Серверы для высокопроизводительных вычислений — сферы использования

Обработка больших массивов данных требует высокопроизводительного оборудования. Обычные персональные системы и серверное оборудование из низкого и среднего ценового сегмента не обладает достаточной мощностью. Специально для этих задач выпускаются высокопроизводительные серверы. Их вычислительная мощь суммарно подходит к границе суперкомпьютеров и составляет 10-100 терафлопс. Интересный вопрос – для каких целей применяются такие системы.

Серверы баз данных

Они оперируют колоссальными объемами информации, не говоря об обработке многочисленных запросов от клиентских машин. Производительное оборудование позволяет наращивать объем базы данных с сохранением минимального времени отклика. Как правило, для серверов баз данных используются модели с несколькими процессорами на 4-8 ядер. Помимо производительности такие системы предъявляют особые требования к объему оперативной памяти, используемой для кэширования данных. Не менее важна дисковая система, способная оперативно обрабатывать большое количество мелких запросов.

Наука

Рост производительности вычислительной техники открыл новые горизонты в сфере науки. Моделирование сложных процессов с многочисленными составляющими теперь стало реальностью. В качестве примеров можно привести следующие варианты применения:

  • физика плазмы и статистическая механика;
  • движение конденсированных сред;
  • молекулярная и атомная физика;
  • задачи движения элементарных частиц;
  • динамика газов и анализ процессов турбулентности.

Высокопроизводительные серверы активно используются для химических исследований, в частности, в молекулярной динамике, химической кинетике и теории поверхностных явлений. В этот раздел также можно включить исследования в сфере атомной энергетики.

Прогнозирование


Метеорология и анализ атмосферных явлений – это первое, что приходит на ум. Действительно, для обработки огромных объемов статистических данных и расчета краткосрочных и тем более долгосрочных прогнозов по заданным алгоритмам нужна вычислительная мощь, несопоставимая с параметрами обычных персональных систем. Согласитесь, прогноз погоды на завтра, который будет рассчитываться больше суток, окажется бесполезен.

Существуют специальные алгоритмы по поиску полезных ископаемых. Обработка данных от геологов позволяет определять с высокой точностью месторождения газа, нефти или ценных металлов. Однако подобное ПО будет бесполезно без соответствующих машин, способных провести анализ собранной геодезической информации.

Визуализация

Графического представления часто требуют сложные математические задачи.   Например, в ходе  вычисления  дифференциальных уравнений методом сеток, когда система оперирует  гигантскими объемами. В таком случае графическая форма представления проще и понятнее. Активно использует мощное оборудование кинематограф. Производство  мультфильмом и создание спецэффектов стало компьютеризированным. Например, в известном мультфильме от студии Disney «Рапунцель» использовался специализированный софт Dynamic Wires. Она позволяла моделировать движение 100 тысяч отдельных локонов. Естественно, для этой задачи требовалось высокопроизводительное оборудование. Оно же применяется в CGI эффектах.

Гейминг

В последние годы набирает популярность такое понятие, как облачный гейминг. яркий пример, анонс компанией Google своего сервиса Stadia. Принцип заключается в том, что игрокам не нужно иметь мощный компьютер – игра работает на облачных серверах, а человек получает только картинку. Для выполнения этой задачи необходимо обеспечить минимальное время отклика, высокую частоту кадров  и качество изображения. По заявлениям Google, выделяемая мощность на одного игрока будет составлять 10,7 терафлопса. Учитывая потенциально возможное количество игроков, можно ориентировочно представить масштабы этого проекта.