當今的網絡支持復雜企業IT環境中的大量工作負載。而借助高性能計算(HPC)和人工智能/深度學習的應用程序，企業可以滿足對更快計算周期、更高數據傳輸率和出色連接性日益增長的需求。

此外，嚴格的安全措施需要更高級別的加密。而且，隨著用戶依賴這些系統做更多事情，希望它們能夠無縫且高效地工作。隨著復雜性的增加，對帶寬和吞吐量的需求也隨之增加，這需要能夠跟上當今工作負載的網絡基礎設施。這就是高性能計算專注于改進系統架構和效率的各個方面的原因。

什么是高性能計算?

高性能計算(HPC)是一個用于描述能夠以極高速度執行復雜計算的計算機系統的術語。HPC系統通常用于科學研究、工程模擬和建模以及數據分析。

高性能一詞指的是速度和效率。HPC系統專為需要大量計算能力的任務而設計，因此它們可以比其他類型的計算機更快地執行這些任務。與傳統計算機相比，它們消耗的能源也更少，因此更適合在偏遠地區或電力供應有限的環境中使用。

什么是網絡中的HPC?

網絡中的高性能計算(HPC)是指能夠支持高帶寬、低延遲和許多并發連接的網絡基礎設施。HPC背后的理念是為視頻流、在線游戲和內容交付網絡等應用程序提供更好的性能和可擴展性。在網絡中實現HPC的方法有多種，包括軟件定義的存儲解決方案和虛擬化技術。

高性能計算的10大網絡趨勢

人們需要能了解網絡作為基礎架構組件的重要性。隨著公共云和私有云、軟件定義網絡(SDN)、網絡功能虛擬化(NFV)和軟件定義一切的興起，網絡顯然在高性能計算(HPC)架構中至關重要。

(1)卸載工作負載

這種趨勢是將處理工作負載從服務器轉移到其他設備，這些設備具有為特定計算設計的專用硬件，例如圖形處理單元(GPU)或現場可編程門陣列(FPGA)。通過將特定工作負載卸載到這些類型的硬件，用戶可以加快應用程序的速度，同時降低總擁有成本(TCO)，因為不需要購買那么多服務器。

(2)虛擬化

隨著企業越來越依賴于他們的IT基礎設施，他們需要一種方法來確保即使在物理系統出現故障時也能獲得可用性。這樣做的一種方法是通過虛擬化，它允許多個操作系統，因此也允許多個應用程序在一臺物理服務器上同時運行。雖然虛擬化不是一項新技術，但隨著時間的推移，它已經成熟，現在提供了比以往更大的靈活性。

(3)加速器

加速器是一種硬件設備，用于加速應用程序或進程，超出僅使用CPU所能達到的速度。示例包括GPU、FPGA、數字信號處理(DSP)和專用集成電路(ASIC)。這些技術以不同的方式工作，但實現了相似的目標：它們使企業能夠使用更少的功率和更少的系統資源在更短的時間內完成更多工作。

(4)數據存儲訪問

如今的數據中心嚴重依賴閃存來提高性能和效率。閃存提供比傳統機械硬盤驅(HDD)更快的讀/寫速度，使其非常適合需要快速數據檢索的應用程序，例如數據庫和高性能計算集群。

但是，閃存不會永遠存在在被寫入數千次后會磨損，這意味著最終必須更換它們。為了解決這個問題，供應商已經開始開發各種新的存儲介質，包括相變存儲器(PCM)、磁阻RAM(MRAM)和電阻RAM(ReRAM)。

(5)軟件定義網絡

軟件定義網絡(SDN)是一個寬泛的術語，包含多種管理IT資源的方法。但大多數軟件定義網絡(SDN)策略的核心是將應用程序和服務與底層硬件分離，然后自動配置、配置和管理這些資源。這種方法使IT管理員能夠更輕松地在其網絡中添加和刪除資源，并讓他們更輕松地自定義網絡以滿足不斷變化的業務需求。

(6)自動化

通過自動化，IT專業人員可以使用軟件來管理大型網絡資源，而無需人工干預。這一趨勢將通過消除常見任務(如配置新交換機或路由器)中的人為錯誤來減少人工費用并提高網絡可靠性，從而幫助企業降低成本。此外，自動化可以幫助IT部門隨著業務需求的變化更快地擴展其網絡，使他們能夠以更少的資源提供更好的服務。

網絡的未來將由自動化驅動，這可以幫助IT部門隨著業務需求的變化更快地擴展其網絡，使他們能夠以更少的資源提供更好的服務。自動化在虛擬化和SDN等其他趨勢中也發揮著關鍵作用。自動化可以幫助IT部門隨著業務需求的變化更快地擴展其網絡，使他們能夠以更少的資源提供更好的服務。

(7)人工智能和機器學習

HPC中的人工智能和機器學習變得越來越重要。兩者都與自動決策的概念有關，盡管它們在實施方面有所不同。人工智能是一個更廣泛的類別，其中包含用于對計算機進行編程以使其具有智能行為的各種技術。另一方面，機器學習是人工智能的一個子集，專注于開發能夠從經驗中學習并適應新情況的系統。

(8)行業聯網標準

由于HPC是一個數據密集型行業，具有重要的帶寬和低延遲要求，因此它依賴于以太網等行業標準數據通信接口。這將允許研究人員使用高性能計算來混合和匹配最能滿足他們需求的硬件組件。此外，許多系統上都有多種類型的端口，以允許用戶根據項目需要自定義系統。

(9)邊緣計算

邊緣計算是指將數據處理資源放置在盡可能靠近數據源的位置。這種策略可以通過減少數據在遠程服務器和最終用戶之間來回傳輸的時間來幫助加速應用程序，并減少網絡擁塞。

邊緣計算還通過將敏感信息保存在公司網絡上而不是通過公共連接發送來提高安全性。

(10)云計算

HPC工作負載越來越多地在云中運行。云計算是HPC工作負載的流行選擇，特別是對于需要隨著業務需求變化而擴展或縮減的組織而言。云提供商通常提供現收現付的定價結構，可以根據需要輕松擴展或縮減。此外，云計算提供商提供了廣泛的工具，可以與HPC解決方案產生更多潛在的協同作用。