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如今，超级计算机不一定是深奥、专业的硬件；它们由高端服务器组成，这些服务器紧密互连，并由跨硬件部署高性能计算（HPC）工作负载的软件进行管理。这些服务器可以在数据中心，但也可以在云中。

当涉及到大型模拟时，比如模拟风洞的计算流体力学，处理数百万个数据点需要分布式系统的能力，而调度这些工作负载的软件是为HPC设计的系统。如果你想模拟5亿个数据点，你想模拟7000或8000次来观察各种不同的情况，那将产生大约半PB的数据；即使云虚拟机（VM）能够处理如此数量的数据，计算时间也需要数百万个小时，因此您需要分发它——而高效执行此任务的工具需要类似于超级计算机的东西，即使它位于云数据中心。

当最新的500强名单在今年夏天公布时，Azure在前30名中有四台超级计算机；相比之下，AWS在列表中有一个条目，排在第41位。

请参阅：Nextcloud Hub:User tips（免费PDF）（TechRepublic）

Azure run计算流体力学、天气预报、地球科学模拟、机器学习、金融风险分析、，为硅芯片设计建模（这是一个非常流行的工作负载，Azure有FX系列虚拟机，具有专门用于电子设计自动化的体系结构）、医学研究、基因组学、生物医学模拟和物理模拟，以及渲染等工作负载。

他们在传统HPC硬件上做了一些工作；Azure提供Cray XC和CS超级计算机，英国气象局正在Azure上为其新的天气预报超级计算机提供四个Cray EX系统。但是，你也可以将H系列和N系列虚拟机（使用NVidia A100 Tensor Core GPU和Xilinx FPGA等硬件以及最新的Epyc 7300 CPU）与HPC图像组合成一台超级计算机。

英国气象局选择云超级计算机的一个原因是可以灵活地选择2027年的最佳解决方案，Met Office IT超级计算研究员在最近的HPC论坛上说，他们希望“花更少的时间购买超级计算机，花更多的时间使用它们”。

但是，当需求可能有所不同时，Microsoft如何构建Azure来支持HPC呢微软HPC团队的安德鲁·琼斯（Andrew Jones）告诉我们：“云通常需要HPC不需要的东西，反之亦然。”每个人都需要快速网络，每个人都需要快速存储、快速处理器和更多内存带宽，但对如何将所有这些整合在一起的关注显然不同，他说。

HPC应用程序需要按一定规模运行，而云是实现这一目标的理想之选，但它们在云基础设施中的部署需要与典型的云应用程序有所不同。

请参阅：谷歌新的云计算工具可以帮助您选择最环保的数据中心

如果您要部署一系列独立的虚拟机，那么将它们分散到整个数据中心是很有意义的，这样它们就相对独立且他解释说，在HPC世界中，您希望将所有虚拟机尽可能紧密地打包在一起，因此它们之间的网络连接尽可能紧密，以获得最佳性能。

一些HPC基础设施在其他地方证明非常有用。”“高性能互连真正驱动可伸缩的应用程序性能和延迟的想法是一种超级计算和HPC的东西，”琼斯指出事实证明，它也适用于AI和游戏等其他方面。”

尽管高速互连在超大规模数据中心实现了分解，在超大规模数据中心中，您可以将内存和计算拆分为不同的硬件，并根据需要分配每个硬件，这可能对HPC没有用处，尽管在分配内存方面更灵活一些会有所帮助，因为它很昂贵，而且并非所有分配给集群的内存都将用于每项工作。

“在HPC世界中，我们正拼命地试图将每一点性能从互连中拖出，而出于性能原因，将数据分发到整个数据中心可能不是正确的选择。在HPC中，我们通常将大量的东西串在一起，我们通常希望这些东西尽可能彼此相同，在这种情况下，你不会从分解中得到好处，“他说。

云HPC

云HPC未来会是什么样子？

“HPC是一个足够大的玩家，我们可以影响整个硬件架构，因此我们可以确保有一些事情，比如高内存带宽的考虑，比如高功率进程的考虑，因此，“冷却限制等都是这些架构中固有的，”他指出。

HPC的世界趋向于相当保守，但琼斯指出，这可能正在改变，这正是云计算的好时机。”在过去的几年中，HPC在技术方面相对静止；所有这些多样性和处理器选择在过去几年才真正变得普遍，”他说。GPU花了十年时间才在HPC中普及。

参见：什么是量子计算？关于量子计算机这个奇怪的世界，你需要知道的一切

参与HPC的人通常在这个领域已经有一段时间了。但是有不同背景的人进入HPC；它们并非都来自传统的科学计算背景

“我认为，用户端和设计端的视角和观点的多样性将改变我们一直以来对合理工作量的一些假设Jone预测道：“专注于从某些东西中获得性能，或者尝试新技术的意愿，或者尝试新技术的风险回报。”正如HPC意味着云基础设施的一些变化，云可能意味着HPC的巨大变化，书评：技术主宰着我们的生活——但该怎么办？

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2023-03-22 10:04:39