høyytelsesberegninger – Store norske leksikon

Høyytelsesberegninger (HPC) handler om å gjøre ekstremt mange eller tunge beregninger på datamaskiner. Sentralt blant metodene er forskjellige former for parallellprogrammering, og det brukes gjerne vanlig datautstyr der en benytter regnekraften til flerkjerneprosessorer og grafikkprosessorer (GPU-er) i maskinene.

Et HPC-system fra Supermicro med 20 grafikkort.

Av Anne C. Elster.

Lisens: Begrenset gjenbruk

Høyytelsesberegninger, ofte omtalt som HPC (av engelsk High Performance Computing), er et fagfelt innen informasjonsteknologi der det gjøres ekstremt mange eller ekstremt tunge beregninger.

Faktaboks

Etymologi: engelsk High Performance Computing
Også kjent som: HPC

HPC-metoder er egnet for oppgaver som enten bruker eller genererer svært store datamengder, for eksempel værsimuleringer og kryptovalutamining. Det benyttes også til applikasjoner der det stilles svært strenge krav til hurtig og presis oppdatering, for eksempel medisinsk visualiseringsstøtte under kirurgi. HPC-metoder er spesielt viktige innen i kunstig intelligens (AI).

Sentralt blant HPC-metodene er forskjellige former for parallellprogrammering, altså det å utnytte regnekraften til flere databrikker eller datakjerner samtidig. Effektiv energibruk er en sentral del av fagfeltet, siden HPC-metodene krever svært høy ytelse fra maskinvaren.

Metoder

Tradisjonelt har HPC-fagfeltet lagt vekt på raske numeriske løsninger av lineær algebra og løsning av differensialligninger med tunge beregninger på superdatasystemer. Metodene brukes også på vanlig datautstyr der en kan benytte regnekraften til nyere flerkjerneprosessorer og regneressursene i kraftige grafikkprosessorer (GPU-er) i arbeidsstasjonene.

En av grunnene til at GPU-programmering er blitt så populært, er at de enkle grafikkjernene ofte er mer energieffektive enn CPU-kjerner som er større og mer generelle.

HPC som fagfelt omfatter også optimeringsalgoritmer, programoptimalisering, parallellprogrammering og programmeringsmiljø og -verktøy for disse. Siden begynnelsen av 2000-tallet har kunstig intelligens (AI) og avanserte søkemetoder i store datasett (stordata) også blitt kombinert med HPC-metodene. Disse fagfeltene har dermed begynt å påvirke hverandre kraftig.

Historikk

HPC springer ut av tungregnemiljøene som ble bygget opp i Europa og USA fra 1970- og 1980-årene. I Norge ble den første superdatamaskinen kjøpt inn ved Norges tekniske høgskole (nå NTNU) og SINTEF i 1986. Etter hvert som arbeidsstasjonene ble kraftigere og fikk mer og mer dataminne, begynte det å bli mulig å utføre mange av beregningsoppgavene på vanlige arbeidsstasjoner, der en tidligere måtte bruke superdatamaskiner. Siden 1990-årene har HPC utviklet seg gradvis som et selvstendig fagfelt.

Utviklingen skjøt spesielt fart etter at GPU-ene ble gjort lettere å programmere rundt midten av 2000-tallet. I dag benyttes HPC-teknikker for flerkjerneberegninger og GPU-er i alt fra mobile enheter til superdatamaskiner.

HPC-miljøer i Norge

I Norge er aktiviteten rundt HPC særlig knyttet til universitetene i Trondheim, Oslo, Bergen og Tromsø, samt Simula Research Laboratories og SINTEF.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

Fagansvarlig for Høyytelsesberegninger (HPC)

Anne Cathrine Elster

Professor, NTNU – Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet