Top 15 HPC-Anbieter & Unternehmen

Was ist HPC?

HPC ist High-Performance Computing – ein Prozess zur Lösung extrem komplexer Rechenprobleme mit Hilfe von Computerclustern und Supercomputern. HPC nutzt Elemente wie Algorithmen, Computerarchitekturen, Programmiersprachen, digitale Elektronik und Systemsoftware, um eine komplexe Infrastruktur zu schaffen, die in der Lage ist, unglaublich anspruchsvolle Aufgaben mit Hilfe paralleler Datenverarbeitung zu lösen.

Es handelt sich um eine Technologie, die es schon seit Jahrzehnten gibt und die erst in jüngster Zeit aufgrund der plötzlichen Zunahme von KI-bezogenen Entwicklungen und Anwendungsfällen einen Popularitätsschub erfahren hat. HPC-Infrastrukturen werden regelmäßig mit der Speicherung, Analyse und Umwandlung großer Datenmengen betraut, die Unternehmen und Regierungen regelmäßig erzeugen.

HPC-Systeme streben danach, mit der Zeit immer schneller zu werden und immer komplexere Berechnungen durchzuführen, aber die Herausforderungen bei der Optimierung verschiedener Anwendungen und Designs können manchmal ein starker Gegenwind für diesen Fortschritt sein. Da die Datenverwaltung für die Effizienz von HPC-Berechnungen von entscheidender Bedeutung ist, versuchen Software- und Hardwareanbieter, diese Herausforderung auf vielfältige Weise zu lösen.

Nichtsdestotrotz wächst der HPC-Markt weiterhin in einem beeindruckenden Tempo. Straits Research prognostiziert, dass der HPC-Markt von 49,99 Mrd. USD (2023) auf 91,86 Mrd. USD (2030) wachsen wird, mit einer CAGR von 9,1%.

Die Tatsache, dass das tägliche Datenaufkommen überall auf der Welt weiter wächst, setzt HPC-Umgebungen zunächst noch mehr unter Druck und motiviert sie, nach besseren und schnelleren Optionen zu suchen. Die zunehmende Verbreitung von HPC-Implementierungen in der Cloud erweist sich als zusätzliche, effektive Option, um diese Probleme zu entschärfen, und bietet einigen Benutzern möglicherweise eine effizientere und kostengünstigere Alternative zu HPC-Infrastrukturen vor Ort.

In diesem Zusammenhang ist es sehr wichtig zu erfahren, wie HPC funktioniert und mit welchen Schwierigkeiten es jetzt (und in naher Zukunft) konfrontiert ist.

HPC vs. Supercomputer

Es gibt viele Überschneidungen und Verwirrungen zwischen High Performance Computing und Supercomputern. Für jede Lösung gibt es mehrere Definitionen, und es gibt auch einige Ähnlichkeiten zwischen den beiden. Der größte Unterschied zwischen HPC und Supercomputern ist die Tatsache, dass ein Supercomputer ein einzelnes System ist, das um ein Vielfaches leistungsfähiger sein kann als jeder Computer auf Kundenwunsch. HPC hingegen ist eher eine Kombination aus mehreren Systemen und Ressourcen, die parallel genutzt werden.

Es ist leicht zu erkennen, warum Supercomputer und HPC so ähnlich und doch so unterschiedlich sind. Hinzu kommt, dass Supercomputer in der Regel viel teurer sind und für eine bestimmte Aufgabe maßgeschneidert werden, während HPC ein vielseitigeres System ist, das bei Bedarf für verschiedene Aufgaben konfiguriert werden kann.

Manchmal sind einige Varianten älterer Software nicht in der Lage, alle Vorteile des HPC zu nutzen, weil sie nicht in der Lage sind, die Funktionen des parallelen Rechnens effektiv zu nutzen. In solchen Anwendungsfällen können Supercomputer einen erheblichen Vorteil bieten und sind oft die einzige Option.

Schlüsselindustrien, die am meisten von HPC profitieren

Es gibt viele verschiedene Branchen, die HPC aktiv für ihre Arbeit nutzen, sei es für Technik, Design, Modellierung usw. Hier sind einige der größten Anwendungsfälle für HPC-Lösungen:

• Öl und Gas. HPC wird eingesetzt, um neue potenzielle Bohrstellen zu analysieren und die Produktivität bestehender Bohrungen zu verbessern.
• Fintech. HPC ist in der Lage, viele verschiedene Formen der Finanzmodellierung durchzuführen, und es kann auch Aktientrends in Echtzeit verfolgen.
• Verteidigung. HPC verbessert die Fähigkeit von Regierungsbehörden, riesige Datenpools zu verwalten, um verschiedene sicherheitsrelevante Aktionen und Operationen durchzuführen, erheblich.
• Unterhaltung. HPC hat hier viele verschiedene Anwendungsfälle, darunter das Rendern von Spezialeffekten für Videos und Filme, die Erstellung von Animationen, 3D-Umgebungen, Transcoding und mehr.
• Gesundheitswesen. HPC spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Medikamenten und der Heilungsforschung in der Industrie.
• Forschung. Wissenschaftliche Projekte sind das Brot und die Butter der High-Performance Computing-Fähigkeiten. Sie bieten eine schnelle und bequeme Möglichkeit, riesige Datenmengen für einen bestimmten Zweck zu verwalten.

Eine kurze Geschichte des HPC

Die ständigen Überschneidungen zwischen HPC und Supercomputern sind der Hauptgrund dafür, dass ein Großteil der Geschichte der Supercomputer oft auch als Geschichte des HPC behandelt wird. Die gesamte Hardwarekategorie geht auf die 1940er Jahre zurück und durchlief mehrere Iterationen, bevor sie ab den 1950er Jahren an Popularität gewann (IBM 7090, CDC 6600).

Das Konzept des parallelen Rechnens wurde kurz danach (nach den 1980er Jahren) eingeführt, als eine der ersten Erwähnungen dieses Konzepts in der Geschichte, zusammen mit der Entwicklung von Computerclustern, die komplexe Aufgaben als eine einzige zusammenhängende Umgebung ausführen konnten.

Gleichzeitig stieg auch die Popularität von Personal Computern weiter an und weckte das Interesse an der gesamten Branche. Das Konzept der HPC-Cluster hat sich im Laufe der Jahre immer weiter entwickelt, wobei die Idee des Cloud Computing zu den neueren Trends gehört, die viele der besten HPC-Unternehmen auf dem Markt inzwischen anbieten. HPC ist schon jetzt ein äußerst effektives Konzept, und da die Zukunft mehr und mehr von Technologien wie Quantencomputing und künstlicher Intelligenz abhängt, wird dieses Konzept im Laufe der Zeit weiter wachsen und gedeihen.

Hauptkonkurrenten im HPC-Bereich

Der Markt für HPC-Lösungen ist erstaunlich groß, wenn man bedenkt, wie komplex und ressourcenintensiv diese Lösungen sein können. Und dennoch scheint die Gesamtnachfrage nach dieser Art von Angeboten in vielen Branchen regelmäßig zu steigen – weshalb die meisten HPC-Unternehmen zu sehr großen Unternehmen heranwachsen. In der folgenden Liste finden Sie 15 verschiedene Beispiele von Unternehmen, die auf die eine oder andere Weise HPC-Funktionen anbieten.

Es ist zu beachten, dass der Begriff „HPC-Lösung“ relativ weit gefasst ist und mehrere verschiedene Unternehmensgruppen abdecken kann. Einige dieser Unternehmen bieten HPC als Cloud-Service an, andere stellen HPC vor Ort bereit, und es gibt auch einige Optionen, die dafür bekannt sind, dass sie der Branche nichts anderes als Hardware-Funktionen bieten.

Microsoft Corporation

Microsoft ist ein bekannter Technologieriese und sein Cloud-Dienst Azure ist zweifellos einer der größten Konkurrenten in seinem Bereich. Zwei verschiedene Elemente tragen speziell zu HPC-Einsätzen bei: Azure CycleCloud und Azure Batch.

Azure CycleCloud ist eine komplexe Lösung für die Verwaltung von HPC-Workloads mit einer Vielzahl wertvoller Funktionen. Azure Batch ist eine Skalierungs- und Planungslösung, die die erforderlichen Ressourcen mit der Menge an Arbeit, die in einer HPC-Umgebung erledigt werden muss, berechnen und skalieren kann. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Microsoft auch mit verschiedenen Hardwareanbietern zusammenarbeitet, um maßgeschneiderte Hardware für seine Azure-Infrastruktur zu entwickeln, die für HPC-Workflows geeignet ist.

Durch die Kombination von Hardware und Software unter der Aufsicht von Microsoft entsteht das, was als Microsoft Azure HPC bekannt ist – eine umfassende, speziell entwickelte Infrastruktur, die HPC-fähige Lösungen mit zahlreichen Vorteilen gegenüber herkömmlichen HPC-Versionen vor Ort enthält.

Es handelt sich um eine schnelle, skalierbare und kosteneffiziente Lösung, die die Vorlaufkosten für die HPC-Bereitstellung erheblich senkt, mehrere HPC-Arbeitslasttypen unterstützt und so angepasst werden kann, dass sie gerade genug Funktionen für die spezifischen Ziele und Anwendungsfälle eines Kunden bietet. Es kann auch mit anderen Azure-Produkten wie Azure Machine Learning integriert werden, wodurch sich zahlreiche neue Möglichkeiten im HPC-Bereich ergeben.

Intel

Ein weiteres berühmtes Technologieunternehmen ist die Intel Corporation, einer der größten CPU-Hersteller der Welt. Intel Xeon Prozessoren werden speziell für HPC und ähnliche Umgebungen hergestellt, unabhängig von der Branche, in der sie eingesetzt werden. Intel stellt außerdem mehrere Toolkits und Dokumente zur Verfügung, um den Programmierprozess für Xeon-basierte Systeme zu vereinfachen.

Einige der wichtigsten Vorteile von Intel Xeon Prozessoren im Zusammenhang mit HPC sind:

• Scalability.
• Kernleistung.
• Speicherleistung.
• Simulationsmöglichkeiten.
• ISA.

Xeon-Prozessoren sind für ihre Multi-Core-Struktur bekannt, die speziell dafür entwickelt wurde, die Last auf Dutzende von Prozessorkernen gleichzeitig zu verteilen. Dies ist ein perfekter Anwendungsfall für HPC-Workloads, der die Zeit, die Forscher und andere HPC-Experten für die Ausführung eines durchschnittlichen Rechenprozesses benötigen, beschleunigt.

Die Berechnungen selbst sind bei Xeon-Prozessoren viel schneller, da sowohl die Anzahl der Kerne als auch die Taktfrequenz der einzelnen Kerne höher ist. Dadurch wird insgesamt eine deutlich höhere Leistung erzielt, insbesondere bei komplexen Berechnungen, mit denen HPC üblicherweise zu tun hat.

Da HPC oft mit unglaublich großen Datensätzen arbeitet, ist eine hohe Speicherleistung praktisch eine Voraussetzung. Glücklicherweise sind die Xeon-Prozessoren mit schnelleren Speicher-Controllern und breiteren Speicherkanälen ausgestattet, um sicherzustellen, dass das volle Potenzial der Speicherhardware ausgeschöpft wird und es keine Engpässe auf der CPU-Seite gibt.

Leistung ist nicht alles, was HPC von der Hardware insgesamt braucht – Stabilität für längere Zeiträume intensiver Berechnungen ist genauso wichtig. In der Branche wird dies als RAS (Reliability, Availability, and Serviceability) bezeichnet. Es handelt sich dabei um eine Kombination von Funktionen wie erweiterte Diagnose, Fehlerkorrektur und viele andere, die minimale Ausfallzeiten und vollständige Datenintegrität gewährleisten.

ISA steht für Instruction Set Architecture, das ist ein Satz detaillierter Anweisungen für mathematische und wissenschaftliche Berechnungen. Der Hauptzweck der ISA ist die Maximierung des Komforts und die Verbesserung der Leistung von HPC-Workloads bei der Arbeit mit Intel Xeon Prozessoren.

Der Rest von Intels Fähigkeiten im Bereich HPC dreht sich auf die eine oder andere Weise immer noch um Xeon-Prozessoren. Das oneAPI HPC Toolkit von Intel ist beispielsweise eine Kombination verschiedener Entwicklungstools, die die Verbesserung der Leistung und die Optimierung von Programmiervorgängen, die auf Xeon-Prozessoren laufen, erleichtern. Alternativ gibt es auch das HPC Software and Tools Paket, das verschiedene Lösungen für die Systemoptimierung, die Leistungsanalyse und das Workload-Management für HPC-Lösungen bietet, die auf Xeon-Prozessoren laufen.

Amazon Web Services

Amazon Web Services ist eine Tochtergesellschaft von Amazon, einem der größten Unternehmen der Welt. AWS ist in erster Linie auf Cloud Computing in verschiedenen Branchen und für verschiedene Zielgruppen spezialisiert, darunter Stammkunden, Unternehmen und sogar Regierungsbehörden. AWS kann auch Cloud-basierte HPC-Funktionen für Finanzinstitute, Forschungseinrichtungen, Ingenieurbüros und gesundheitsorientierte Wissenschaftsunternehmen bereitstellen.

AWS ist bestrebt, mit den modernen Trends im technologischen Bereich Schritt zu halten. Das jüngste Beispiel sind die Versuche, die Leistungsfähigkeit von KI und ML in seine Dienste einzubringen. Auf diese Weise kann Amazon SageMaker jetzt seine Datenanalysefähigkeiten durch die Einführung von maschinellem Lernen in diesen Workflow verbessern.

Das soll nicht heißen, dass Amazons aktuelles Cloud-Angebot nicht auch für sich genommen erstaunlich ist. Es bietet zahlreiche Anpassungsmöglichkeiten in Bezug auf die Anzahl der für jeden Kunden benötigten Ressourcen und kombiniert Skalierbarkeit mit Erschwinglichkeit in einem einzigen Paket. AWS als Ganzes ist relativ einfach zu verwalten, und seine globale Infrastruktur ermöglicht es, HPC-Cloud-Infrastrukturen in vielen verschiedenen Teilen der Welt ohne große Probleme bereitzustellen.

Da AWS eine riesige Plattform mit Dutzenden von verschiedenen Ressourcen und Funktionen ist, ist es nur sinnvoll zu erwähnen, welche dieser Ressourcen direkt mit den HPC-Fähigkeiten von Amazon verbunden sind:

• Amazon FSx ist ein hochleistungsfähiges Dateisystem, das für die Verwaltung von HPC-Datensätzen verwendet wird, die in der Regel extrem groß sind.
• AWS Batch ist ein spezielles Tool für die Skalierung und das Job Scheduling für HPC-Workloads.
• Amazon EC2 ist eine Sammlung von virtuellen Infrastrukturen auf Abruf, einschließlich leistungsstarker GPUs, schneller CPUs und anderer Hardware/Software, die speziell für HPC-Arbeitslasten entwickelt wurde.
• AWS ParallelCluster erleichtert den Einsatz und die Kontrolle von HPC-Clustern und bietet die Möglichkeit, die Anzahl der Cluster bei Bedarf zu erhöhen oder zu verringern.
• EFA (Elastic Fabric Adapter) ist eine Netzwerkinfrastruktur mit niedriger Latenz, die die höchstmögliche Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen Clustern in der HPC-Infrastruktur bietet.

DataDirect Networks

Obwohl DataDirect Networks nicht so bekannt ist wie einige andere Konkurrenten auf dieser Liste, gilt es als das bedeutendste Datenspeicherunternehmen in Privatbesitz. Es gehört zu den bekanntesten Namen auf dem HPC-Markt und bietet Hochleistungsinfrastrukturen für bestimmte Zwecke an.

Zu den Fähigkeiten von DataDirect gehören Verbesserungen in Bereichen wie Zusammenarbeit (mit Hilfe von Multi-Cloud-Datenmanagement), Optimierung (mit besserer Speicherleistung) und geringere Kosten (durch skalierbare und effiziente HPC-Lösungen).

Einige der wichtigsten Leistungen und Vorteile von DataDirect Networks sind:

• Parallele Dateisysteme ermöglichen HPC-Knoten den gleichzeitigen Zugriff auf dieselben Daten und verbessern so die Leistung auf breiter Front.
• DDNs über 20-jährige Erfahrung verleiht dem Unternehmen eine beispiellose Branchenkenntnis und ermöglicht es, einige der besten HPC-Umgebungen auf dem Markt anzubieten.
• Skalierbarkeit, Sicherheit und Stabilität sind für DDN ebenso wichtig. Sie sorgen dafür, dass sensible Forschungsdaten geschützt werden, während sie gleichzeitig sicherstellen, dass die Umgebung skalierbar, aber stabil ist.
• Exascaler-Leistung liegt im Bereich des Möglichen für die HPC-Lösungen von DataDirect Networks und verbessert die Leistung von Forschungs- und anderen HPC-orientierten Aufgaben erheblich.

Exascale Computing ist eine Art von Supercomputer-System, das Rechenoperationen auf Exascale-Ebene durchführen kann. Dies ist eine völlig neue Ebene der Rechenleistung, die ein speziell modifiziertes Speichersystem erfordert, um mit dieser Leistung voll arbeiten zu können.

Penguin Computing

Penguin Computing ist ein weiterer privater HPC-Anbieter, der bereits 1998 gegründet wurde. Penguin Computing bietet eine Reihe von Produkten und Dienstleistungen an, seien es Linux-Server, Cluster-Management-Software, Cloud-Computing-Lösungen, KI-Lösungen und mehr.

Penguin Computing bietet seinen Kunden schlanke HPC-Lösungen mit hoher Leistung und geringem Verwaltungsaufwand. Diese Lösungen lassen sich leicht skalieren und kombinieren Hardware und Software auf vielfältige Weise, um die Anforderungen jeder Zielgruppe zu erfüllen.

Der Beitrag von Penguin Computing zur HPC-Branche ist beträchtlich. Das Unternehmen bietet Cloud-basierte HPC-Infrastrukturen mit Unterstützung für KI-Frameworks an, so dass es möglich ist, beides zu kombinieren, um HPC-Workloads zu verbessern. Hinzu kommt, dass die Software von Penguin Computing die Verwaltung komplexer HPC-Umgebungen erheblich erleichtert, ganz gleich, wie groß oder anspruchsvoll sie sind.

Das Angebot des Unternehmens umfasst auch physische HPC-Umgebungen und sogar Linux-optimierte Server für den gleichen Zweck. Eine Kombination aus schnellem Speicher, Hochleistungsprozessoren und effizienter GPU-Hardware ist in jedem Paket enthalten. Penguin Computing unterstützt auch TrueHPC – eine gemeinsame Initiative von AMD und NVIDIA, die mit Best Practices und offenen Standards die Zusammenarbeit und Innovation auf dem Markt fördert.

Dell Technologies

Dell ist ein weiterer bekannter Name in der gesamten technologischen Umgebung. Die Marke Dell gehört zu Dell Technologies, der Muttergesellschaft, die 2016 aus der Fusion von Dell und EMC hervorgegangen ist. Dell Technologies bietet zahlreiche Dienstleistungen und Lösungen an, darunter Hardware- und Softwareoptionen für verschiedene Kundenkreise.

Dazu gehören auch HPC-Fähigkeiten wie Produktionsimplementierung, Bewertung, Tests, Erstellung von Proof-of-Concept-Stücken usw. Das Angebot von Dell im HPC-Umfeld unterscheidet sich nicht wesentlich von dem anderer Unternehmen, die Cloud-basierte HPC-Infrastruktur auf Abruf anbieten. Es ist eine schnelle und relativ kostengünstige Alternative zu HPC-Implementierungen vor Ort, die zudem leicht in beide Richtungen skaliert werden kann und viel weniger Wartung erfordert. Dell ist auch stolz auf seine HPC-Bereitstellungszeiten und bietet extrem schnelle HPC-Bereitstellungen für Kunden, die unter Zeitdruck stehen.

Dells Expertise als Technologieunternehmen wird durch jahrzehntelange Arbeit in der Branche untermauert. Es bietet ein tiefes Verständnis dafür, wie HPC funktioniert und was es braucht, um richtig zu funktionieren. Die Cloud-basierten HPC-Lösungen von Dell werden mit Hilfe von Tausenden von Dell EMC-Servern und drei leistungsstarken Supercomputern verteilt, die über ausgeklügelte Speicherverwaltungssysteme in einer einzigen Infrastruktur verbunden sind.

Es gibt jede Menge Hardware, die Dell als Teil seiner HPC-Infrastruktur bereitstellen kann, sei es Netzwerkhardware, Speicherhardware oder Serverhardware. Alle diese Komponenten sind von Anfang an für HPC-Workloads maßgeschneidert. Gleichzeitig beschränken sich die Fähigkeiten von Dell nicht auf die Bereitstellung von Hardware in verschiedenen Formen – es gibt auch Dienstleistungen wie:

• Proof-of-Concept-Entwicklung
• Laufende Unterstützung
• Produktimplementierung
• Erstbewertung

IBM

IBM ist ein amerikanisches Technologieunternehmen, das es seit über 100 Jahren gibt. Sein Zweig IBM Spectrum Computing wurde gegründet, um seinen Kunden HPC-Dienste auf verschiedene Weise anzubieten. Es gibt verschiedene Angebote, die IBM anbieten kann, darunter:

• High-Performance Services for Analysis, perfekt geeignet für das Finanzwesen oder die Biowissenschaften – oder jeden anderen Arbeitsbereich, der regelmäßig datenintensive Berechnungen erfordert.
• Spectrum HPC, ein komplettes Toolset zur Optimierung und Verwaltung bestehender HPC-Umgebungen oder zur Erstellung neuer Umgebungen.
• High-Performance Services for HPC, eine Lösung für den gesamten Lebenszyklus von HPC-Infrastrukturen, beginnend mit der Planung und Bereitstellung und endend mit dem laufenden Support bis zur Stilllegung.

Das Unternehmen ist bekannt für seine Investitionen in Computertechnologien im Laufe der Jahre – ATM, DRAM, Disketten und Festplattenlaufwerke sind nur einige Beispiele für die Schöpfungen von IBM. Die lange Liste der Erfindungen, die direkt auf IBM zurückgeführt werden können, ist ein Beweis für die Fähigkeiten des Unternehmens, wenn es um Innovation und Technologieentwicklung geht.

IBM unterstützt auch problemlos hybride HPC-Implementierungen und bietet die Möglichkeit, seine Cloud-basierten HPC-Funktionen mit der Hardware vor Ort zu verbinden, die der Kunde möglicherweise bereits besitzt. Die HPC-Funktionen von IBM sind schnell und anpassbar und nutzen die jahrzehntelange Erfahrung in diesem Bereich, um ein beeindruckendes Serviceniveau in der Branche zu schaffen.

Alphabet

Alphabet ist ein riesiges Technologiekonglomerat mit Sitz in Kalifornien und wird oft als eines der wertvollsten Unternehmen der Welt bezeichnet. Alphabet entstand nach einer Umstrukturierung eines bekannten Unternehmens namens Google im Jahr 2015 und ist bis heute die Muttergesellschaft von Google.

Es ist möglich, die HPC-bezogenen Fähigkeiten von Google in sechs Kategorien zu unterteilen:

1. Google Cloud kann eine maßgeschneiderte Infrastruktur für sehr spezifische und enge Anwendungsfälle bereitstellen und bietet eine unglaubliche Kombination aus Rechenleistung und Speicherplatz. Hinzu kommen die Cloud-Rechenleistung, die Datenspeicherlösungen und die hochleistungsfähige Netzwerkinfrastruktur, die zur Aufrechterhaltung dieser Infrastruktur erforderlich sind. Die Cloud HPC-Lösungen von Google sind wahrscheinlich das wichtigste direkte Engagement des Unternehmens im HPC-Bereich.
2. Google beteiligt sich auch häufig an und arbeitet mit verschiedenen Forschungsorganisationen und Bildungseinrichtungen zusammen, um neue Technologien auf dem HPC-Markt zu entwickeln und die bestehenden zu verbessern. Dies hilft verschiedenen Unternehmen auf dem Markt, neue Märkte zu erreichen, die ebenfalls die Leistung von HPC benötigen, darunter Klimawissenschaft, Biotechnologie, Quantencomputer usw.
3. Googles allgemeiner Status als eines der größten Technologieunternehmen der Welt macht es aufgrund seiner schnellen Netzwerkfähigkeiten, seiner hohen Effizienz, seiner ständigen Verfügbarkeit und seiner beeindruckenden Skalierbarkeit zu einer guten Wahl für HPC-Dienste.
4. Googles große Vielseitigkeit ist schon für sich genommen ein großer Vorteil, da es ein Lösungspaket anbietet, das bei Bedarf sowohl für akademische als auch für kommerzielle Umgebungen geeignet ist. Dies ermöglicht es Alphabet, auf verschiedenen Märkten Werte zu schaffen und das allgemeine Serviceniveau in verschiedenen Branchen zu verbessern.
5. Googles Fähigkeit, neue Technologien in bestehende Lösungen zu integrieren, treibt die Innovation voran und verbessert gleichzeitig die Leistung und Vielseitigkeit seines HPC-Service.
6. Das soll nicht heißen, dass die traditionelleren Technologien bei Alphabet nicht ständig weiterentwickelt und verbessert werden. Ganz im Gegenteil – das schiere Engagement von Google bei der Arbeit mit Spitzentechnologien dient dazu, die Fähigkeiten von Lösungen wie HPC für verschiedene Branchen ständig zu verbessern.

Atos

Atos ist ein großes IT-Dienstleistungsunternehmen, das sich hauptsächlich auf die Bereitstellung und Verwaltung von HPC-Infrastrukturen konzentriert. Atos kann diese Infrastrukturen einrichten, verwalten und die Benutzer bei Problemen mit diesen Infrastrukturen beraten.

Atos kann sowohl HPC-Infrastrukturen vor Ort als auch in der Cloud anbieten. Atos bietet auch HPC-Management-Services an, die den Nutzern die schwere Last der Verwaltung komplexer HPC-Infrastrukturen abnehmen. Zu den weiteren Dienstleistungen von Atos gehören fortgeschrittene Trainingsprogramme rund um HPC-Funktionen, um sicherzustellen, dass die Kunden die Software und die Hardware optimal nutzen können, wenn sie sie selbst verwalten wollen.

Atos kann hybride HPC-Implementierungen bereitstellen und verwalten und auch On-Premise- und Cloud-Infrastrukturen getrennt voneinander betreiben. Dies wird mit einer beeindruckenden Skalierbarkeit kombiniert, die in einer modernen Umgebung mit wachsenden Datenanforderungen sehr wertvoll ist.

Für HPC-Anwender ist Atos ein zuverlässiger Orchestrator und Berater in der Branche, der ein komplettes Paket von HPC-Infrastrukturen und die Fähigkeit, diese innerhalb desselben Unternehmens zu verwalten, anbietet. Dadurch bleibt den Endanwendern viel mehr Zeit, sich auf die Forschung oder andere Aufgaben zu konzentrieren, die HPC in irgendeiner Form erfordern.

Exagrid

ExaGrid ist eine primär hardwareorientierte Speicherlösung zur Sicherung großer Datenmengen. Sie basiert auf einem mehrstufigen Speichermodell und einer cleveren Sicherungspolitik, die die aktuellsten Sicherungen immer zugänglich macht, ohne dass eine Komprimierung erforderlich ist. Es handelt sich um eine schnelle, skalierbare und zuverlässige Sicherungslösung, die sich auch hervorragend für die Sicherung von HPC-Daten eignet und Leistung und Kosteneffizienz miteinander verbindet.

Exagrid wurde von Anfang an für die Bewältigung großer Datenmengen konzipiert und eignet sich daher besonders für HPC-Einsätze. Außerdem bietet es extrem schnelle Wiederherstellungsprozesse für reguläre Speicher und VMs, ohne dass eine Rehydrierung erforderlich ist, bevor die Daten wieder verwendet werden können.

Zu den weiteren Fähigkeiten von ExaGrid gehören die beeindruckende Kosteneffizienz aufgrund der abgestuften Preisarchitektur und die Kombination von Hardware und Software für die Aufgaben der Sicherung und Wiederherstellung. Jede Einheit ist ein eigenständiges System mit Speicher, Arbeitsspeicher, Prozessor und anderen notwendigen Elementen, was die Skalierbarkeit auf lange Sicht erheblich erleichtert, da bestimmte Elemente anstelle der gesamten Appliance ausgetauscht werden können.

Rescale

Rescale ist eine relativ neue Entwicklung in dieser Branche – es handelt sich um ein Softwareunternehmen, das 2011 gegründet wurde und jetzt sowohl Cloud-Dienste als auch Cloud-Software anbietet. Das Angebot von Rescale nennt sich Cloud Intelligent Computing; es kann zur Optimierung bestehender HPC-Workflows (meist On-Premise-Beispiele) verwendet werden.

Das Unternehmen führt auch regelmäßig neue und verbesserte Cloud-Technologien im HPC-Bereich ein, um die Verbindung von On-Premise-HPC-Workflows mit ihren Cloud-zentrierten Pendants zu erleichtern. So ist beispielsweise die Möglichkeit, aus der Ferne auf HPC-Ressourcen zuzugreifen, ein enormer Vorteil für die Zusammenarbeit und die Innovationsbemühungen in der Branche, da die Verbindung sicher und geschützt ist und die Möglichkeit, mit diesen Ressourcen in Kontakt zu treten, die Mobilität des HPC-Betriebs dramatisch verbessert.

Darüber hinaus kann Rescale eine schnelle Bereitstellung für Cloud-basierte HPC-Cluster bieten und damit eines der größten Probleme ursprünglicher HPC-Implementierungen (lange Bereitstellungszeiten) lösen. Auf diese Weise können HPC-Lösungen schnell nach oben oder unten skaliert werden, was sowohl den Komfort als auch die Leistung dieser Einsätze erheblich verbessert.

Rescale versucht auch nicht, seine Kunden an die Zusammenarbeit mit einem einzigen Cloud-Storage-Anbieter zu binden, sondern bietet die Möglichkeit, verschiedene HPC-Cloud-Anbieter zu unterstützen und sie dennoch alle über Rescale zu verwalten.

Das Unternehmen kann dennoch alle grundlegenden Vorteile einer HPC-Umgebung in der Cloud bieten, z. B. schnellere Bereitstellungszeiten im Vergleich zu HPC vor Ort, schnellere Skalierbarkeit, einfachere Verwaltung und geringere Anschaffungskosten. Diese Vorteile lassen sich gut mit den eigenen Verbesserungen von Rescale am bestehenden HPC-Workflow kombinieren, so dass ein recht interessantes Paket von Diensten und Umgebungen entsteht.

Erweitertes HPC

Ein weiteres relativ kleines Unternehmen (im Vergleich zu Microsoft und Amazon), das sich auf HPC-Dienste spezialisiert hat, heißt genau so – Advanced HPC. Es wurde bereits 2009 gegründet und ist nach wie vor einer der besten HPC-Anbieter auf dem Markt. Advanced HPC bietet nicht nur Hochleistungsserver, Netzwerklösungen und Infrastrukturangebote, sondern auch eine Vielzahl von Schulungsmöglichkeiten.

Zu den weiteren Fähigkeiten von Advanced HPC gehören mehrere professionelle Dienstleistungen auf dem Markt, darunter auch die Fähigkeit zur Verwaltung:

• HPC-Cluster,
• NAS zu Geschäftslösungen,
• Parallele Dateisysteme, und mehr.

AHPC bietet die Möglichkeit, komplette schlüsselfertige HPC-Lösungen von Grund auf zu entwickeln, anstatt nur einzelne Komponenten für HPC-Systeme zu verkaufen. Jedes dieser Systeme kann auf eine spezielle Art und Weise angepasst werden, die für den Arbeitsbereich des Kunden erforderlich ist, so dass für jeden Kunden, mit dem AHPC zusammenarbeitet, ein einzigartiger Ansatz entsteht.

Das übliche Paket an Vorteilen gilt auch für AHPC – niedrigere Anfangskosten sind inbegriffen, die Infrastruktur ist viel flexibler und leichter zu verwalten und die Bereitstellungszeit ist deutlich kürzer als bei einer Bereitstellung vor Ort.

HPE

HPE steht für Hewlett Packard Enterprise, ein multinationales Informationstechnologieunternehmen aus den Vereinigten Staaten. Es entstand 2015 als Teil der Aufspaltung des Unternehmens Hewlett-Packard. HPE konzentriert sich hauptsächlich auf das B2B-Segment des Marktes und bietet Funktionen wie Netzwerke, Server, Speicher, Containerisierung und mehr.

Zu den Fähigkeiten von HPE als einem der prominentesten HPC-Anbieter gehören:

• High-Performance Storage – eine Speicherlösung, die speziell für hochvolumige, schnelle Arbeitslasten entwickelt wurde, die HPC bekanntermaßen von seinen Berechnungen und Kalkulationen erwartet.
• HPC-optimierte Server – Kombinationen aus schnellen Netzwerkfunktionen, Hochgeschwindigkeitsprozessoren und extrem großen Speicherpools.
• HPE Superdome Flex Server – ein einzigartiger modularer Server für HPC-Workloads.

HPE bietet Beratungsmöglichkeiten im Bereich HPC (optimales Infrastrukturdesign und erwartete Leistungsziele), Cloud-basierte HPC-Fähigkeiten (grundlegende Cloud-HPC-Implementierungsmöglichkeiten) und umfassende Kundenunterstützung für bestehende HPC-Umgebungen (umfassendes technisches Fachwissen zum Thema HPC, Fehlersuche, laufende Wartung und mehr).

Die Cloud-HPC-Funktionen von HPE bieten dieselben Vorteile, die auch die meisten anderen Cloud-HPC-Anbieter haben. Dazu gehören eine einfachere Verwaltung der Infrastruktur, geringere Vorabkosten für die Bereitstellung, eine hohe Bereitstellungsgeschwindigkeit und eine noch bessere Leistung dank der Hardware von HPE, die speziell für HPC-Workloads entwickelt und optimiert wurde.

Storj

Storj ist ein verteilter Cloud-Speicherdienst, der Blockchain-Technologien nutzt, um eine sichere Lösung für die Datenspeicherung zu bieten, insbesondere für sensible Informationen wie HPC-Trainingsdaten. Storj bietet einen hocheffizienten Zugriff auf Daten, unabhängig davon, wo sie sich gerade befinden. Es kann auch problemlos mit großen Datenmengen arbeiten, was es zu einem erstklassigen Kandidaten für HPC-orientierte Anwendungsfälle macht.

Es handelt sich um eine kosteneffiziente Lösung mit einer dezentralen Struktur, die eine ungewöhnliche Kombination aus hoher Sicherheit und niedrigem Preis im selben Paket bietet. Die fragliche Struktur bietet außerdem standardmäßig reichlich Redundanz, was sie für alle Anwendungsfälle, bei denen es auf hohe Verfügbarkeit und Langlebigkeit ankommt, äußerst wertvoll macht (HPC ist eines der besten Beispiele für solche Kunden).

Bacula Enterprise

Bacula Enterprise ist eine hochsichere, umfassende Sicherungs- und Wiederherstellungsplattform, die sich hervorragend für HPC-Umgebungen eignet und viele HPC-spezifische Funktionen bietet. Sie unterstützt viele verschiedene Speichertypen, darunter physische Speicher, virtuelle Speicher, Cloud-Speicher, Datenbanken, Anwendungen und so weiter. Die Lösung selbst wurde entwickelt, um riesige und komplexe Datensysteme zu handhaben, ohne auf kapazitätsbasierte Preise angewiesen zu sein, was sie zu einer interessanten Option für viele Branchen und Fachgebiete, einschließlich HPC, macht.

Das modulare System von Bacula macht es zu einer großartigen Wahl für praktisch jede komplexe Umgebung da draußen, da die ursprüngliche Funktionalität mit minimalem Aufwand erweitert werden kann. Bacula eignet sich auch hervorragend für die Verwaltung und Handhabung großer Datenmengen in verschiedenen Formen – eine wichtige Fähigkeit, die in HPC-Infrastrukturen stets gefragt ist. Die Software von Bacula ist außerdem hochgradig skalierbar und anpassbar, was ihre Möglichkeiten in Bezug auf einen potenziellen Kundenkreis erheblich erweitert. Das Abonnementsystem, das Bacula Enterprise verwendet, ist ein weiterer Vorteil für Branchen, die regelmäßig mit großen Datenmengen arbeiten, wie die HPC-Industrie. So ist das Lizenzierungsmodell beispielsweise hochgradig modular, was bedeutet, dass die Benutzer nur für die verwendeten Module (oder Plugins) Lizenzgebühren zahlen. Noch besser ist, dass Bacula seine Lizenzierung nicht nach Datenvolumen strukturiert, was bedeutet, dass die Software nicht nur vom Design her leicht skalierbar ist, sondern auch vom Preis her.

Ein weiterer Beweis für die Fähigkeiten von Bacula im Bereich HPC ist die Anzahl der verschiedenen Kunden, die es im Laufe der Jahre gesammelt hat, darunter Organisationen, die regelmäßig HPC-Infrastrukturen nutzen – die Queen’s University School of Computing, die Texas A&M University, die Universität Gent und sogar die NASA selbst. Die größte Verteidigungsorganisation der Welt und der größte Kreditgeber der Welt, der keine Bank ist, vertrauen auf Bacula, weil es ein hohes Maß an Sicherheit bietet.

Ein wichtiger Bereich, in dem Bacula zur HPC-Welt beiträgt, ist Compliance. Für viele Organisationen, die sich zunehmend gezwungen sehen, gesetzliche Vorschriften und Compliance-Anforderungen zu erfüllen, hilft Baculas umfassende Berichterstattung über die gesamte HPC-Umgebung dabei, die Standards und Zertifizierungen zu erreichen, die für einen ordnungsgemäßen Betrieb erforderlich sind.

Die Herausforderungen von HPC

HPC kann unter den richtigen Umständen ein sehr leistungsfähiges Werkzeug sein, aber die Technologie hat auch ihren Anteil an Nachteilen und Herausforderungen. Einige dieser Herausforderungen sind für einen sich schnell entwickelnden Bereich wie HPC relativ üblich, während andere im Vergleich dazu eher ungewöhnlich sind.

• HPC-Infrastrukturen vor Ort sind oft extrem teuer, was den Anschaffungspreis betrifft. Der HPC-Service in der Cloud ist eine gute Alternative, die im Vergleich viel billiger ist, aber sie bietet möglicherweise nicht die Flexibilität und den Komfort einer persönlich verwalteten physischen Infrastruktur. Daher versuchen viele Unternehmen, mit einer Art hybrider HPC-Umgebung zu arbeiten – was allerdings auch seine eigenen komplexen Herausforderungen mit sich bringt.
• HPC-Systeme nutzen Dutzende von GPUs und CPUs in einer einzigen Lösung, und die Kompatibilität ist ein sehr problematisches Thema für solche Lösungen – sie erfordert viel Wissen und Ressourcen, um sicherzustellen, dass das System ordnungsgemäß funktioniert (ein großes Problem bei HPC-Einsätzen vor Ort). Die gleiche Logik gilt für die Software-Seite des Themas – Parallelisierung ist keine Plug-and-Play-Technologie, sondern erfordert eine Menge Optimierung und Einrichtung, um sicherzustellen, dass die Rechenaufgaben gleichmäßig auf die HPC-Ressourcen verteilt werden.
• Die insgesamt rasante Entwicklung in diesem Bereich, insbesondere im Bereich der KI, macht es noch teurer, mit den Fortschritten im HPC-Bereich Schritt zu halten, sowohl was die Hardware als auch die Software betrifft. Zugegebenermaßen ist dies ein viel größeres Problem für HPC-Anlagen vor Ort, aber auch die Cloud-basierten HPC sind für das gleiche Problem anfällig – und die Unannehmlichkeiten regelmäßiger Upgrades würden früher oder später zu höheren Servicekosten führen.
• Die Verwaltung von HPCs als Ganzes kann eine extrem schwierige Aufgabe sein, die nicht viele IT-Experten bewältigen können. Bei hybriden HPC-Implementierungen ist das Problem aufgrund der Kombination von physischen und virtuellen HPC-Lösungen noch größer. Auch nur einen solchen Fachmann zu finden, kann eine ziemliche Herausforderung sein, und diese Person im Unternehmen zu halten, ist eine noch größere Herausforderung in einem modernen Umfeld mit einem hohen Maß an Wettbewerb.
• Datensicherheit ist nach wie vor ein großes Problem für jede moderne Branche, auch für HPC – vor allem, wenn es um Cloud-basierte und hybride HPC-Umgebungen geht.
• Die bestehenden Bedenken hinsichtlich des Energieverbrauchs gelten auch für HPC-Lösungen, da diese Lösungen mehrere Hardware-Einheiten gleichzeitig verwenden, was den Gesamtenergieverbrauch exponentiell in die Höhe treibt. Energieeffizienz ist in diesem Zusammenhang ein sehr wichtiges Thema.

Die Zukunft von HPC

Es stimmt zwar, dass ein Großteil der jüngsten HPC-Popularität auf den plötzlichen Aufstieg von KI als neuestem „IT-Trend“ zurückzuführen ist, aber die Gesamtlandschaft dieser High-Level-Technologien ist relativ unbeständig und zwingt HPC-Anbieter, sich so schnell wie möglich anzupassen und weiterzuentwickeln, um relevant zu bleiben. Die HPC-Branche wird so lange existieren, wie es eine Nachfrage nach massiver Rechenleistung für bestimmte Anwendungsfälle gibt – sei es KI, IoT, 3D-Imaging, kombiniert mit einer der vielen verschiedenen Arten von Anwendungsbereichen wie Teilchenphysiksimulation, Wetteranalyse, Medikamentenentwicklung und Molekularmodellierung, Genomsequenzierung, Weltraumforschung, Öl- und Gasexploration, seismische Bildgebung und Erdbebenmodellierung usw. Die aufregenden und bedeutenden HPC-Entwicklungen sowohl in technischer als auch in strategischer Hinsicht bedeuten, dass diese Disziplin eine glänzende Zukunft hat und in Zukunft sicherlich einen großen Beitrag für die Menschheit leisten wird.