High Performance Computing یاهمان HPC چیست

HPC چیست؟

High Performance Computing یا HPC به معنای محاسبات با عملکرد بالا است. این فناوری از قدرت پردازشی فوق‌العاده بالا، سیستم‌های محاسبات موازی و ابرکامپیوترها برای پردازش داده‌ها و حل مسائل پیچیده استفاده می‌کند. HPC می‌تواند میلیاردها عملیات محاسباتی را در ثانیه انجام دهد و در صنایع، تحقیقات علمی، و حوزه‌هایی با نیاز به محاسبات سنگین، کاربرد گسترده دارد.

اجزای اصلی HPC

گره‌های محاسباتی (Compute Nodes):
شامل چندین پردازنده (CPU) و گاهی پردازنده‌های گرافیکی (GPU) برای پردازش موازی.

شبکه‌های پرسرعت:
برای ارتباط بین گره‌های پردازشی، از فناوری‌هایی مانند InfiniBand یا Ethernet با تأخیر کم استفاده می‌شود.

سیستم ذخیره‌سازی (Storage):
فضای ذخیره‌سازی سریع و حجیم برای مدیریت داده‌های بزرگ.

مدیر وظایف (Job Scheduler):
ابزارهایی مانند SLURM برای مدیریت توزیع وظایف بین گره‌های محاسباتی.

خنک‌کننده‌های پیشرفته:
برای مدیریت گرمای زیاد تولیدشده توسط سیستم‌های HPC.

ویژگی‌های HPC

محاسبات موازی:
HPC از محاسبات موازی استفاده می‌کند، به این معنی که کارها به صورت هم‌زمان توسط چندین پردازنده انجام می‌شوند.

سرعت فوق‌العاده بالا:
با توان پردازشی بالا (بر حسب TeraFLOPS یا PetaFLOPS)، HPC می‌تواند محاسباتی که در کامپیوترهای معمولی هفته‌ها طول می‌کشد، در چند ساعت یا حتی دقیقه انجام دهد.

مقیاس‌پذیری:
HPC می‌تواند با افزودن گره‌های بیشتر برای انجام وظایف پیچیده‌تر، ارتقا یابد.

کاربردهای HPC

علوم و تحقیقات:

شبیه‌سازی‌های پیچیده در فیزیک، شیمی، و بیولوژی.
پیش‌بینی تغییرات اقلیمی و مدلسازی آب‌وهوایی.
محاسبات نجومی و تحلیل داده‌های فضایی.

صنعت:

طراحی هواپیما، خودرو، و سایر محصولات صنعتی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD).
شبیه‌سازی فرآیندهای تولید و بهینه‌سازی محصولات.

پزشکی:

مدلسازی مولکولی و کشف دارو.
تحلیل داده‌های ژنومیک در تحقیقات ژنتیک و پزشکی شخصی.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی:

آموزش مدل‌های یادگیری عمیق (Deep Learning) که نیازمند محاسبات سنگین هستند.
پردازش داده‌های حجیم و تحلیل داده‌های بی‌ساختار.

مالی و اقتصادی:

تحلیل ریسک، مدلسازی اقتصادی، و پیش‌بینی بازارهای مالی.

تفاوت HPC با کامپیوترهای عادی

توان پردازشی:
HPC هزاران برابر قدرتمندتر از کامپیوترهای عادی است.

محاسبات موازی:
برخلاف کامپیوترهای عادی که به صورت سریالی کار می‌کنند، HPC می‌تواند هزاران وظیفه را به طور همزمان پردازش کند.

سرعت انتقال داده:
شبکه‌های پرسرعت و ذخیره‌سازی‌های SSD یا NVMe در HPC، سرعت بالاتری در انتقال داده فراهم می‌کنند.

مقیاس‌پذیری:
HPC امکان اضافه کردن گره‌های جدید و ارتقای سیستم را فراهم می‌کند.

مزایای HPC

حل سریع مسائل پیچیده:
HPC می‌تواند مسائلی را که به طور معمول روزها طول می‌کشند، در زمان کوتاهی حل کند.

کاهش هزینه‌ها در بلندمدت:
در صنایع، HPC می‌تواند هزینه‌های تحقیق و توسعه را کاهش دهد.

نوآوری در علم و فناوری:
HPC امکان انجام آزمایش‌ها و شبیه‌سازی‌های غیرممکن را فراهم می‌کند.

چالش‌های HPC

هزینه اولیه بالا:
خرید، نصب، و نگهداری سیستم‌های HPC هزینه‌بر است.

مصرف انرژی:
HPC به دلیل توان پردازشی بالا، انرژی زیادی مصرف می‌کند.

پیچیدگی مدیریت:
مدیریت سیستم‌های HPC نیازمند دانش و تخصص ویژه است.

HPC یا محاسبات با عملکرد بالا به معنای استفاده از ابرکامپیوترها و سیستم‌های پردازشی قدرتمند برای حل مسائل پیچیده در علوم، صنعت، و تجارت است. این فناوری با توان پردازشی فوق‌العاده و سرعت بالا، امکان شبیه‌سازی‌های دقیق، تحلیل داده‌های حجیم، و نوآوری‌های علمی را فراهم کرده است. با وجود هزینه‌ها و چالش‌های مدیریتی، مزایای HPC در ارتقای کارایی و پیشرفت علمی غیرقابل انکار است.

خرید سرور مناسب برای hpc

 خرید سرور مناسب برای HPC (محاسبات با کارایی بالا)

 HPC چیست؟

HPC یا High Performance Computing به زیرساخت‌هایی گفته می‌شود که توانایی اجرای محاسبات سنگین علمی، مهندسی یا تحلیلی را با سرعت بالا دارند.
در واقع، این سرورها با اتصال چندین CPU، GPU، حافظه و شبکه‌های سریع به صورت خوشه‌ای (Cluster) کار می‌کنند تا کارهایی مثل شبیه‌سازی، تحلیل داده‌های بزرگ، مدل‌سازی سه‌بعدی، یادگیری ماشین و تحقیقات علمی را انجام دهند.

فاکتورهای مهم در انتخاب سرور برای HPC

 پردازنده (CPU)

در HPC، قدرت پردازش موازی اهمیت زیادی دارد.

بهترین گزینه‌ها در سرورهای HP:

Intel Xeon Scalable (Gold/Platinum)

AMD EPYC (Genoa / Milan)

پیشنهادها:

HPE DL380 Gen10 Plus با دو CPU از نوع Xeon Gold 6330 (28 Core)

یا HPE DL385 Gen10 Plus با دو AMD EPYC 7543 (32 Core)

ویژگی کلیدی:

تعداد هسته زیاد (cores)

فرکانس بالا

پشتیبانی از AVX-512 یا مشابه برای محاسبات علمی

 حافظه (RAM)

HPC به حافظه سریع و زیاد نیاز دارد.

بسته به نوع پروژه، از 256GB تا چند ترابایت رم توصیه می‌شود.

استفاده از DDR5 ECC Registered یا DDR4 ECC در مدل‌های قدیمی‌تر.

 شتاب‌دهنده‌ها (GPU)

بسیاری از پروژه‌های HPC از GPU برای پردازش موازی استفاده می‌کنند.
کارت‌های گرافیک مناسب:

NVIDIA A100 / H100 / L40S (برای هوش مصنوعی و یادگیری عمیق)

NVIDIA Tesla V100 / P100 (برای پردازش علمی و محاسبات عمومی)

AMD Instinct MI250X (برای HPC کلاس سازمانی)

پشتیبانی سرورها:

HPE Apollo 6500 Gen10 Plus → مخصوص GPU HPC

HPE DL380a Gen10 Plus → پشتیبانی از چند GPU در یک شاسی

 شبکه (Networking)

سرعت ارتباط بین نودها (Nodes) در HPC حیاتی است.
پیشنهاد:

25/40/100Gb Ethernet یا InfiniBand HDR (200Gbps)

کارت شبکه‌های HPE Ethernet 640FLR-SFP28 یا Mellanox ConnectX-6 برای سرعت بالا

 استوریج (Storage)

HPC نیازمند ذخیره‌سازی سریع و کم‌تأخیر است.

ترکیب NVMe SSD + SAS SSD + HDD پیشنهاد می‌شود:

NVMe برای کش (Cache)

SAS برای داده‌های پرتکرار

HDD برای آرشیو

راهکارهای ذخیره‌سازی مناسب:

HPE D3940 Storage Enclosure

HPE D3710 / D3610 برای توسعه ظرفیت

خنک‌کنندگی و پاور

محاسبات سنگین = حرارت زیاد
بنابراین سرور باید مجهز به سیستم خنک‌کننده قوی و پاور افزونه (Redundant) باشد:

منبع تغذیه: 2× HPE 800W یا 1600W Platinum Hot-Plug

فن‌های هوشمند Hot-Swap

مدل‌های پیشنهادی HPE برای HPC

مدل سرور نوع کاربرد قابلیت‌ها

HPE Apollo 6500 Gen10 Plus محاسبات GPU سنگین پشتیبانی از تا 8 GPU، شبکه InfiniBand
HPE ProLiant DL380 Gen12  پردازش چندمنظوره تا 2 CPU Xeon Scalable، مناسب برای خوشه‌های HPC متوسط
HPE ProLiant DL385 Gen10 Plus HPC مبتنی بر AMD توان بالا در نسبت قیمت به کارایی
HPE Synergy 480 Gen10 HPC ماژولار و مقیاس‌پذیر مناسب دیتاسنترهای مدرن
محدوده قیمتی (در بازار ایران 2025)
نوع سرور حدود قیمت
HPE DL380 Gen10 Plus (Xeon 6330 ×2, 256GB RAM, NVMe) حدود ۲۵۰ تا ۳۵۰ میلیون تومان
HPE DL385 Gen10 Plus (EPYC 7543 ×2) حدود ۲۸۰ تا ۴۰۰ میلیون تومان
HPE Apollo 6500 (با 4× GPU A100) بیش از ۱.۵ میلیارد تومان

برای راه‌اندازی یک زیرساخت HPC بهینه:

از CPU چند‌هسته‌ای و GPU قدرتمند استفاده کنید.

حافظه زیاد و شبکه سریع (حداقل 25Gb) ضروری است.

HPE Apollo بهترین گزینه سازمانی برای HPC است، ولی اگر بودجه محدود دارید،
HPE DL380 Gen10 Plus انتخاب عالی و قابل توسعه است.