- Apa itu Komputasi Cloud?›
- Hub Konsep Komputasi Cloud›
- Komputasi
Apa itu Komputasi Berkinerja Tinggi (HPC)?
Apa itu Komputasi Berkinerja Tinggi AWS?
Komputasi berkinerja tinggi (HPC) adalah strategi infrastruktur TI yang memadukan beberapa sistem komputasi untuk menjalankan perhitungan rumit secara bersamaan pada triliunan titik data. Sebuah sistem komputasi tunggal dibatasi oleh kapasitas perangkat kerasnya dan kurang efektif dalam menjalankan simulasi untuk bidang-bidang seperti pemodelan iklim, penemuan obat, penelitian genom, dan sebagainya. Teknologi HPC dapat memanfaatkan beberapa sistem komputasi secara paralel untuk meningkatkan kecepatan pemrosesan secara drastis.
Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi HPC telah berkembang dari menjalankan simulasi ilmiah menjadi menjalankan model dan beban kerja AI secara skala besar.
Apa saja contoh kasus penggunaan HPC?
Terdapat berbagai kasus penggunaan komputasi berkinerja tinggi di bidang akademik, industri, dan bisnis.
Media dan hiburan
Klaster berkinerja tinggi menyediakan daya komputasi yang diperlukan untuk merender video dan grafik 3D, menayangkan acara langsung dengan kualitas video tinggi, serta memproses CGI. Klaster HPC memungkinkan pebisnis media mengurangi waktu produksi, mempercepat proses pengodean video, serta menekan biaya dalam proses produksi.
Layanan kesehatan dan genomik
Industri layanan kesehatan menggunakan HPC dalam berbagai cara, mulai dari pengurutan genom hingga prediksi struktur protein, bahkan dalam inisiatif penemuan obat. Model berbasis AI yang dijalankan pada klaster HPC semakin membantu meningkatkan penelitian dan pengembangan obat.
Di rumah sakit, komputasi berkinerja tinggi bekerja bersama perangkat lunak AI untuk membantu mengidentifikasi penyakit melalui pemindaian gambar, membuat rencana perawatan medis yang dipersonalisasi, serta mengoptimalkan pengelolaan rekam medis.
Pemerintahan dan pertahanan
Komputasi berkinerja tinggi adalah teknologi pendukung yang menyediakan sumber daya bagi berbagai solusi pertahanan, seperti kriptografi, pengawasan waktu nyata, analisis intelijen, dan deteksi ancaman. Mengakses sistem sumber daya yang dapat diskalakan membantu memastikan pemerintah memiliki daya komputasi yang diperlukan untuk menjalankan inisiatif keamanan nasional, simulasi militer, dan lain-lain.
Simulasi iklim
Menyimulasikan aliran sistem fluida di seluruh Bumi, untuk laporan cuaca dan menghasilkan data iklim, memerlukan pemrosesan data dalam jumlah yang sangat besar secara bersamaan. HPS menawarkan daya komputasi yang diperlukan untuk mengasimilasi dan memproses data dengan cepat, sehingga membantu memberikan wawasan bagi lembaga yang memprediksi bencana alam, memantau sistem cuaca, dan meramalkan perubahan iklim jangka panjang.
Layanan keuangan
Layanan keuangan, seperti dana lindung nilai, perusahaan asuransi, dan bank, memanfaatkan HPC untuk memproses data yang diperlukan dalam menjalankan model perkiraan, memprediksi risiko kredit, dan mengoptimalkan portofolio. Daya komputasi yang ditawarkan HPC meningkatkan analitik data dengan wawasan waktu nyata.
Industri otomotif
Komputasi berkinerja tinggi adalah teknologi penting dalam dinamika fluida komputasional, pengujian material, dan uji simulasi tabrakan untuk industri otomotif. HPC menawarkan pembuatan prototipe yang cepat dan pengoptimalan desain secara waktu nyata, serta membantu menyimulasikan alur kerja pabrik. HPC juga merupakan teknologi utama dalam mobil otonom dan pengambilan keputusan berbasis visi komputer secara waktu nyata.
Keamanan Siber
Komputasi kinerja tinggi memungkinkan pengelola jaringan menganalisis arus data untuk menemukan kejanggalan dan mengenali potensi ancaman sebelum terjadi. HPC juga menyediakan sumber daya komputasi untuk pengamanan data, evaluasi menyeluruh sistem, serta penanggulangan ancaman secara waktu nyata.
Bagaimana cara HPC bekerja?
Komputasi berkinerja tinggi menggabungkan daya komputasi dari beberapa server, komputer, atau stasiun kerja individu untuk memberikan solusi yang lebih kuat. Proses dari banyak simpul yang bekerja bersama ini dikenal sebagai komputasi paralel. Setiap mesin individu dalam sistem ini disebut simpul, dengan banyak simpul digabungkan membentuk sebuah klaster. Setiap simpul dalam sistem bertanggung jawab untuk mengelola tugas yang berbeda, dan semuanya bekerja secara paralel untuk meningkatkan kecepatan pemrosesan.
Simpul klaster
Solusi HPC mencakup beberapa macam simpul
- Simpul pengendali mengoordinasikan pekerjaan di seluruh sistem klaster yang lebih luas.
- Simpul pekerja, atau simpul komputasi, menjalankan pemrosesan apa pun.
- Simpul interaktif, atau simpul login, memungkinkan pengguna untuk terhubung ke sistem HPC melalui baris perintah atau GUI.
Klaster HPC dapat bersifat heterogen, ketika setiap simpul menawarkan perangkat keras yang berbeda, atau homogen, ketika setiap simpul memiliki kapasitas kinerja yang serupa.
Struktur klaster HPC
Ada dua struktur utama klaster HPC.
Komputasi klaster
Komputasi klaster, yang juga dikenal sebagai komputasi paralel, adalah ketika sekumpulan klaster bekerja bersama pada fungsi yang serupa dan berada di lokasi yang sama. Struktur ini meminimalkan latensi antar simpul dengan memiliki topologi jaringan yang serupa dan berada dalam jarak fisik yang berdekatan.
Komputasi terdistribusi
Komputasi terdistribusi dapat menggunakan klaster yang berada di lokasi yang sama maupun tersebar di seluruh dunia. Format klaster ini dapat memanfaatkan perangkat keras lokal bersama dengan sumber daya cloud, sehingga memberikan pendekatan HPC yang lebih fleksibel dan dapat diskalakan.
Bagaimana cara HPC bekerja?
Sistem HPC menjalankan dua jenis proses yang berbeda, yang dikenal sebagai penggabungan beban kerja yang longgar dan yang saling terikat erat.
Beban kerja yang digabungkan secara longgar
Beban kerja yang digabungkan secara longgar adalah tugas-tugas yang diselesaikan sistem HPC secara mandiri tanpa bergantung pada fungsi lain yang mungkin berjalan secara paralel dalam sistem. Banyak tugas mandiri berlangsung secara bersamaan. Jadi, bentuk pemrosesan HPC ini kadang disebut pekerjaan beban kerja paralel.
Misalnya, saat merender video, setiap bingkai berperan sebagai tugas yang berbeda. Meskipun setiap simpul yang merender, bingkai dapat mengambil dari penyimpanan yang sama. Kemampuannya untuk menyelesaikan tugas tidak bergantung pada simpul lain yang menyelesaikan tugasnya.
Beban kerja yang digabungkan dengan erat
Beban kerja yang digabungkan secara erat adalah tugas pemrosesan HPC yang saling bergantung satu sama lain untuk menyelesaikan pekerjaan secara keseluruhan. Beban kerja ini menggunakan memori dan penyimpanan bersama dalam sebuah klaster untuk berbagi informasi di antara semua simpul sehingga masing-masing dapat menyelesaikan tugasnya secara bersamaan. Beban kerja yang digabungkan secara erat sering membutuhkan koordinasi waktu nyata, dengan banyak simpul bekerja untuk menyediakan potongan informasi kecil guna menyelesaikan tugas yang lebih besar. Misalnya, setiap simpul memungkinkan bertanggung jawab untuk menyimulasikan komponen fisika tertentu dalam prakiraan cuaca, dan penggabungan informasi dari semua simpul diperlukan untuk menghasilkan prakiraan cuaca akhir.
Apa yang dimaksud HPC di cloud?
Komputasi berkinerja tinggi di cloud memungkinkan pebisnis memanfaatkan solusi HPC tanpa perlu mengelola klaster HPC yang digunakan. Alih-alih mengonsep pusat data lokal yang mahal, HPC di cloud menawarkan solusi hemat biaya yang menawarkan pebisnis daya komputasi yang dapat diperluas sesuai yang dibutuhkan.
Tiga tren yang saling bertemu telah mempercepat perluasan layanan HPC berbasis cloud.
RDMA dengan latensi jaringan yang rendah
Pemanfaatan akses memori langsung jarak jauh (RDMA) telah memungkinkan simpul jaringan untuk mengakses memori tanpa memerlukan penggunaan sistem operasinya. Metode ini menjamin bahwa satu simpul dapat berinteraksi dengan yang lain tanpa mengganggu prosesnya, menghilangkan hambatan proses, menekan latensi, dan memaksimalkan throughput.
Meningkatnya permintaan terhadap komputasi cloud
Karena beragamnya kasus penggunaan HPC, banyak pebisnis di berbagai industri kini membutuhkan layanan HPC. HPC di cloud memungkinkan perusahaan-perusahaan ini untuk mengakses layanan HPC tanpa mengonsep pusat data sendiri, sehingga teknologi ini menjadi jauh lebih mudah diakses.
Pemanfaatan AI secara luas
Penyebab lain tingginya permintaan layanan cloud HPC adalah pemanfaatan AI dan perangkat lunak machine learning yang meluas. Perangkat AI generatif memerlukan kapasitas komputasi yang tinggi, dan HPC menyediakan sumber daya komputasi serta skalabilitas untuk sistem ini. HPC adalah solusi efektif bagi pebisnis yang ingin memanfaatkan perangkat AI berskala perusahaan.
Apa saja keuntungan menggunakan HPC di cloud?
Terdapat beberapa keuntungan mengoperasikan HPC di cloud.
Pengelolaan terpusat dan jarak jauh
Setiap proyek HPC memiliki kebutuhan infrastruktur yang khas. Pembelian mandiri membuat organisasi terbatas pada sejumlah konfigurasi tertentu untuk diinvestasikan. Namun, HPC cloud memungkinkan organisasi untuk memilih dan menggabungkan berbagai konfigurasi penyimpanan, komputasi, jaringan, dan simpul login, GPU, dan stasiun kerja sesuai kebutuhan untuk proyek mereka. Mereka dapat memanfaatkan konsol pengelolaan untuk mengakses semua sistem ini dari lokasi terpusat. Langkah ini mempermudah proses kerja dan mengotomatiskan fungsi klaster demi kemudahan tambahan.
Penyediaan dan penskalaan sumber daya dinamis
Sistem komputasi cloud berkinerja tinggi memungkinkan pebisnis untuk menskalakan penggunaan sumber daya komputasi mereka secara dinamis, dengan mudah meningkatkan atau menurunkan skala sesuai kebutuhan. Fleksibilitas tersebut meningkatkan efektivitas dan mengoptimalkan pemakaian sumber daya.
Pembaruan yang dikelola
Beban kerja HPC yang dikelola melalui penyedia layanan komputasi cloud secara otomatis menerapkan pembaruan untuk memastikan sistem Anda tetap terbaru. Pendekatan ini menjamin solusi HPC Anda selalu terbarukan dan menyajikan layanan yang paling optimal.
Fleksibilitas untuk menggunakan aplikasi yang disesuaikan
Pebisnis dapat membawa aplikasi mereka ke penyedia layanan cloud mereka. Mereka dapat mengatur sistem operasi dan perangkat lunak bawaan untuk menyesuaikan dengan persyaratan beban kerja tertentu.
Bagaimana dukungan AWS dapat mendukung persyaratan HPC Anda?
AWS HPC yang dikelola sepenuhnya memungkinkan Anda mempercepat inovasi dengan memanfaatkan infrastruktur cloud HPC yang praktis tanpa batas. Misalnya
- AWS Parallel Computing Service menawarkan layanan terkelola penuh yang dapat Anda gunakan untuk membangun lingkungan yang lengkap, dan elastis untuk host beban kerja komputasi berkinerja tinggi Anda.
- AWS ParallelCluster adalah alat manajemen klaster sumber terbuka serba guna yang menyederhanakan pengelolaan klaster HPC di AWS.
- Amazon Elastic Fabric Adapter membantu pengguna menjalankan aplikasi HPC dan ML sesuai skala yang mereka butuhkan, dengan menawarkan kemampuan untuk menskalakan hingga ribuan GPU atau CPU.
- Amazon DCV adalah protokol tampilan jarak jauh yang membantu pelanggan mengakses cara yang aman untuk menyediakan desktop jarak jauh dan streaming aplikasi melalui berbagai kondisi jaringan.
Mulailah dengan komputasi berkinerja tinggi di AWS dengan membuat akun gratis sekarang.