ハイパフォーマンスコンピューティング (HPC) とは

ハイパフォーマンスコンピューティングのユースケースは、学界、産業、ビジネスなどにわたって複数存在します。

メディアとエンターテインメント

ハイパフォーマンスクラスターは、ビデオや 3D グラフィックスのレンダリング、高画質でのライブイベントのストリーミング、CGI の処理に必要な処理能力を提供します。HPC クラスターにより、メディア事業者は制作期間の短縮、ビデオエンコーディングの迅速化、制作プロセスのコスト削減が可能になります。

ヘルスケアとゲノミクス

ヘルスケア業界は、ゲノム配列決定からタンパク質構造予測、さらには創薬イニシアチブに至るまで、さまざまな方法で HPC を使用しています。HPC クラスター上で実行される AI 搭載モデルは、医薬品の研究と採用の向上にさらに役立ちます。

病院では、ハイパフォーマンスコンピューティングが AI ソフトウェアと連携することで、画像スキャンによる疾患の特定、個別の治療計画の作成、医療記録管理の最適化を可能にします。

政府と防衛

ハイパフォーマンスコンピューティングは技術的な支援を実現し、暗号化、リアルタイム監視、インテリジェンス分析、脅威検出など、さまざまな防御ソリューションにリソースを提供します。スケーラブルなリソースシステムにアクセスすることで、政府は国家安全保障イニシアチブや軍事シミュレーションなどを実行するために必要な計算能力を確保できます。

気候モデリング

地球上の流体システムの流れをシミュレートし、天気予報や気候データを生成するには、膨大な量のデータを同時に処理する必要があります。HPS は、データを迅速に取り入れて処理するために必要な計算能力を備えているため、自然災害の予測、気象システムの監視、長期的な気候変動の予測を行う機関に洞察を提供するのに役立ちます。

金融サービス

ヘッジファンド、保険代理店、銀行などの金融サービスは、予測モデルの実行、信用リスクの予測、ポートフォリオの最適化に必要なデータの処理に HPC を使用しています。HPC が提供する計算能力により、リアルタイムの洞察が可能になり、データ分析が向上します。

自動車セクター

ハイパワーコンピューティングは、自動車産業の計算流体力学、材料試験、衝突シミュレーション試験において不可欠な技術となっています。HPC は、ラピッドプロトタイピングと、設計のリアルタイム最適化を実現し、工場のワークフローをシミュレートするのに役立ちます。HPC はまた、自動運転車やコンピュータービジョンに基づくリアルタイムの意思決定における中心的な技術でもあります。

サイバーセキュリティ

ハイパフォーマンスコンピューティングを使用することで、ネットワーク管理者はトラフィックを分析して異常を検出し、潜在的な脅威を発生前に特定できます。HPC は、暗号化、システム全体の評価、およびリアルタイムの脅威駆除のためのコンピューティングリソースも提供します。

HPC システムは、疎結合ワークロードと密結合ワークロードという 2 種類のプロセスを実行します。

疎結合ワークロード

疎結合ワークロードとは、システム内で並行して発生する可能性のある他の機能とは無関係に HPC システムが完了するタスクです。多くの独立したタスクが同時に実行されるため、この形式の HPC 処理は並列ワークロードジョブと呼ばれることもあります。

たとえば、ビデオをレンダリングする場合、各フレームは異なるタスクとして機能します。フレームをレンダリングする各ノードは同じストレージから描画できますが、タスクを完了できるかどうかは、他のノードがそのタスクを完了するかどうかには依存しません。

密結合ワークロード

密結合ワークロードは、ジョブ全体を完了するために相互に依存する HPC 処理タスクです。これらのワークロードは、クラスターの共有メモリーとストレージを使用してクラスター内のすべてのノード間で情報を共有し、それぞれがタスクを同時に完了できるようにします。密結合ワークロードでは、多くの場合、多くのノードが小さな情報を提供して大きなタスクを完了するため、リアルタイムの調整が必要になります。たとえば、各ノードが天気予報の個別の物理コンポーネントをシミュレートする場合がありますが、最終的な天気予報をレンダリングするには、すべてのノードからの情報を組み合わせる必要があります。

クラウドで HPC を実行することにはいくつかの利点があります。

統合管理とリモート管理

HPC プロジェクトにはそれぞれ固有のインフラストラクチャ要件があります。自己購入した場合、組織は投資できる限られた構成の制約を受けます。しかし、HPC クラウドを使用すると、組織はプロジェクトに必要なストレージ、コンピューティング、ネットワーク、ログインノード、GPU、ワークステーションのさまざまな構成を選択して組み合わせることができます。管理コンソールを使用して、これらすべてのシステムを一元的に操作できます。これにより、ワークフローが合理化され、クラスター機能が自動化され、利便性が向上します。

リソースの動的なプロビジョニングとスケーリング

ハイパフォーマンスのクラウドコンピューティングシステムにより、企業はコンピューティングリソースの使用量を動的にスケーリングし、需要に合わせて簡単にスケールアップまたはスケールダウンできます。この柔軟性により、効率が向上し、リソースの使用が最適化されます。

管理された更新

クラウドコンピューティングプロバイダーを通じて管理される HPC ワークロードは、システムを最新の状態に保つための更新を自動的に発行します。このアプローチにより、HPC ソリューションは常に最新の状態に保たれ、可能な限り最も効果的なサービスが提供されます。

カスタムアプリケーションの柔軟な使用

企業はアプリケーションをクラウドプロバイダーに持ち込むことができます。特定のワークロード要件に合わせて、オペレーティングシステムとプリインストールされたソフトウェアをカスタマイズできます。