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हाई परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग के प्रकार, उदाहरण, फायदे और नुकसान | What is high performance computing in hindi

हाई परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग के प्रकार, उदाहरण, फायदे और नुकसान | What is high performance computing in hindi

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हाई-परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग (High Performance Computing , HPC) एक ऐसी कंप्यूटिंग तकनीक है, जिसमें बड़े और जटिल संगणक कार्यों को तेजी से पूरा किया जा सकता है। HPC का उद्देश्य है संगणना क्षमता को बढ़ाना और कंप्यूटेशनल खर्च को कम करके बड़े और महत्वपूर्ण समस्याओं का समाधान करना।

High Performance Computing , HPC

What is HPC in hindi

एचपीसी को हिंदी में क्या कहते हैं ? अगर आप जानना चाहते हैं तो बता दें  की “एचपीसी का हिंदी में अर्थ होता है "उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग" होता है, जिसके इस्तेमाल से हम जटिल से जटिल कार्यों को कम समय में करवाते हैं।“


HPC क्या है ?

एचपीसी का अर्थ होता है "हाई-परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग"। यह महत्वपूर्ण कंप्यूटेशनल संसाधनों का उपयोग करके जटिल संगणना समस्याओं को हल करने के लिए शक्तिशाली कंप्यूटर या कंप्यूटर क्लस्टर का उपयोग करने की प्रक्रिया को कहते हैं। 

        इन सिस्टम्स में आमतौर पर कई इंटरकनेक्टेड नोड्स होते हैं जो संगठित रूप से मिलकर पैरालेल गणना करते हैं और बड़ी डेटासेट या जटिल सिमुलेशन को तेजी से प्रोसेस करने में सक्षम होते हैं।


HPC Full Form in Hindi

HPC Full Form “High Performance Computing” ( हाई-परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग ) या हिंदी में एचपीसी का पूरा नाम  “उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग” होता है।

H : High ( हाई )

P : Performance ( परफॉर्मेंस )

C : Computing ( कंप्यूटिंग )


High-Performance Computing (HPC) कैसे काम करता है ?

अगर आप भी यह जानना चाहते हैं  की How HPC Works in hindi तो हम बता दें, हाई परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग (HPC) एक तकनीक है, जो बड़े और जटिल Computation Problems को हल करने के लिए शक्तिशाली कंप्यूटिंग संसाधनों (Power Full Computing Device ) का उपयोग करती है। HPC सिस्टम्स कंप्यूटिंग टास्क्स को Parallel गणना के माध्यम से विभाजित करते हैं, जिससे कार्य की प्रसंस्करण (processing) की गति तेज होती है।


High Performance Computing , HPC

High Performance Computing (HPC) मैं Nodes क्या काम करते है ?

HPC सिस्टम में कई कंप्यूटर नोड्स (nodes) होते हैं, जो एक नेटवर्क के माध्यम से एक दूसरे से Connected होते हैं। इन नोड्स को Communicational Task को पूरा करने के लिए विशेष तरीके से Ready किया जाता है। एक संचालक नोड (controller node) या मास्टर नोड (master node) सिस्टम के प्रबंधन और नियंत्रण के लिए जिम्मेदार होता है, जबकि अन्य नोड्स कार्य की गणना करते हैं। 

HPC सिस्टम्स में पैरालेल कंप्यूटिंग का उपयोग करके बड़े गणनात्मक कार्य को छोटे टास्क में विभाजित किया जाता है। इन छोटे टास्क्स को विभिन्न नोड्स पर समान समय में निष्पादित किया जाता है। इस प्रक्रिया के द्वारा, कार्य की प्रोसेसिंग गति बहुत तेज होती है और कंप्यूटेशनल समस्या का समयांतरण काफी कम होता है।


High-Performance Computing की परिभाषा (Definition of HPC in hindi)

हाई परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग की परिभाषा कुछ इस प्रकार है : 

Definition : हाई-परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग (High-Performance Computing,HPC) एक तकनीक है जो बड़े और जटिल कंप्यूटेशनल समस्याओं को हल करने के लिए उच्च गति और उच्च संचार क्षमता वाले कंप्यूटर संसाधनों का उपयोग करती है।


आसान शब्दों में HPC की परिभाषा : “ high-performance कंप्यूटिंग (High-Performance Computing, HPC) एक ऐसी टेक्नोलॉजी है, जो कंप्यूटर के क्षेत्र में होने वाली बड़ी से बड़ी समस्याओं को हल करने के लिए  तेज गति और तेज कनेक्शन  की क्षमता वाले कंप्यूटर का उपयोग करती है।”

HPC उच्च संचार नेटवर्क, उच्च बैंडविड्थ की योजना, विशेष प्रोसेसर, और पैरालेल प्रोसेसिंग तकनीकों का उपयोग करके काम करता है। इसका उद्देश्य तेजी से और अधिक दक्षता से गणनाओं, सिमुलेशनों, डेटा विश्लेषण, मॉडेलिंग और अन्य कार्यों को संचालित करना है। HPC उच्च-स्तरीय प्रोसेसिंग संसाधनों का उपयोग करके समस्या के गैर-संभव और बड़े मापदंडों वाले कार्यों को संभव बनाता है। 


हाई परफारमेंस कंप्यूटिंग के प्रकार (Types Of High Performance Computing )

हाई परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग (HPC) के कई प्रकार होते हैं। यहां कुछ प्रमुख  High Performance Computing Types यहां दिए गए हैं:


  1. सुपरकंप्यूटर (Supercomputers): ये सबसे शक्तिशाली और उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग सिस्टम होते हैं। सुपरकंप्यूटर में हजारों प्रोसेसर होते हैं, और ये बहुत जटिल गणनाओं को संभालने के लिए बनाए किए जाते हैं।
  2. क्लस्टर (Clusters): क्लस्टर कंप्यूटिंग (Cluster Computing) में कई कंप्यूटर या नोड को एक साथ कनेक्ट करके एक क्लस्टर बनाया जाता है। क्लस्टर में प्रत्येक नोड (Node) स्वतंत्र रूप (Independently) से कार्य करता है, नोड्स के बीच संचार उच्च-गति नेटवर्क के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है।
  3. ग्रिड कंप्यूटिंग (Grid Computing): ग्रिड कंप्यूटिंग में विभिन्न स्थानों से वितरित संसाधनों को जोड़कर एक वर्चुअल सुपरकंप्यूटर (Virtual SuperComputer) बनाया जाता है। यह विभिन्न संगठनों या संस्थानों के बीच कंप्यूटिंग शक्ति, संग्रहण और डेटा संसाधनों की साझा करने की सुविधा प्रदान करता है।
  4. क्लाउड कंप्यूटिंग (Cloud Computing): क्लाउड-आधारित (Cloud Based) HPC उपयोगकर्ताओं को इंटरनेट के माध्यम से हाई परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग संसाधनों तक पहुंच देता है। यह विभिन्न एप्लिकेशन्स के लिए कंप्यूटिंग पावर की मांग, सुचारू तारीख़, और उचित उपलब्धता की सुविधा प्रदान करता है।
  5. जीपीयू कंप्यूटिंग (GPU Computing): ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट (Graphics Processing Units, GPU ) HPC के लिए शक्तिशाली गतिशीलकरण उपकरण के रूप में प्रयोग होते हैं। GPUs में कई कोर होते हैं जो पैरालेल गणनाएँ कर सकते हैं, जिससे वैज्ञानिक सिमुलेशन और मशीन लर्निंग जैसे कार्यों के लिए उन्नत प्रक्रिया संचालित की जा सकती है।


HPC के उदाहरण (Examples Of HPC in hindi) 


Scientific Research ( वैज्ञानिक अनुसंधान )

HPC वैज्ञानिक अनुसंधान में बड़ी संख्या में प्रयोग की जाती है जिससे जटिल गणनाएँ और सिमुलेशन कार्य किए जा सकते हैं।



Weather Forecasting ( मौसम पूर्वानुमान )

HPC मौसम पूर्वानुमान मॉडल में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जहां बहुत बड़ी मात्रा में मौसमी आंकड़े का प्रोसेसिंग और जटिल सिमुलेशन की जाती है।



Computational Biology ( गणनात्मक जीवविज्ञान )

HPC गणनात्मक जीवविज्ञान में जीनोम श्रृंखला, प्रोटीन फोल्डिंग, और दवा खोज में उपयोग होता है।


Financial Modeling ( वित्तीय मॉडेलिंग )

HPC वित्तीय मॉडेलिंग और जोखिम विश्लेषण में प्रयोग किया जाता है जिससे शेयर बाजार की पूर्वानुमान, पोर्टफोलियो अनुकूलन, और एल्गोरिदमिक ट्रेडिंग के लिए जटिल गणनाएँ की जा सकती हैं।



Computational Physics ( गणितीय भौतिकी )

HPC गणितीय भौतिकी में प्रयोग होता है जिससे भौतिक घटनाओं की सिमुलेशन, कणों के अंतराक्रियाओं का विश्लेषण, और खगोलीय घटनाओं के मॉडलिंग किए जा सकते हैं।

ये कुछ उदाहरण हैं,


हाई परफार्मेंस कंप्यूटिंग के फायदे (Advantages Of High Performance Computing)


गति में वृद्धि (increase in speed): HPC के उपयोग से काम की गति में महत्वपूर्ण वृद्धि होती है। इसके द्वारा बड़े और जटिल कैलकुलेशनों को संभव होता है और कंप्यूटेशनल विज्ञान, इंजीनियरिंग, तकनीक, जीवविज्ञान, आण्विक बिज्ञान, मौसम विज्ञान आदि क्षेत्रों में उन्नत अनुसंधान की संभावनाएं पैदा होती हैं।


बड़े और जटिल कैलकुलेशनों का समर्थन (Support for large and complex calculations) : HPC प्रौद्योगिकी बड़े और जटिल कैलकुलेशनों के लिए उपयोगी है। इससे वैज्ञानिक और अभियांत्रिकी क्षेत्रों में आकलन, मॉडेलिंग, सिमुलेशन, डेटा विश्लेषण और विज्ञानिक अनुसंधान करने की क्षमता में सुधार होता है।


समय और संसाधनों की बचत (saving time and resources) : HPC उपयोग करके विज्ञान, तकनीक और उद्योग के कामों को सुचारू रूप से पूरा किया जा सकता है और समय और संसाधनों की बचत होती है। इसके माध्यम से कई प्रक्रियाएं अद्यतित की जा सकती हैं और काम की गति में वृद्धि होती है, जो वैज्ञानिक और उद्योगिक अनुसंधान में महत्वपूर्ण है।


बड़े डेटा सेट का संघटित विश्लेषण (federated analysis ): HPC का उपयोग बड़े डेटा सेट के विश्लेषण के लिए किया जाता है। इससे बड़ी मात्रा में डेटा को संगठित किया जा सकता है, डेटा के बीच संबंध और पैटर्न का पता लगाया जा सकता है और अद्यतित विश्लेषण प्राप्त किया जा सकता है।


अद्वितीय संगठनात्मक क्षमता (Unique Organizational Ability): HPC के उपयोग से वैज्ञानिक संगठन और उद्योग अपनी संगठनात्मक क्षमता को बढ़ा सकते हैं। इससे बड़े प्रकल्पों, परियोजनाओं और अनुसंधान कार्यों को प्रभावी तरीके से प्रबंधित किया जा सकता है



हाई परफार्मेंस कंप्यूटिंग के नुकसान Disadvantage Of High Performance Computing

हाई परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग (High Performance Computing) के कुछ नुकसान भी होते हैं:


1. खर्चाइयाँ (expenses ): HPC के लिए उच्च क्षमता वाले कंप्यूटिंग संसाधनों की आवश्यकता होती है, जिसका उपयोग करने के लिए अधिक मुद्रा खर्च की जाती है। यह संसाधनों की खरीद, संचालन और अनुरक्षण के लिए उच्च व्यय का कारण बन सकता है।


2. व्यवस्था की जटिलता (system complexity): HPC सेटअप करना और संचालित करना जटिल हो सकता है। इसके लिए उच्च क्षमता वाले कंप्यूटिंग संसाधनों, संगठनात्मक संरचना, और तकनीकी ज्ञान की आवश्यकता होती है। इसके लिए विशेषज्ञों की आवश्यकता होती है और संगठन को इसके लिए उच्च खर्च का सामना करना पड़ सकता है।


3. संगठनात्मक बदलाव (organizational change): HPC का उपयोग करने के लिए संगठनों को अपनी संगठनात्मक रचना और प्रक्रियाओं में बदलाव करने की आवश्यकता होती है। इसके लिए कर्मचारियों को नई तकनीकों और कौशल का अध्ययन करने की जरूरत होती है और संगठन में संगठित रूप से नये प्रक्रियाओं को लागू करना पड़ सकता है।


4. सुरक्षा पर संकट (security crisis): HPC की उच्च गति, साझा रूप से प्रयोग की जाने वाली संसाधनों और नेटवर्क के लिए सुरक्षा के मामले में चुनौतियों को भी ले आ सकती है। बड़े और संघटित नेटवर्क का प्रबंधन करना, संगठन की सूचना संरचना को सुरक्षित रखना और कंप्यूटिंग संसाधनों की सुरक्षा को सुनिश्चित करना आवश्यक होता है।


5. पर्यावरणीय प्रभाव (Environmental effect): HPC संगठनों के लिए अधिक विद्युत और संसाधनों का उपयोग करने के कारण पर्यावरण पर भी प्रभाव पड़ सकता है। इसलिए, इसका उपयोग सावधानीपूर्वक करना चाहिए और पर्यावरणीय सम्मलेन और ऊर्जा कार्यक्रमों के माध्यम से उचित प्रबंधन करना चाहिए।


इस प्रकार, हाई परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग के नुकसान हैं जिन्हें ध्यान में रखकर उपयोग करना आवश्यक होता है।


HPC  मैं CPU vs GPU  क्या होता है ?

CPU और GPU के बीच अंतर निम्न प्रकार के हैं, HPC में CPU (Central Processing Unit) और GPU (Graphics Processing Unit) दोनों का महत्वपूर्ण योगदान होता है। यहां CPU और GPU के बीच की विशेषताओं का एक संक्षिप्त तुलनात्मक विवरण है:


CPU

GPU

CPU एक मुख्य कंप्यूटिंग यूनिट होती है जो विभिन्न कार्यों को प्रोसेस करती है। यह कंप्यूटर के ब्रेन के रूप में कार्य करती है।

GPU विशेष रूप से ग्राफिक्स और तकनीकी कार्यों के लिए विकसित की गई है। यह बहुत सारे कोर (cores) होते हैं, जो एकत्र करके शक्तिशाली परफॉर्मेंस प्रदान करते हैं।

CPU में कम संख्या के कोर (cores) होते हैं, जिन्हें सीरीज़ के रूप में तंत्रित किया जाता है। प्रत्येक कोर एक कार्यक्रम की एक कार्य को प्रोसेस करता है।

GPU में हजारों कोर होते हैं, जो पैरालल प्रोसेसिंग करने की क्षमता देते हैं। इसलिए, यह ग्राफिक्स और वैज्ञानिक कम्प्यूटिंग में तेजी और पैरालल कार्यों को समर्थित करता है।

CPU का मुख्य उपयोग एकल और जटिल कार्यों, जैसे ऑपरेटिंग सिस्टम के प्रबंधन, सर्वर संचालन, और आपके सामान्य कार्य के लिए होता है।

GPU का मुख्य उपयोग ग्राफिक्स प्रोसेसिंग, वीडियो गेमिंग, कंप्यूटर एनिमेशन, मशीन लर्निंग, वैज्ञानिक अनुसंधान, और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस के लिए होता है।


HPC और AI मैं अंतर (Difference between HPC and AI in hindi )

HPC (High Performance Computing) और AI (Artificial Intelligence) दोनों विभिन्न कंप्यूटिंग क्षेत्रों हैं, लेकिन उनमें अंतर होता है। यहां HPC और AI के बीच का मुख्य अंतर है:


Difference 

HPC 

AI 

उद्देश्य (Objective)

HPC का मुख्य उद्देश्य बड़े और जटिल कंप्यूटेशनल कार्यों को तेजी से प्रोसेस करना होता है। इसका उपयोग वैज्ञानिक अनुसंधान, मॉडलिंग और सिमुलेशन, बड़े डेटा विश्लेषण और प्रोग्रामिंग के क्षेत्रों में होता है।

AI का मुख्य उद्देश्य इंटेलिजेंट सिस्टम और कंप्यूटर प्रोग्राम विकसित करना होता है जो मनुष्य की तरह सोच, सीखने, समझने और निर्णय लेने की क्षमता रखता है। इसका उपयोग नेचुरल लैंग्वेज प्रोसेसिंग, कंप्यूटर विजन, स्वतंत्र निर्माण, रोबोटिक्स और आवाज़ संशोधन जैसे क्षेत्रों में होता है।

कंप्यूटिंग का उपयोग (use of computing)

HPC मुख्य रूप से पर्यावरणीय और तकनीकी कार्यों के लिए प्रयोग होता है जहां बड़े डेटा सेट्स का विश्लेषण, वैज्ञानिक प्रगति के लिए मॉडलिंग और सिमुलेशन, जीवविज्ञान और औषधीय अनुसंधान के लिए कंप्यूटेशनल एक्सपरिमेंट्स की आवश्यकता होती है।

AI मुख्य रूप से मशीन लर्निंग, डीप लर्निंग, नेचुरल लैंग्वेज प्रोसेसिंग, कंप्यूटर विजन और स्वतंत्र निर्माण जैसे क्षेत्रों में उपयोग होता है जहां संग्रहीत डेटा से सीखने और निर्णय लेने की क्षमता की आवश्यकता होती है।

प्रोसेसिंग की प्रक्रिया (process of processing)

HPC में, बड़े डेटा सेट्स को ट्रेड करके विभिन्न कंप्यूटर प्रोसेसर पर वितरित किया जाता है। यहां संख्यात्मक प्रोसेसिंग का उपयोग होता है जहां गणना और डेटा प्रसंस्करण के लिए अधिकतम संभावित गति की आवश्यकता होती है।

AI में, डेटा का विश्लेषण, मॉडल ट्रेनिंग, और निर्णय लेने की प्रक्रिया में मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग होता है। यह डेटा के पैटर्न और संबंधों को समझने के लिए स्वतंत्रता से सीखने की क्षमता विकसित करता है।



हाई परफारमेंस कंप्यूटिंग  का आकार क्या है ? (Size Of HPC)

हाई परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग (HPC) का आकार विभिन्न पैरामीटरों पर निर्भर करता है। यहां कुछ महत्वपूर्ण पैरामीटर दिए गए हैं जिनका उपयोग करके HPC का आकार मापा जा सकता है:


कंप्यूटिंग क्लस्टरों की संख्या: HPC सिस्टम में कंप्यूटिंग क्लस्टरों की संख्या आकार की एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। क्लस्टरों की संख्या बड़े कंप्यूटेशनल संसाधनों के साथ होती है और यह आकार को बढ़ा सकती है।


कंप्यूटर नोडों की संख्या: HPC सिस्टम में कंप्यूटर नोडों की संख्या एक और महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो आकार को प्रभावित करती है। एक बड़े नोडों की संख्या वाला HPC सिस्टम अधिक कंप्यूटेशनल क्षमता प्रदान कर सकता है।


संगणक क्षमता: HPC के आकार को मापने का एक और माप उपाय संगणक क्षमता है। यह आकार को निर्दिष्ट करने में मदद करता है कि सिस्टम कितने गिगाफ्लॉप्स (GFLOPS) या टेराफ्लॉप्स (TFLOPS) की क्षमता रखता है।



Jobs in HPC

निम्न प्रकार की जॉब्स करने के लिए मिलती हैं: 


  • HPC System Administrator
  • HPC Application Developer
  • HPC Performance Engineer
  • HPC Research Scientist
  • HPC Consultant
  • HPC Data Scientist
  • HPC Software Engineer
  • HPC Security Specialist


Salary Of HPC Engineer 


HPC System Administrator

Entry-level: ₹4,00,000 - ₹8,00,000 per year

Mid-level: ₹8,00,000 - ₹15,00,000 per year

Senior-level: ₹15,00,000 - ₹25,00,000+ per year


HPC Application Developer

Entry-level: ₹5,00,000 - ₹10,00,000 per year

Mid-level: ₹10,00,000 - ₹18,00,000 per year

Senior-level: ₹18,00,000 - ₹30,00,000+ per year

HPC Performance Engineer

Entry-level: ₹6,00,000 - ₹10,00,000 per year

Mid-level: ₹10,00,000 - ₹18,00,000 per year

Senior-level: ₹18,00,000 - ₹30,00,000+ per year

HPC Research Scientist

Entry-level: ₹8,00,000 - ₹12,00,000 per year

Mid-level: ₹12,00,000 - ₹20,00,000 per year

Senior-level: ₹20,00,000 - ₹40,00,000+ per year

HPC Consultant

Entry-level: ₹6,00,000 - ₹10,00,000 per year

Mid-level: ₹10,00,000 - ₹18,00,000 per year

Senior-level: ₹18,00,000 - ₹30,00,000+ per year

HPC Data Scientist

Entry-level: ₹6,00,000 - ₹12,00,000 per year

Mid-level: ₹12,00,000 - ₹20,00,000 per year

Senior-level: ₹20,00,000 - ₹40,00,000+ per year

HPC Software Engineer

Entry-level: ₹5,00,000 - ₹10,00,000 per year

Mid-level: ₹10,00,000 - ₹18,00,000 per year

Senior-level: ₹18,00,000 - ₹30,00,000+ per year

HPC Security Specialist

Entry-level: ₹6,00,000 - ₹10,00,000 per year

Mid-level: ₹10,00,000 - ₹18,00,000 per year

Senior-level: ₹18,00,000 - ₹30,00,000+ per year




high performance computing FAQ


एचपीसी को सामान्य कंप्यूटिंग से क्या अलग बनाता है?

एचपीसी सिस्टम बिना किसी तुलनात्मक कंप्यूटरों की तुलना में अधिक प्रदर्शन और प्रोसेसिंग क्षमता प्रदान करने के लिए बनाए जाते हैं। इनमें आमतौर पर कई इंटरकनेक्टेड नोड्स शामिल होते हैं जो संगठित रूप से मिलकर संगणना करते हैं और पैरालेल में गणना कार्य करते हैं।


एचपीसी के अनुप्रयोग क्या हैं?

एचपीसी का उपयोग विज्ञानिक शोध, इंजीनियरिंग सिमुलेशन, मौसम पूर्वानुमान, आणविक मॉडलिंग, वित्तीय मॉडलिंग, डेटा विश्लेषण और अन्य क्षेत्रों में होता है।


एचपीसी का उपयोग करने के क्या लाभ हैं?

एचपीसी शोधकर्ताओं और वैज्ञानिकों को जटिल गणनाओं और सिमुलेशन को तेज़ी से और अधिक दक्षता से करने की सुविधा प्रदान करता है। इसके माध्यम से बड़े डेटासेट की प्रोसेसिंग, वैज्ञानिक खोज, सटीक सिमुलेशन, और डेटा पर आधारित निर्णय लिया जा सकता है।


एचपीसी में पैरलेल प्रोसेसिंग कैसे काम करता है?

पैरलेल प्रोसेसिंग एचपीसी का महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसमें एक बड़े गणनात्मक कार्य को छोटे सबटास्क में विभाजित किया जाता है जो कि कई कंप्यूटिंग नोड्स पर समान समय में निष्पादित किए जा सकते हैं।




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