High Performance Computing: Innovation in Echtzeit

HPC-Systeme zeichnen sich durch ihre extrem schnelle Rechenleistung, Hochleistungsnetzwerke und große Speicherkapazitäten aus, wodurch sie in der Lage sind, riesige Mengen an paralleler Datenverarbeitung zu bewältigen. Während ein Standard-Desktop mit einem 3-GHz-Prozessor etwa 3 Milliarden Berechnungen pro Sekunde durchführen kann, kann ein durchschnittliches HPC-System Quadrillionen von Berechnungen pro Sekunde durchführen. Das bedeutet, dass HPC-Systeme extreme Mengen an Rechenoperationen innerhalb von Sekunden durchführen, während ein normaler Prozessor aufgrund seiner Technologie Wochen oder sogar Monate für dieselbe Aufgabe benötigen würde.

Auch wenn nicht jedes System eine extreme Verarbeitungsgeschwindigkeit erfordert, ist HPC für fortgeschrittene und zeitaufwändige Anwendungsfälle, unerlässlich:

• Hochleistungsdatenbanken
• Big Data und umfangreiche mehrdimensionale Datensätze
• Datenanalyse in Echtzeit
• Fortgeschrittenes maschinelles Lernen und KI-Elemente

Die HPC-Technologie ist für Unternehmen in einem breiten Spektrum von Branchen wie der Fertigungsindustrie, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Energiewirtschaft, den Biowissenschaften, dem Finanzwesen und vielen mehr von wesentlicher Bedeutung. Durch HPC sind Unternehmen in der Lage, wissenschaftliche und geschäftliche Erkenntnisse zu gewinnen, neue Produkte zu entwickeln und neue Wege des Fortschritts zu beschreiten, indem sie Multiphysik-Simulationen, digitale Zwillingsmodelle, Big Data-Analysen, maschinelles Lernen und andere komplexe technische und wissenschaftliche Workloads ermöglichen.

Rolle von HPC in verschiedenen Branchen

KI und High Performance Computing

Die Synergie zwischen HPC und KI zeigt sich in der wachsenden Zahl von Anwendungen, die die Leistungsfähigkeit dieser Technologien kombinieren. Im Bereich der wissenschaftlichen Forschung beispielsweise hat HPC dazu beigetragen, die Entdeckung neuer Materialien zu beschleunigen, komplexe physikalische Phänomene zu simulieren und das Verhalten von Molekülen und Atomen vorherzusagen. Durch die Einbeziehung von KI- und ML-Techniken in diese Simulationen können Forscher ihre Modelle optimieren und sie genauer und effizienter machen.

High Performance Computing im Gesundheitswesen

Die Medizin und die Datenverarbeitung sind so eng miteinander verwachsen wie die Doppelhelix der DNA. Computer speichern vertrauliche Patientendaten, überwachen Vitalparameter und analysieren die Wirksamkeit von Medikamenten. Der Aufstieg von HPC hat es Medizinern ermöglicht, auch komplexere Prozesse zu digitalisieren, wie z. B. Genomsequenzierung und Arzneimittelprüfungen.

Städteplanung mit HPC

Mithilfe von Hochleistungsrechnern können Stadtplaner Prognosen treffen, Modelle erstellen und Simulationen durchführen, wodurch der Vision einer intelligenten Stadt ein Stück nähergekommen wird. Große Metropolen auf der ganzen Welt haben damit begonnen, Sensordaten über Wetter, Verkehrsmuster und Lärmpegel zu sammeln, die es den Behörden ermöglichen, datengestützte Entscheidungen zu treffen, z. B. wann Smogwarnungen herausgegeben werden sollen oder wie oft Züge fahren sollen. Sie können damit auch längerfristige Probleme wie den Klimawandel quantifizieren, und da die Sensornetzwerke intelligenter Städte so viele Daten sammeln, brauchen sie HPC, um sie zu analysieren. Mit HPC können wir intelligentere Entwürfe und Planungen durchführen, die Energieforschung unterstützen, das Wetter vorhersagen, den Verkehr verbessern und die Luftverschmutzung überwachen.