Resumo
Traditional storage has become a bottleneck, limiting the full potential of HPC environments. The future of HPC and scientific breakthroughs hinges on having a platform that is specifically engineered for these data-intensive workloads.
A computação de alto desempenho (HPC, High-Performance Computing) está na interseção entre descoberta científica e inovação tecnológica, seja simulando modelos climáticos, analisando dados genômicos ou treinando modelos de AI em massa. As demandas computacionais de suas cargas de trabalho estão crescendo exponencialmente, fazendo com que as abordagens de armazenamento tradicionais se tornem gargalos críticos, limitando todo o potencial dos ambientes de HPC.
É por isso que as implantações de HPC mais bem-sucedidas terão uma coisa crítica em comum: uma plataforma de armazenamento altamente escalável capaz de alimentar esses sistemas avançados.
O desafio dos dados: Por que o armazenamento tradicional não consegue acompanhar
Ambientes de computação de alto desempenho geram e processam enormes volumes de dados em velocidades sem precedentes. A evolução da tecnologia de GPU e aceleradores especializados criou recursos computacionais que podem processar dados mais rapidamente do que os sistemas de armazenamento convencionais. Esse desequilíbrio cria um problema fundamental: até mesmo os sistemas de computação mais potentes só podem funcionar tão rápido quanto podem acessar seus dados.
As soluções de armazenamento tradicionais, originalmente desenvolvidas para cargas de trabalho previsíveis, muitas vezes enfrentam vários aspectos críticos dos requisitos modernos de HPC:
- Simultaneidade em massa: As cargas de trabalho de HPC frequentemente envolvem milhares de processos paralelos que exigem acesso simultâneo aos dados.
- Desempenho Metadata: Além da taxa de transferência bruta, a capacidade de lidar com bilhões de operações de metadados se torna essencial.
- Escalabilidade: À medida que os conjuntos de dados crescem para expansão de petabytes e exabytes, os sistemas de armazenamento devem expandir a capacidade e o desempenho linearmente.
- Eficiência energética: A densidade computacional dos clusters modernos de HPC exige soluções de armazenamento que minimizem o consumo de energia e os requisitos de refrigeração.
De acordo com as descobertas recentes da Intersect360 Research, esses gargalos representam alguns dos problemas mais urgentes que o setor de inteligência AI da HPC enfrenta atualmente. As organizações cada vez mais consideram seus recursos caros de GPU inativos, esperando o processamento dos dados.
A abordagem da Pure Storage para armazenamento HPC
Na Pure Storage, reinventamos a arquitetura de armazenamento desde o início para enfrentar esses desafios fundamentais de HPC. Em vez de adaptar designs legados, criamos uma plataforma especificamente desenvolvida para cargas de trabalho modernas com uso intensivo de dados.
Nossa abordagem se concentra em três princípios fundamentais:
- Arquitetura extremamente paralela: Assim como a própria HPC, o armazenamento deve operar de maneira altamente paralela para obter o máximo de taxa de transferência.
- Design nativo de flash: A tecnologia DirectFlash® nos permite gerenciar o flash NAND nativamente em vez de imitar o comportamento do disco rígido, melhorando drasticamente o desempenho, a confiabilidade e a eficiência.
- Gerenciamento simplificado: Os ambientes de HPC são complexos o suficiente sem adicionar sobrecarga de gerenciamento de armazenamento.
Essa filosofia culminou em nossa inovação mais recente desenvolvida especificamente para as cargas de trabalho de HPC e AI mais exigentes.
Apresentamos o FlashBlade//EXA: Redefinindo o desempenho em grande escala
Temos o orgulho de apresentar o FlashBlade//EXA . A plataforma de armazenamento de dados mais avançada do setor, criada para potencializar fábricas de AI e ambientes de HPC, oferecendo taxa de transferência extrema em escala sem precedentes. Essa solução inovadora lida com os desafios fundamentais que limitaram o armazenamento de HPC até agora.
O FlashBlade//EXA representa uma mudança de paradigma na arquitetura de armazenamento com vários recursos revolucionários:
- Desempenho sem precedentes: A plataforma oferece mais de 10TB/s de velocidade de leitura e desempenho de gravação, até 50% da leitura com disponibilidade geral neste verão.
- Arquitetura desagregada: A expansão independente de planos de metadados e dados elimina gargalos tradicionais.
- metadados distribuídos em massa: Nosso núcleo comprovado de metadados pode dar suporte a bilhões de operações e mais de 20 vezes aos sistemas de arquivos em um único namespace em comparação com alternativas.
- Integração padrão do setor: Aproveitar protocolos comuns e hardware pronto para uso para o plano de dados garante integração contínua aos ambientes existentes.
Rob Lee, diretor de tecnologia da Pure Storage, explica: “O FlashBlade//EXA oferece uma arquitetura extremamente paralela que permite o dimensionamento independente de dados e metadados para fornecer aos clientes desempenho, escalabilidade e adaptabilidade inigualáveis para alguns dos maiores e mais exigentes ambientes de dados do mundo. O armazenamento agora está acelerando o ritmo da evolução da HPC e da AI em grande escala.”
Impacto no mundo real: Parceria entre Pure Storage e CERN
O verdadeiro teste de qualquer tecnologia é seu aplicativo do mundo real. É por isso que estamos particularmente entusiasmados com nossa parceria anunciada recentemente com o Openlab da CERN, o laboratório europeu para física de partículas, para acelerar o desenvolvimento de soluções de TIC de ponta para o Large Hadron Collider.
A CERN gera grandes volumes de dados por meio de seus experimentos de física de alta energia, dados que devem ser efetivamente gravados, armazenados e analisados para melhorar nossa compreensão do universo. As soluções de armazenamento tradicionais tornaram-se gargalos significativos para suas necessidades de computação de alto desempenho.
Por meio desse acordo de vários anos, a Pure Storage e o Openlab da CERN:
- Veja como a tecnologia DirectFlash pode atender às necessidades de pesquisas científicas futuras
- Otimize a infraestrutura flash em escala de exabytes para cargas de trabalho de computação de rede e HPC
- Identifique oportunidades para maximizar o desempenho em software e hardware enquanto melhora a eficiência energética
“Juntamente com o Openlab da CERN, estamos ampliando os limites do que é possível fazer em ambientes de HPC e computação em rede, dando suporte a fluxos de trabalho científicos de ponta”, disse Lee. “Com a integração da nossa tecnologia de última geração no sistema de armazenamento distribuído de grande escala da CERN, o Openlab da CERN está pronto para lidar com volumes inigualáveis de dados com velocidade e confiabilidade inigualáveis, enquanto capacita os pesquisadores para os desafios extraordinários apresentados pela era High-Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC).”
Luca Mascetti, CTO de armazenamento no Openlab da CERN, acrescenta: “Esperamos que essa parceria proporcione algumas vitórias importantes enquanto olhamos para o futuro do armazenamento de dados de experimentos científicos. Em primeiro lugar, esperamos integrar essa tecnologia ao nosso sistema de armazenamento distribuído de grande escala e fornecer dados com mais eficácia, fornecendo uma maneira de expandir o desempenho do armazenamento além do que é possível hoje. Em segundo lugar, esperamos revelar a próxima geração de inovações em física de alta energia na CERN e demonstrar à comunidade científica como um todo o potencial para melhorar os recursos de armazenamento, acelerando o ritmo de descoberta e inovação em instituições de pesquisa globalmente.”
O panorama geral: Enfrentando desafios de HPC em todo o setor
Além do desempenho bruto, nossa abordagem aborda vários desafios críticos enfrentados pelo setor de HPC em 2025:
Resiliência da cadeia de fornecimento
O cenário global de HPC continua a enfrentar desafios significativos na cadeia de fornecimento, com prazos para servidores e componentes de GPU avançados variando de 6 a 12 meses. Ao dar suporte a servidores prontos para uso no plano de dados, o FlashBlade//EXA oferece maior flexibilidade no planejamento e na implantação da infraestrutura.
Eficiência energética
À medida que as implantações de HPC crescem, os requisitos de consumo de energia e refrigeração se tornam cada vez mais problemáticos. A impressionante densidade de desempenho de 3,4 TB/s por rack de FlashBlade//EXA ajuda a otimizar os custos cada vez maiores de energia e resfriamento associados a ambientes de GPU com consumo excessivo de energia.
Gerenciamento simplificado
A escassez de pessoal qualificado em ciências computacionais e gerenciamento de sistemas HPC-AI representa um desafio significativo do setor. Nosso foco em gerenciamento simplificado reduz a sobrecarga operacional, permitindo que as organizações implantem e gerenciem armazenamento de alto desempenho sem experiência especializada.
Aceleração da inovação em todos os setores
O impacto da tecnologia avançada de armazenamento vai além dos ambientes tradicionais de HPC. Observamos resultados notáveis em diversos setores.
Na pesquisa genômica, a Universidade de Helsinque aproveitou o FlashBlade® para acelerar significativamente seu trabalho no Projeto Genômico Birch. “Foi importante fazer as coisas em paralelo, e migrar para o FlashBlade nos permitiu acelerar significativamente o processo”, disse o professor assistente do projeto, Jarkko Salojarvi. Com o FlashBlade permitindo que executem até quatro trabalhos em paralelo, a equipe ultrapassou a marca da metade do projeto em apenas 18 meses, completando mais de 550 conjuntos de genoma em comparação com menos de 100 no mesmo período com processamento sequencial.
Na AI de grande escala, as organizações confiaram no FlashBlade para expandir suas cargas de trabalho de AI com eficiência. À medida que os modelos de AI crescem em tamanho e complexidade, a infraestrutura de armazenamento se torna cada vez mais crítica para resultados bem-sucedidos.
O caminho a seguir: Armazenamento como catalisador para descoberta
Como afirmamos anteriormente, até mesmo os sistemas de computação mais potentes só podem funcionar tão rápido quanto podem acessar seus dados. Para que a HPC faça jus ao seu nome, a tecnologia de armazenamento desempenhará um papel cada vez mais vital. A visão tradicional do armazenamento como um repositório passivo está abrindo caminho para um novo entendimento: o armazenamento como um acelerador ativo de cargas de trabalho computacionais.
Ao remover gargalos de acesso aos dados, soluções como o FlashBlade//EXA não suportam apenas cargas de trabalho de HPC, elas transformam fundamentalmente o que é possível. Os pesquisadores podem trabalhar com conjuntos de dados maiores, executar simulações mais complexas e iterar mais rapidamente, acelerando o ritmo da descoberta.
A visão da Pure Storage para armazenamento de HPC combina desempenho sem precedentes com simplicidade radical. Acreditamos que, ao eliminar os gargalos e a complexidade do armazenamento, podemos ajudar a desvendar a próxima geração de inovações científicas e tecnológicas.
Em um mundo onde a energia computacional continua crescendo exponencialmente, ter uma infraestrutura de armazenamento que possa acompanhar o ritmo não é apenas uma vantagem, é uma necessidade. O futuro da HPC depende disso.
FlashBlade//EXA
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