什麼是高效能運算（HPC）？與傳統電腦有何不同？

什麼是高效能運算（HPC）？

高效能運算（High-Performance Computing, HPC）是一種利用平行運算來解決複雜問題的技術。傳統電腦在處理問題時，通常是單一處理器依序執行任務，速度和能力有限。HPC 則將大型運算任務拆解成多個小任務，分配給由大量獨立電腦（節點）組成的「團隊」（叢集）同時處理，就像「團體作戰」，大大提升運算效率。

HPC 的核心元件

一個完整的 HPC 環境主要由三個核心元件構成：

• 運算（Compute）： 由大量的中央處理器（CPU）與圖形處理器（GPU）組成，負責執行實際的計算任務，是叢集的「大腦」。
• 網路（Network）： 負責在數千個節點間傳遞資料與指令，需要極低延遲、極高頻寬，是叢集的「神經系統」。
• 儲存（Storage）： 用於存放和讀取 AI 模型訓練等任務所需的海量資料，是叢集的「記憶庫」。

企業可選擇自行建置昂貴的本地 HPC 叢集，或透過雲端服務供應商（如 AWS、Google Cloud）以更具彈性和擴充性的方式獲取 HPC 資源。

HPC 與傳統電腦的不同

HPC 與傳統電腦最大的不同在於運算方式。傳統電腦使用單一處理器依序運算，而 HPC 則透過平行運算，將任務分配給多個處理器同時運算，大幅提升處理速度和效率。此外，HPC 通常需要更快速的網路和更大的儲存空間，以支援大量資料的傳輸和儲存。

AI 如何推動 HPC 的發展

人工智慧（AI）的爆發性成長是 HPC 發展的重要推手。現代 AI，特別是大型語言模型的訓練，需要處理龐大的資料量和複雜的運算，傳統電腦難以負荷。因此，HPC 成為在合理時間內完成這些工作的唯一解決方案。隨著 AI 技術的不斷發展，對 HPC 的需求也將持續增加。