはるかに高速ですが、 HPC ソリューションと比較して、 1 秒あたり 2 兆の計算を実行できるようになります。 

最もよく知られている HPC ソリューションの 1 つが、スーパーコンピュータです。スーパーコンピュータは、何千ものコンピューティングノードを統合して 1 つ以上のタスクを実行します。これは並列処理と呼ばれます。何千台もの PC をネットワークに接続し、コンピューティング能力を組み合わせてタスクをより迅速に完了するのと似ています。

画期的な科学的発見が行われ、画期的なイノベーションが促進され、世界中の何十億人もの人々の生活の質が向上しているのはデータです。HPC は科学的、産業的、社会的進歩の基盤です。

モノのインターネット（IoT）、人工知能（AI）、3D画像処理などのテクノロジが進化するのに伴い、組織が扱うデータのサイズや量は急激に増加しています。ライブ・スポーツ・イベントのストリーミング、ストームの追跡、新製品のテスト、株価動向の分析など、多くの目的で、データをリアルタイムで処理する機能が不可欠です。

お客様が競合企業の先を行くには、膨大なデータを保護、格納、分析できる、高速で信頼性の高いITインフラが必要です。

HPC ソリューションには 3 つの主要コンポーネントがあります。

• コンピューティング
• ネットワーク
• ストレージ

ハイパフォーマンス コンピューティング アーキテクチャを構築するために、​コンピューティング サーバはクラスタにネットワーク接続されます。ソフトウェアプログラムとアルゴリズムは、クラスタ内のサーバ上で同時に実行されます。クラスタがデータストレージにネットワーク接続され、出力が取得されます。これらのコンポーネントがシームレスに動作し、さまざまなタスクを実行します。

最大限のパフォーマンスで動作するには、各コンポーネントが他のコンポーネントと同じ速度を維持する必要があります。たとえば、ストレージコンポーネントは、処理されるとすぐにコンピューティングサーバとの間でデータのフィードと取り込みを実行できる必要があります。同様に、ネットワークコンポーネントは、コンピューティングサーバとデータストレージ間の高速データ転送をサポートできる必要があります。1 つのコンポーネントが残りのコンポーネントに対応できない場合、 HPC インフラストラクチャ全体のパフォーマンスが低下します。

HPC クラスタは、ネットワーク接続された数百台または数千台のコンピューティングサーバで構成されます。各サーバはノードと呼ばれます。各クラスタ内のノードは互いに並行して動作するため、処理速度が向上し、​ハイパフォーマンス コンピューティングを実現します。

オンプレミス、エッジ、クラウドに導入された HPC ソリューションは、さまざまな業界でさまざまな目的に使用されています。その一部をご紹介します。

• 研究室：HPC は、科学者が再生可能エネルギー源を見つけ、宇宙の進化を理解し、嵐を予測して追跡し、新しい材料を作成するのに使用されます。
• メディア、エンターテイメント：HPC は、フィーチャーフィルムの編集、驚きの特殊効果のレンダリング、世界中でのライブイベントのストリーミングに使用されます。
• 石油とガス：HPC を使用すると、新しいウェルのドリル位置をより正確に特定し、既存ウェルからの生産を向上させることができます。
• 人工知能と機械学習：HPC はクレジットカード詐欺の検出、セルフガイドによる技術サポートの提供、自動運転車の指導、および癌スクリーニング技術の向上に使用されます。
• 金融サービス：HPC はリアルタイムの株価動向を追跡し、取引を自動化するために使用されます。
• HPC は、新しい製品の設計、テストシナリオのシミュレーション、および生産ラインが維持されないように部品が在庫されていることの確認に使用されます。
• HPC は、糖尿病やがんなどの病気の治療を開発し、より迅速で正確な患者診断を可能にするために使用されます。

NetAppの HPC ソリューションは、ハイパフォーマンスかつ高密度な E シリーズストレージシステムを包括的に構成します。業界をリードするコストパフォーマンスを備えたモジュラ型アーキテクチャにより、数ペタバイトのデータセットのストレージ要件に対応する、真の意味での従量課金制のソリューションを提供します。このシステムは、 Lustre 、 IBM Spectrum Scale 、 BeeGFS などの主要な HPC ファイルシステムと統合されており、世界最大規模のコンピューティングインフラに求められるパフォーマンスと信頼性の要件に対応します。

E シリーズシステムは、卓越したワークロードのサポートという課題に対処するために必要なパフォーマンス、信頼性、拡張性、簡易性、 TCO の削減を提供します。

• パフォーマンス：拡張可能なビルディングブロックあたり最大 100 万 IOPS のランダムリードと 13GB/ 秒の持続可能な（最大バースト）書き込み帯域幅を提供します。NetAppの HPC ソリューションは、フラッシュと回転式メディアの両方に最適化されており、ワークロードを監視し、パフォーマンスを最大化するように構成を自動調整する組み込みのテクノロジを備えています。
• 信頼性：フォールト トレランス設計によって99.9999%を超える高可用性を実現。100万台を上回る導入済みシステムで実証されています。Data Assurance 機能が組み込まれているため、ドロップ、破損、ビットミスを発生させずに、データを正確に保つことができます。
• 導入や管理が容易：ストレージブロックのレプリケーション、プロアクティブな監視、自動化スクリプトをオンザフライで実行できるモジュラ設計により、高速で柔軟な管理が可能になります。
• 拡張性：拡張を目的としたビルディングブロック方式のきめ細かなアプローチにより、容量を段階的に追加してテラバイトからペタバイトまでシームレスに拡張できます。ドライブは一度に 1 本または複数台ずつ追加できます。
• TCOの削減：コスト / パフォーマンスが最適化されたビルディングブロックと業界最高の密度により、低消費電力、冷却コスト、サポートコストが実現し、汎用 HDD や SSD デバイスの 4 倍の障害発生率を実現します。