High Performance Computing

 رايانش سريع و محاسبات پيشرفته به هرگونه انجام محاسبات اتلاق مي شود که براي هدف خود به بيش از يک کامپيوتر نيازمند باشد و يا به عبارتي بطور همزمان از چندين کامپيوتر استفاده کند. ابر کامپيوترها و خوشه‌هاي کامپيوتري براي حل انبوهي از معادلات پيچيده بکار گرفته مي‌شوند.

کاربرد هاي اصلي رايانش سريع عبارتند از:
– تحليل و نگهداري داده‌ها
– شبيه سازي
– مدل سازي
– توسعه نرم‌افزارها
– مشاهده انبوه داده‌هاي به هم وابسته
– محاسبات سريع رياضي

رايانش سريع يا محاسبات سريع(High Performance Computing)، شاخه اي از علم نرم افزار است که با تجميع توان محاسباتي تعداد زيادي از رايانه‌هاي متوسط و کوچک، امکان انجام کارهاي محاسباتي و علمي سنگين را با سرعت زياد و هزينه کم امکان پذير مي‌نمايد.

HPC براي منظورهاي زير بکار گرفته مي شود:
– توسعه محصولات و طراحي مجدد آنها
– بهينه سازي توليد و فرآيندهاي آن
– تحليل يا توسعه انبوه داده‌ها
– هدايت پروژه‌هاي تحقيقاتي گسترده
– ذخيره سازي حجم‌هاي بسيار زياد داده براي تحليل هاي بعدي
– برآيند سازي مصرف توليدات ، جستجو و الگو سازي
– تصوير سازي‌هاي کامپيوتري براي توضيح نتايج تحقيقاتي
– شبيه سازي و مدلسازي فرآيند هاي پيچيده

علم محاسبات همراه با منابع محاسباتي و فناوري HPC سه رکن اصلي براي همانند سازي تئوري‌ها و نظريه‌ها با نتايج آزمايشات عملي مي‌باشند. HPC قادر است با حجم بسيار عظيم داده‌ها کار کرده و با سرعت بسيار زياد نتايج را تحليل کند. اين کار با استفاده از کامپيوترهاي معمولي چندين ماه مي تواند به طول بيانجامد در حالي که با استفاده از کامپيوترهاي HPC تنها در چند دقيقه يا ساعت قابل انجام است. بايستي توجه کرد که در بسياري از موارد کامپيوترهاي معمولي اصولاً براي انجام اين قبيل محاسبات ناتوان هستند.

استفاده از HPC باعث صرفه جويي در هزينه و زمان مي شود و اين امکان را فراهم مي‌سازد تا بدون استفاده از نمونه‌هاي ساخته شده آنچه را که مي تواند در واقعيت اتفاق بيافتد را شبيه سازي کند و ببيند، تجزيه و تحليل کند، نقاط ضعف و قوت را بسنجد، عيوب و اشتباهات را تصحيح کند، دو باره طراحي کرده و نتيجه کار را نيز ببيند. اين يک واقعيت مجازي (Virtual Reality) است که همه بضاعت علمي انسان امروز را در قالب يک نرم افزار که آن‌هم خود ابداع انسان است جمع آوري مي‌کند. اين نرم‌افزارها با ميليون‌ها و حتي ميليارد‌ها محاسبه که بر روي داده‌ها انجام مي‌دهند و همه نتايج اوليه را مجدداً و ميليون‌ها بار مورد تجزيه و تحليل قرار مي‌دهند قادر هستند تا يک نتيجه نهايي را به عنوان خروجي در اختيار ما قرار دهند. مسلماً اين‌همه عمليات محاسباتي خارج از قدرت ذهن انسان است اما راه حل وجود‌ دارد و آن هم سيستم‌هاي پيشرفته کامپيوتري، ابر کامپيوترها (Super Computers) يا همان سيستم‌هاي مبتني بر پردازش داده موازي HPC است.
برخي از مثال‌هاي متنوع قابليت‌هاي HPC عبارت است از ديناميک سيالات محاسباتي، عمليات نفتي، شبيه سازي تست تصادف خودرو، ديناميک جريان هوا بر روي بال هواپيما، ذخيره سازي اطلاعات، انيميشن‌هاي گرافيکي، تصويرسازي و مدل‌سازي بازسازي چهره