數據中心如何支持高性能計算？

數據中心自1940年代就已存在，第一批計算機專(zhuān)用數據室被用于軍事目的。隨著(zhù)計算和存儲需求在此后的幾十年里呈指數級增長(cháng)，應用擴展到生活的各個(gè)領(lǐng)域，組織越來(lái)越多地尋求專(zhuān)用數據中心來(lái)容納他們的基礎設施。

為了降低成本并在競爭中脫穎而出，自HPC出現以來(lái)，外包數據中心基礎設施幾乎已成為必需。HPC是一種功能強大但在密度、熱量和帶寬方面要求很高的解決方案。這些數據中心需要解決許多高性能計算機同時(shí)運行所需的熱量和功率密度所帶來(lái)的挑戰。

由于HPC可以以更快的速度將數據分析和人工智能結合在一起，因此不出所料，采用HPC數據中心的頂級公司都在云計算和IT行業(yè)中。但其他行業(yè)的公司也可以利用HPC的力量。

這可能包括：

• 研究實(shí)驗室

• 金融科技

• 天氣預報

• 媒體和娛樂(lè )

• 衛生保健

• 政府和國防

支持HPC的數據中心可以滿(mǎn)足客戶(hù)對快速網(wǎng)絡(luò )不斷增長(cháng)的需求，同時(shí)跟上日益數字化的格局。

要構建適應HPC的基礎架構，了解HPC集群的三個(gè)關(guān)鍵系統非常重要：計算、存儲和網(wǎng)絡(luò )。

高效的HPC系統需要一組計算機服務(wù)和軟件程序，它們協(xié)同工作以運行算法程序。每個(gè)模塊都需要與集群中的其他模塊保持同步；否則，整個(gè)HPC系統將變得過(guò)時(shí)。

HPC的目標是執行高速計算，這需要聚合來(lái)自不同硬件類(lèi)型的計算機能力。數據中心擁有足夠的空間和能力來(lái)容納支持HPC操作所需的計算機系統和硬件，僅HPC計算就需要大多數企業(yè)無(wú)法處理的電源和冷卻協(xié)調。

為了容納HPC處理的海量數據，其存儲系統應盡可能頻繁地從CPU卸載，而不中斷計算操作。根據Weka的說(shuō)法，HPC存儲系統需要滿(mǎn)足以下這些需求：

• 任何節點(diǎn)的數據隨時(shí)可用

• 可用數據必須是最新的

• 可以處理任何大小的數據請求

• 支持面向性能的協(xié)議

• 使用最新的存儲技術(shù)（例如SSD）

• 擴展到毫秒以跟上恒定的延遲

HPC網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構與您的辦公室內部網(wǎng)非常不同。除了CPU和存儲之間的持續數據傳輸的極端要求外，構成HPC環(huán)境的許多不同的計算組件被視為一臺計算機，由“結構”組合在一起?！癏PC結構的關(guān)鍵概念是擁有大量可擴展帶寬（貫穿），同時(shí)保持超低延遲?！?/p>降溫設施

鑒于HPC基礎設施的密度和產(chǎn)生的熱量，冷卻可能是一項重大挑戰?，F代數據中心使用的傳統熱通道遏制系統可以有效地冷卻當今的50kW HPC機架。展望未來(lái)，HPC集群可能會(huì )增加密度并刺激數據中心實(shí)施更普遍可用的液體冷卻。根據研發(fā)機構國家可再生能源實(shí)驗室的說(shuō)法，液體冷卻可以提供比空氣冷卻高1,000倍的冷卻能力，而且物理占地面積更小。浸沒(méi)式液冷數據中心部署靈活性更高，且面向未來(lái)的客戶(hù)。

以易飛揚創(chuàng )新性的液冷互連光模塊和互連解決方案為例。其中液冷高速模塊可在1米深的氟化液和礦物油中穩定運行（已通過(guò)客戶(hù)的長(cháng)期認證），相比傳統制冷方案，具備更高的散熱效率和更低的能耗，可將高性能計算的算力提升到一個(gè)新的水平。

HPC集群的設備之間需要采用高性能并行互連組件進(jìn)行連接。易飛揚是并行光互連計算的先鋒，自2013年起，易飛揚就重點(diǎn)投入高性能并行光模塊和互連線(xiàn)纜的開(kāi)發(fā)，系列產(chǎn)品涵蓋10G、25G、40G、100G、200G、400G和800G等速率，支持INFNIBAND協(xié)議。

• 基于Intel和NVIDIA的芯片設計支持并行互連組件的服務(wù)器光網(wǎng)卡，從10G到200G，并正在向400G/800G延伸；

• 基于VCSEL激光器、DML激光器或硅光技術(shù)平臺設計的高速并行光模塊，如100G QSFP28 SR4/PSM4，200G QSFP56 SR4/DR4，200G QSFP-DD SR8/PSM8和400G QSFP-DD SR8/DR4等；

• 基于低功耗設計的短距離并行DAC和AOC互連線(xiàn)纜，如400G QSFP-DD DAC/AOC、 800G QSFP-DD DAC/AOC等；

• 可支持系統設備自環(huán)測試的電回環(huán)模塊；

• 創(chuàng )新性的液冷互連光模塊和互連解決方案。