不久前，即使需求达到峰值，单一的本地 HPC 集群也可以支持组织的工作负载。如今，由于资源分散在各个部门、分散和远程工作人员，有时甚至是最终用户，维护简单的 HPC 基础架构变得越来越罕见。即使您可以维护本地 HPC 集群，终端节点的数量也显著增加。
同时，大多数组织已迁移到多个集群以处理不同的工作负载， 部署混合云基础架构 或者使用组合型基础设施来提高灵活性。随着各公司利用高性能计算的优势，该平台的复杂性不断扩大。
HPC 平台复杂性面临的挑战
随着 HPC 部署和使用的持续升级，系统和相互依存关系也在增长。以下是组织在部署 HPC 平台时面临的一些更重大的挑战。
1。遗产资源
传统数据中心可能无法支持 HPC 计算的巨大需求。例如，最新一代的处理器需要 能量水平明显更高，产生更多的热量。如果不改造冷却设备，数据中心可能无法适当地调节温度。这个问题只会随着机架密度的增加而加剧。
随着新硬件的部署，还必须对其进行优化，以便高效地协同工作，从而最大限度地提高投资。不兼容的组件或传统设备很容易成为限制最佳输出的瓶颈。
这同样适用于您的云计算资源。使用混合云方法，您可以将溢出的工作负载推送到云服务器并按需扩展。但是，如果您不仔细监控工作负载，这可能会大大增加运营成本。
2。集成多个处理器和加速器
加速器和多核处理器提供更高水平的并行度，但这也增加了系统的复杂性。这种系统设计增加了准确预测工作负载的难度，例如量化某些应用程序的运行时行为。
这也会影响代码设计。优化 HPC 部署的代码需要更高级的编程，以考虑效率和性能方面的任何架构限制。跨加速器设计可以提供最佳性能，但是在如此复杂的环境中优化代码可能具有挑战性。并行编程在 HPC 部署中很常见，但比传统编程困难得多。
同时，大规模部署和管理加速器只会增加基础架构的复杂性。
3.混合环境中工作负载的一致性
如果没有正确的架构，最终用户可能会受到云迁移的影响。无论是本地管理还是在云端管理，每个工作负载都必须持续运行。但是，当工作负载迁移到云端时，它仍必须以与本地相同的方式进行模拟，以提供可靠的结果。
HPC 设计必须在混合环境中提供一致的用户体验和可扩展的按需计算资源。
4。HPC 架构
有效的 HPC 架构远不止其使用的硬件和云平台。例如，HPC 系统生成和处理大量数据。必须使用先进的网络和存储基础架构高效管理和存储数据，以实现快速检索和数据分析。
当这么多组织继续与之打交道时 数据孤岛 而且没有单一的真实来源，系统架构通常需要彻底改革才能实现高性能计算的好处。
5。硬件抽象
随着组织将资源迁移到云端，他们通常更多地关注应用程序和用例，而不是使云计算成为可能的底层技术层。设计专门构建的 HPC 解决方案需要通过侦探工作来设计高效的系统，从用例向后推进，对所需的硬件和架构进行逆向工程。
如今，很少有组织有时间、资源或内部专业知识来管理所需的硬件抽象，以构建面向未来的 HPC 解决方案。
6。集群管理、控制和安全
HPC 集群既需要底层基础架构来执行应用程序，也需要控制层来管理基础架构。
关键任务和敏感数据与计算 需要安全的节点管理和监控。由于当今的集群通常在部门、用户甚至客户之间共享，因此漏洞的增加已成为人们更加关注的问题。
这需要对群集节点进行强大的管理、控制和安全性。无论架构的复杂性如何，组织还必须能够简化节点管理。设计正确的 HPC 环境还需要考虑远程管理。
7。创新的快速步伐
正确部署和调整 HPC 集群是一项专业工作，可能需要大量的时间和资源。如果没有特殊的专业知识，它也容易出错，如果系统没有针对目标工作负载进行正确配置，性能可能会受到影响。
Penguin Solutions 如何降低 HPC 平台的复杂性
要及时了解创新和不断发展的行业的最新进展可能具有挑战性。AI 和机器学习 (ML) 需要越来越大的数据集和训练模型。工具必须扩展并与 HPC 软件、计算和存储环境集成，才能利用 HPC 的强大功能。
如今，HPC 集群不再是静态的，需要 强大的集群管理工具 管理专用解决方案的硬件、软件和消费。一开始就是 高效的系统设计。
1。HPC 系统设计专业知识
用户需要高效且架构合理的设计来利用 HPC 并简化复杂性。环境还必须适应未来的需求并考虑不断变化的创新。这不是一件容易的事。在开发的任何阶段选择不当的设计选择都会损害性能、可靠性、可用性和可维护性。糟糕的设计会显著降低组织从 HPC 投资中获得的价值。
2。规模合适的投资
HPC 计算可能很昂贵。组织需要在不限制其能力的情况下严格管理其投资。凭借数十年的高性能计算设计经验，Penguin Solutions提供久经考验、简化的HPC架构，该架构的规模适合您的工作负载，并且具有高度的可扩展性。企业支持的 HPC 解决方案无需过于复杂的架构即可提供优化的 HPC 工作负载。
3.行业领先的工具和技术
Penguin Solutions是HPC领域的全球领导者，它创建了有针对性、模块化和互补性的HPC架构，以优化性能和实用性，同时降低采用门槛，将尖端技术与易用性相结合。
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