T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  23 ,   No .   5 Octo b er   20 25 ,   p p .   1 228 ~1 2 4 6   I SS N:  1693 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 23 i 5 . 26732          1228     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   An archit ectu re to  build  hig h p erfo r m a nce  inf ra stru ctures  o n   clo ud co m puting  for te le co m m u nic a tions  org a niz a tio ns       Om ar   Anton io H e r n án d e z  Duan y¹, Car id ad  Aní as Cald e r ón 1 , Rober to Sepú lveda  L im a 2 , Fe r n an d o d e  la Nu e z  G a r c ía 1 , Cor n e li Yáñez - M á r q u e z 3   1 T e l e c o mm u n i c a t i o n a n d   I n f o r mat i c s   S t u d i e s C e n t e r T e l e c o mm u n i c a t i o n a n d   El e c t r o n i c s   S c h o o l T e c h n o l o g i c a l   U n i v e r si t y   o f   H a v a n a ,   H a v a n a ,   C u b a     2 C o mp u t e r   E n g i n e e r i n g   S c h o o l ,   T e c h n o l o g i c a l   U n i v e r si t y   o f   H a v a n a ,   H a v a n a ,   C u b a     3 C e n t r o   d e   I n v e st i g a c i ó n   e n   C o mp u t a c i ó n ,   I n st i t u t o   P o l i t é c n i c o   N a c i o n a l ,   C i u d a d   d e   M é x i c o ,   M é x i c o       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   3 2025   R ev i s ed   J u n   13 2025   A cc ep ted   A u g   1 2025       No w a d a y s,  m a n y   s m a ll   a n d   m e d iu m   o rg a n iza ti o n o f   t h e   tele c o m m u n ica ti o n   se c to m u st  so lv e   in tri n sic   h e tero g e n e o u p ro b lem in   th e ir  o w n   e n v i ro n m e n ts  th a h a v e   b e e n   a ss o c iate d   w it h   h ig h   c o m p u tatio n a c o m p lex it ies   o f   th e ir  a lg o rit h m s.  T h e se   c las o f   p ro b lem re q u ire  to   u se   h ig h   p e r f o r m a n c e   c o m p u ti n g   ( H P C )   in f ra stru c tu re f o th e ir  e x e c u ti o n s .   T h e re f o re ,   t h e se   m u st   b e   a c c e lera ted   to   re d u c e   sig n if ica n tl y   th e   e x e c u ti o n   ti m e s,  in c lu d e d   m a n y   p ro b lem th a sh o u ld   b e   so lv e d   i n   re a ti m e li k e   th e   p ro c e ss in g   o f   m u lt ip les   v id e o   stre a m s ,   th e   p a tt e rn   re c o g n it io n   i n   b ig   v o lu m e o f   d a ta,  th e   traff ic  a n a ly sis  in   c y b e rse c u rit y   so lu ti o n a n d   a m o n g   o th e r s .   T h e   b u il d in g   o f   HP in f ra stru c tu re   p e rm it to   o rg a n ize   th e   tec h n o lo g ica p latf o rm   to   i n c re a se   th e   p ro d u c ti v e   a n d   b u sin e ss   in d ica to r o f   th e   o rg a n iza ti o n s.  T h is  p a p e d e sc rib e a n   a rc h it e c tu re   a s   re f e re n c e   m o d e a n d   e c o sy ste m   f o th e   b u il d in g   a n d   s y ste m a ti c   i m p ro v e m e n o f   HP i n f ra stru c tu re b a se d   o n   p ra c ti c a e x p e rien c e f ro m   su c c e s s iv e   p ro c e ss   o f   HP in f ra stru c tu re   b u il d i n g   o n   c lo u d   d e p lo y m e n t.   T h a t’s  p ro c e ss e h a v e   b e e n   u se f u f o r   th e   o rg a n iza ti o n s   p e rm it ti n g   th e   in teg ra ti o n   o f   e m e rg e n h a rd w a re   a n d   so f twa re   c o m p o n e n ts  lau n c h e d   t o   th e   in ter n a ti o n a m a rk e t.   T h is   lan d sc a p e   v isi o n   is   p e rti n e n t   f o a c a d e m ics ,   s c i e n ti f ics   a n d   b u si n e ss   o rg a n iza ti o n c o m p e ll e d   to   i m p le m e n sc ien ti f ic  a n d   e n g in e e rin g   a p p l i c a ti o n t o   d iv e rse   f ield th a h a v e   a   h ig h   im p a c in   th e   so c iety   d ig it a tran sfo rm a ti o n .   K ey w o r d s :   A r c h itect u r es   C lo u d   co m p u tin g   Hig h   p er f o r m a n ce   in f r astru ct u r es   P ar allel  p r o g r a m m in g   T elem atic s   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   O m ar   A n to n io   Her n á n d ez   Du an y   T elec o m m u n icatio n s   an d   I n f o r m atics S tu d ie s   C e n ter ,   T elec o m m u n icatio n s   a n d   E lectr o n ics   Sch o o l   T ec h n o lo g ical  Un iv er s it y   o f   H av an a     L Hab an a,   Ha v an a,   C u b a   E m ail:  o m ar . h d @ tele. c u j ae . ed u . cu       1.   I NT RO D UCT I O   Hig h   p er f o r m a n ce   co m p u ti n g   ( HP C )   is   r elev a n t   tech n o lo g y   t h at  p er m its   to   p r o ce s s   d ata  an d   tas k s   m u c h   f aster   t h an   s i n g le  s er v er   o r   c o m p u ter   d ev ices,  u s u al l y   d e n o m i n ated   in   t h i s   co n tex t a s   co m p u ti n g   n o d es   [ 1 ] .   T h ap p licatio n s   s h o u ld   e x ec u te  co m p lex   ca lcu la tio n s   at   h i g h   s p ee d s   o v er   co llectio n   o f   co m p u t in g   n o d es  co n n ec ted   i n   cl u s ter s   HP C   o r   in   d is tr ib u ted   co m p u ti n g   e n v ir o n m e n ts   [ 2 ] .   T ask s   th at  u s u all y   co u ld   ta k w ee k s   o r   m o n th s   o n   s ta n d ar d   co m p u ti n g   s y s te m   co n s u m m u c h   le s s   ti m in   HP C   e n v ir o n m e n u s in g   m o s e f f icie n tl y   th h ar d w ar r eso u r ce s   [ 3 ] .   Als o ,   it  is   p o s s ib le  to   s o lv r ea ti m p r o ce s s es  ass o ciate d   to   t h p r o b lem s   o f   th e   telec o m m u n icatio n s   f ield   in   p r o p o r tio n s   o f   ti m es c lo s to   m il lis ec o n d s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           A n   a r ch itectu r to   b u ild   h ig h   p erfo r ma n ce   in fr a s tr u ctu r es o n   clo u d   …  ( Oma r   A n to n io   Hern á n d ez Du a n y )   1229   T h s tate  o f   th ar t   in   HP C   is   s h ap ed   b y   ad v an ce m en ts   in   h ar d w ar e,   s o f t w ar e,   an d   in ter d is cip lin ar y   ap p licatio n s ,   d r iv en   b y   th d em an d s   o f   th h i g h   co s co m p u tatio n al  p r o b lem s .   E ar ly   f o u n d atio n s   ( 1 9 9 5 - 2 0 1 0 )   Dep ar t m en o f   E n er g y   ( DOE )   lead er s h ip   co m p u ti n g   f ac i liti es  in   1 9 9 5   estab lis h ed   at  A r g o n n a n d   Oak   R id g e   Natio n al  L ab o r ato r ies  f o r   lar g e - s ca le  s cien tific   s i m u latio n s ,   ea r l y   HP C   n et w o r k s   s u ch   a s   t h en er g y   s c ien ce s   n et w o r k s ,   m es s ag p ass i n g   in ter f ac ( MP I )   b ec am th f ac to   s tan d ar d   f o r   d is tr ib u ted   m e m o r y   p ar alle l   p r o g r am m i n g .   Gr ap h ics   p r o ce s s i n g   u n it  ( GP U)   A d o p tio n   f o r   s cien ti f ic  co m p u ti n g   r ec o g n izi n g   th eir   e n er g y   ef f icien c y   m u ch   b etter   o f   ce n tr al  p r o ce s s in g   u n it  ( C P U) .   I n   ( 2 0 1 1 - 2 0 2 0 )   h av b ee n   d ev elo p e d   th ex a s ca le  a n d   ac ce ler ato r s   lau n c h ed   i n   2 0 1 6 ,   th is   U. i n itiat iv to   i n te g r ate   h ar d w ar e,   s o f t w ar a n d   ap p licatio n   f o r   e x ascale   s y s te m s .   A r m   ar c h itect u r in   HP C   d em o n s tr ated   s ca lab ilit y   an d   ef f ic ien c y   f o r   s u p er io r   p er f o r m a n ce   an d   p o w er   o p tim izatio n .   B en c h m ar k in g   ev o lu t io n   f o r   C P Us/ ac ce le r ato r s ,   s u p p o r tin g   MP I ,   o p en   m u l ti - p r o ce s s in g   ( Op en MP )   an d   h y b r id   m o d el s   f o r   cr o s s   p latf o r m s ,   ar tif ici al  in telli g en ce   ( A I )   an d   m ac h in lear n in g   ( ML )   in te g r atio n s   o n   HP C .   T h p er io d   ( 2 0 2 1 - 2 0 2 5 )   is   co n s id er ed   th ex ascale.   T h f ir s in ter n a tio n al  r esear c h   ce n ter   t o   o f f iciall y   b r ea k   th e x ascale  co m p u ti n g   b ar r ier   w a s   Oa k   R id g Natio n al  L ab o r ato r y   ( O R N L )   in   th Un ite  States .   T h e   Fro n tier   s u p er co m p u ter   w as  c er tif ied   as  t h f ir s tr u ex a s ca le  m ac h i n o n   Ma y   3 0 ,   2 0 2 2 ,   b y   t h T OP 5 0 0   lis t.  A r g o n 2 0 2 5   I n tel  b ased   s y s t e m   tar g eti n g   A I   d r iv en   r esear ch   Xeo n   C P Us  an d   d ata  ce n ter   GP Us.   L a w r e n ce   L i v er m o r Natio n a L ab o r ato r y   ( L L N L )   2 0 2 4   w o r ld s   f ast est  s u p er co m p u ter   d ed icate d   to   n u clea r   s ec u r it y   s i m u lat io n s .   E n er g y   e f f icie n c y   r ef lecti n g   ad v a n ce s   in   p o w er - a w ar d esi g n .   P o w er   a n d   ed g e   HP C   clo u d   s y s te m   m o r t h an   5 5 0   p etaf lo p s   ex p an d ed   ac ce s s   to   HP C   r eso u r ce s .   Glo b al  co llab o r atio n s   ex ascale   ef f o r ts   e m p h as ized   r eg io n al  s e lf - s u p p o r in   HP C   in f r astru ct u r e.   E m er g i n g   t r e n d s   ( s i n ce   2 0 2 5   an d   b ey o n d )   ar h eter o g en eo u s   ar ch itect u r es  m ix in g ,   C P U,   G P an d   d o m ai n   s p ec i f ic s   ac c eler ato r s .   Me m o r y   an d   n et w o r k in g   i n n o v atio n s ,   s u s tai n ab ilit y   r ed u c in g   t h en e r g y   co n s u m a n d   d e m o cr atiza t io n   th allia n ce   b et w ee n   u n i v e r s it y   a n d   en ter p r i s e.     I is   i m p o r ta n to   c o n s i d e r   th a t   m an y   d a i ly   h e te r o g en e o u s   p r o c e s s e s   in   s m a ll   a n d   m ed i u m   s i z o r g an i z at i o n s   o f   t h e   t el e c o m m u n i c at i o n   f i el d   m u s b e   r es o l v ed   f r o m   th in t eg r a ti o n   o f   n ew   r e s u l ts   d ev e l o p e d   i n   a f f in e   s c i en ti f i c   f i e l d s   m u s t   b e   e x e cu te d   a s   f a s t   a s   p o s s i b le   a n d   i t   s h o u l d   im p a c t   in   t h e   o r g an iz a t i o n s   p r o d u c tiv i ty .   T h e   in t e r n a ti o n al   H PC   an d   p a r a l l e a p p l i c at i o n s   d ev e l o p e r s   co m m u n i ty   i s   in t en s e ly   w o r k in g   in   th d e s i g n i n g   an d   s y s tem a t i ca l   im p l em en t a ti o n   o f   n e w   m o d el s   an d   in f r a s t r u c tu r es   t o   s u p p o r t   H PC   s c a la b l e   te ch n o l o g i c al   s o l u t i o n s .   T e n s ,   h u n d r e d s ,   th o u s a n d s ,   o r   h u n d r e d s   o f   t h o u s an d s   c o m p u ti n g   n o d e s   m ay   b e   li n k e d   in   c lu s t er s   H PC ,   c o m p u t in g   n o d e s :   s e r v e r s ,   p e r s o n al   c o m p u t e r s   ( PC s ) ,   l a p t o p s ,   f i e l d - p r o g r am m a b le   g a te   a r r ay s   ( F PGA s ) ,   a n d   am o n g   o t h e r s   [ 4 ] .   Sm a l l   an d   m e d i u m   t e le c o m   o r g an i z at i o n s   a r e   in t eg r at in g   d ig i ta l   i n n o v a ti o n   a n d   c o s t - ef f ec ti v e   s e r v i ce   m o d e ls ,   w h il e   ch a l le n g es   l ik e   t ec h n o l o g i c al   d i s r u p t i o n   h av e   i n c r e a s in g   p r i c e s   in   th e   m a r k e t   f o r m u l a ti n g   a   s t r at eg y   to   tak e   ad v an ce s   o f   th o p p o r tu n itie s   in   co r co n n ec tiv it y ,   ec o s y s te m   co llab o r atio n   as  r eso u r ce   to   im p u l s th s o ciet y   d ig ital tr an s f o r m atio n .   HP C   n o o n l y   i s   u s e f u to   s o lv b ig   s cie n ti f ic  s i m u la tio n s   an d   m o d elli n g   o f   co m p lex   s p ec ialized   p r o b lem s ,   as  w a s   o r ig i n all y   [ 5 ] .   T h telec o m m u n icatio n s   o r g an iza tio n s   r eq u ir r ig h n o w   to   s o lv w id an d   d iv er s r an g o f   h eter o g en eo u s   p r o b lem s   w it h   h i g h   co m p u tatio n a co m p lex it y .   T h ese  in tr i n s ic  p r o b lem s   b elo n g i n g   to   t h telec o m m u n i ca tio n   s ec to r   m u s b ac ce ler at ed ,   s u ch   as ad o p tio n   o f   s o f t w a r e - d ef i n n et w o r k s ,   s elf - s er v ice  p o r tals   i m p le m e n t in g ,   A I - d r iv e n   s u p p o r t,  e - co m m er ce ,   o p ti m izatio n   o f   h eter o g en eo u s   d ata  s tr ea m s   p r o ce s s in g   in   r ea ti m e,   o p er at io n s   o f   ca ll  ce n ter ,   v i s u al  p r o c ess i n g   to   m a k d ec is io n ,   r ea t i m d ata  a n al y s is ,   d ata  an d   v id eo   s tr ea m s   p r o ce s s in g co n cu r r en p r o ce s s i n g   o f   clien t s   r eq u est,  p atter n s   r ec o g n i zin g   i n   b ig   v o lu m e   o f   d ata,   au to m atic  tr a n s lat in g   in   r ea ti m a n d   a m o n g   o th e r s .   T h g en er alit y   o f   cu r r e n telec o m m u n icatio n   p r o ce s s es  r eq u ir es  to   b ac ce ler ated   to   r ein f o r ce   t h ef f ica c y   o f   th ca p t u r e,   p r o ce s s in g ,   tr an s m is s io n   a n d   s to r in g   o f   b i g   d ata  to   m a n a g m an y   h eter o g e n eo u s   s tr ea m s d ata,   au d io ,   v id eo ,   m u lti m ed i a,   r ad io   s ig n al,   an d   a m o n g   o th e r s .   r ed u ci n g   th co s t - e f f ec ti v u s i n g   p ar allel  h y b r id   w o r k   en v ir o n m e n t,    T h elem e n ts   p r ev io u s l y   i n tr o d u ce d   co n s tit u te  m o ti v atio n   to   f o r m u la te  th s cie n ti f ic  q u e s tio n h o w   to   d esig n   an   ar ch itec tu r to   b u ild   HP C   in f r astr u ctu r e s   o n   clo u d   f o r   th s m al an d   m ed iu m - s ized   o r g an izatio n s   o f   th e   telec o m m u n icatio n s   f iel d   an d   b e y o n d   to   s o lv h eter o g en eo u s   co m p le x   p r o b le m s   i n   a ca d em ic,   s cie n ti f i c   an d   b u s in e s s   e n v ir o n m e n t?   th i s   s cien t if ic  q u e s tio n   i s   u s e f u f o r   th f o r m u latio n   o f   th s cie n t if ic  p r o b lem   o f   t h is   r esear ch h o w   to   d esi g n   an   ar ch itect u r as  r e f er en ce   m o d el  to   b u ild   HP C   i n f r astr u ctu r e s   b as ed   o n   th e   in teg r atio n   o f   p r o ce s s o r s   ad v an ce s ,   m a n ag e m en en v ir o n m e n ts ,   d ev elo p m en to o ls ,   p ar allel  ap p licatio n s   an d   tech n o lo g ica l   s o lu tio n s   o f   t h telec o m m u n ic atio n   f ie ld ,   o p ti m izi n g   t h co s t/p er f o r m an ce   o f   t h in v es t m e n an d   r ed u ci n g   th e   ti m an d   f i n a n cial  r eso u r ce s   a s s o ciate d   to   th d esig n i n g   an d   d ep lo y m e n p r o ce s s es  in   s m a ll  an d   m ed i u m   s ize  o r g an izatio n s ?   Fro m   th n ee d   to   s o lv th s cien ti f ic  p r o b lem   en u n ciate d   th au t h o r s   h a v d ef in ed   th f o llo w in g   o b j ec tiv es:  to   ev alu ate  t h r elatio n   co s t/p er f o r m a n ce ,   f in a n ci al  r eso u r ce s   an d   r etu r n   o f   in v e s t m e n ( R OI )   o f   th e   HP C   in f r astr u ctu r d esi g n .   T o   o p ti m ize  t h ex tr e m co m p u t atio n al  p er f o r m a n ce   o f   th H P C   in f r astru ct u r es.   Desig n   p ar allel  al g o r ith m s   a n d   ap p licatio n s   to   ele v ate  t h ef f icie n c y   a n d   p er f o r m a n c o f   th b u ilt  HP C   in f r astru ct u r es.  P r o ce s s   a n d   an al y ze   d ata  s tr ea m   in   r ea ti m u s i n g   ar ti f icial  i n tel lig e n ce   m o d els.  I n   t h e   telec o m m u n icatio n   f ield   th e r ar m an y   co m p lex   p r o b le m s   w h o s co m p le x it y   i s   in cr ea s i n g   i n   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 1 2 2 8 - 1246   1230   o r g an izatio n al  en v ir o n m en [ 6 ] ,   b u in   th T eleH P C   th f o cu s   h as  b ee n   o r ien ted   in   t h cu r r en s tag to   ac ce ler ate  th v id eo   p r o ce s s in g   f r o m   t h d ev elo p m en t o f   p ar allel  ap p licatio n s .       T h u s o f   HP C   o n   clo u d   o f f er s   u n i f ied   ex p er ie n ce   f o r   ea ch   o n o f   t h w o r k lo ad s   w it h   v alid at ed   m et h o d o lo g y   t h at  f o cu s es  o n   d ev elo p in g   a n   o p er atio n al  m o d el  to   ac ce ler ate  t h tr an s f o r m at io n   to   s u s tai n ab le  in f o r m atio n   tec h n o lo g y   ( IT )   s t r ateg y   f o r   telec o m m u n icatio n   o r g an izatio n s   [ 7 ] .   A n   in f o r m   [ 8 ]   p u b lis h ed   in   2 0 2 3   r ef er s   th at  t h HP C   co m p u ti n g   m ar k et  s ize  w as v al u ed   at  USD  4 8 . 5 1   b illi o n   in   2 0 2 2   an d   is   ex p ec ted   to   ex p an d   at  co m p o u n d   an n u al  g r o w t h   r ate  ( C A G R )   o f   7 . 5 f r o m   2 0 2 3   to   2 0 3 0 .   T h g r o w i n g   d em a n d s   f o r   h i g h - ef f icien c y   co m p u ti n g ,   ad v a n ce m en ts   i n   v ir t u aliza tio n ,   co n ti n u ed   d i v er s i f icatio n   an d   e x p an s io n   o f   t h I T   in d u s tr y ,   an d   th i n cr ea s i n g   p r ef er en ce   f o r   h y b r id   HP C   s o lu t io n s   ar e   th f ac to r s   th at  ar ex p ec ted   to   d r iv th g r o w t h .   No w ,   t h s c ien t if ic   co m m u n it y   h av e   ar r iv ed   to   th e   e x a s ca le  co m p u ti n g   as  a   lev e o f   s u p er co m p u ti n g   th at  is   ca p ab le  to   ac h ie v o n q u in til lio n s   o f   f lo atin g   p o in o p er atio n s   p er   s ec o n d s .   E x ascale  s y s te m s   ar e   ch ar ac ter ized   b y   th eir   ab ilit y   t o   m an a g m as s iv d ata s et,   co m p lex   s i m u latio n s   an d   p r o ce s s in g   o f   b i g   v o lu m e   o f   d ata  in   r ea l ti m e.     A ll   ca s es  h a v t h p u r p o s to   elev ate  t h e f f icac y   o f   th m a k i n g   d ec i s io n s   p r o ce s s .   Ma n y   o r g an iza tio n s   h av e n to   ac ce s s   to   t h e x as ca le  p er f o r m a n ce   ( o v er   1   q u in till io n   o p er atio n s   p er   s ec o n d )   th r o u g h   m a s s i v e   p ar alleliza tio n ,   b u th er ar ab le  to   d is p o s to   f in an cial   r eso u r ce s   f o r   d ev elo p m e n o f   th eir   o w n   HP C   in f r astru ct u r es  i n   f u n ct io n   o f   in cr ea s th eir   p r o d u ctiv an d   b u s in e s s   in d icato r s   [ 9 ] .   T h ese  p r o ce s s es  s tr ea m   u s u all y   ca n   co n tai n   r el e v an t   in f o r m atio n   as s o ciate d   to   th i n t r in s ic  p r o ce s s e s   o f   t h o r g a n iz atio n s   t h at  ar v er y   u s e f u f o r   th d ec is io n   m a k in g   [ 1 0 ] .   I n   m an y   ca s es  t h ese  p r o ce s s es  s h o u ld   b p r o ce s s ed   i n   r ea ti m f o r m i n g   p ar t o f   th cr itical  m i s s io n   tec h n o lo g ical  s o lu t io n s .   T h k e y   f i n d in g   w ith   t h s cie n ti f ic  q u e s tio n   is   to   p r o p o s a   tr an s v er s al  ar ch itec tu r [ 1 1 ]   a s   an   ec o s y s te m   to   f ac ilit a te  th d esig n   a n d   b u ild in g   o f   f u l HP C   in f r a s tr u ct u r e s   o r   p ar ts   o f   th e m   b ased   o n   th ap p licatio n   o f   th r esear c h   m e th o d s   in   T elec o m m u n icatio n s   o r g an izatio n s   [ 1 2 ] .   T h au th o r s   o f   th is   p ap er   w is h   to   p r o m o te  b etter   u n d er s tan d in g   o f   th s co p an d   k n o w l ed g b ased   o n   p r ev io u s   p r ac tical  i m p le m e n tatio n s   d u r i n g   t h la s 2 5   y ea r s   in   s m all  a n d   m ed i u m   s ize  o r g an izat io n s   o f   th e   telec o m m u n icatio n   f ield   w it h   lo w   o r   m ed iu m   b u d g et s .   I h as  th p u r p o s to   p r o p itiate  r ef er en tia m o d el  to   d esig n   an d   to   i m p le m e n t n e w   HP C   in f r astru ct u r es i n   d if f er e n t o r g an izatio n s   w it h   r elativ e l y   lo w   co s t,  f r o m   t h e   s y s te m a tic  in te g r atio n   o f   e m er g e n h ar d w ar in d u s tr y   a d v an ce s   a n d   th s tr u ct u r ati o n   o f   tech n ical   r ec o m m e n d atio n s   s et,   d escr ib ed   in   ea ch   o n o f   th la y er s   o f   th ar ch itec tu r e.   I is   v er y   i m p o r tan to   ap p ly   t h e   p r o ce s s es  b elo n g in g   to   ea c h   o n o f   t h la y er s .   T h p r ec e d en co m p u tatio n al   co m p le x i t y   a n al y s i s   o f   t h e   p r o b lem s   h elp s   to   th d e v elo p er s   to   u n d er s ta n d   h o w   m u c h   ti m o r   s p ac co n s u m a n   alg o r ith m   an d   d eter m i n e   w h at  is   t h p r o p o r tio n   o f   th i n p u t s   g r o w s .       2.   M E T H O D   HP C   is   an   ess e n tial  tec h n o lo g y   w it h   th p u r p o s o f   m i n i m ize  th e x ec u t io n   ti m es  in   th e   telec o m m u n icatio n s   f ield   b ec au s u s u all y   th is   clas s   o f   o r g a n i za tio n s   s h o u ld   s o lv m an y   e m e r g en tec h n o lo g ical   p r o b lem s   u s in g   r ea l   ti m a n d   cr itical  m is s io n   ap p licatio n s   [ 1 3 ] .   T h er ef o r e,   it  is   n ec es s ar y   to   m a x i m ize  t h e   ef f icien c y   o f   t h h ar d w ar ar ch itect u r av ai lab le  [ 1 4 ] .   T h HP C   ar ch itect u r is   r ele v a n co n ce p tu aliza tio n   to   b u ild   HP C   i n f r as tr u ct u r o n   t h clo u d   co m p u ti n g   e n v ir o n m e n f r o m   t h m a n ag e m e n o f   h ar d w ar an d   s o f t w ar co m p o n e n ts   b y   m ea n   o f   m id d le w ar f o r   th o r ch estra tio n   o f   ea c h   o n o f   th es co m p o n e n ts .   T h i s   p a p e r   p r e s e n ts   th e   m a in   ch a l le n g es   t o   d e p l o y   th e   m e n t i o n e d   a r c h i te c tu r e   b y   l ev el s   t o   s o l v e   h ig h   c o m p lex   c o m p u t a ti o n a l   p r o b l em s .   T h e   a r c h it e c tu r e   p e r m i ts   t o   c r e a t e   le v e r ag e   h y b r i d s   s y s t em s   c o m b i n in g   C PU s ,   G PU s ,   a n d   s p ec i a li z e d   a c c el e r a t o r   s u ch   as   t en s o r s   c o r es   f o r   A I   w o r k lo a d s   t o   o p t im i ze   p e r f o r m an c e   f o r   d i f f e r en c e   ta s k s .     T h HP C   ar ch itectu r p r esen ts   a n   ec o s y s te m   to   b u ild   HP C   in f r astru ct u r f o r   an   o r g an izat io n   d escr ib in g   s tep   b y   s tep   f r o m   b o tto m   to   to p   lev el.   E ac h   o n o f   th e   lev el  co n ta in s   f u n ctio n al it y   co m p o n e n t h at   ar v er y   u s ef u f o r   th en t ir d ep lo y m e n t p r o ce s s ,   as is   s h o wed   in   th Fi g u r 1 .           Fig u r 1 .   HP C   A r ch i tectu r o n   clo u d   co m p u t in g   b y   le v els    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           A n   a r ch itectu r to   b u ild   h ig h   p erfo r ma n ce   in fr a s tr u ctu r es o n   clo u d   …  ( Oma r   A n to n io   Hern á n d ez Du a n y )   1231   T h HP C   ar ch itect u r is   m u ltil a y er   r ef er e n ce   m o d el  t h a co n tai n   s et  o f   es s en tial  i d ea s   w ell - s tr u ct u r ed   ab o u th p r o ce s s   o f   d esig n i n g   an d   b u ild i n g   o f   HP C   in f r astr u ctu r e s .   I co v er s   h ar d w ar an d   s o f t w ar e   co m p o n e n t s   r eq u ir ed   f o r   t h d ep lo y m en t   p r o ce s s   s p ec if ical l y   i n   t h s m all  a n d   m ed i u m - s i ze   o r g an izatio n s   o f   th telec o m m u n ica tio n   s ec t o r .   I t   estab lis h es  d ir ec co n n ec tio n   w it h   o th er   o w n   p r o ce s s   o f   t h e   telec o m m u n icatio n   f ield .   T h ar ch itect u r h as  th p u r p o s to   ac h iev m o r ef f icien c y   an d   ef f ec tiv e n e s s   f o r   th e   HP C   in f r astr u ct u r es  b ased   o n   clo u d   co m p u ti n g   f o r   t h r es o lu tio n   o f   h eter o g e n eo u s   co m p lex   p r o b lem s   i n   d if f er e n r esear ch   s u b f ie ld s   [ 1 5 ] .   T h is   s tr u ctu r ed   ap p r o ac h   en s u r e s   r o b u s HP C   ar ch itectu r to   s atis f y   t h e   clien t s   d e m a n d s   w it h   f le x ib il it y   f o r   f u t u r g r o w t h   an d   i n v o lv in g   w o r k lo ad s   ass o ciate d   t o   th ex ec u tio n   o f   p ar allel  ap p licatio n s   [ 1 6 ]   I is   n ec e s s ar y   to   co n s id er   th er ar s et  o f   n o   f u n ctio n al  r eq u is i tes  t h at  ar o u o f   t h co r o f   HP C   b u t   th ese   h a v r ep er cu s s io n   in   th HP C   in f r as tr u ct u r es  a n d   it  i s   v er y   i m p o r tan to   b tak i n   co n s id er atio n   f o r   ex a m p le.   T h h o t g en er atio n   d u to   th f u n ctio n i n g   o f   h ar d war co m p o n e n ts ,   s o   it  is   n ec ess ar y   to   g u ar a n t y   th e   ef f icien o f   co o li n g   s y s te m s   to   m ai n tai n   o p ti m a o p er atin g   co n d itio n s   i n s id th d ata  ce n ter   u s i n g   air /liq u id /i m m er s io n .   A ls o   is   im p o r ta n to   ac h iev en er g y   ef f icien c y   b y   m ea n   o f   m in i m ize  e n er g y   c o n s u m p tio n .   T h er ar m an y   o th er   asp ec t s   s u c h   as  c y b er s ec u r it y ,   p er i m et er   p r o tectio n ,   an d   am o n g   o t h e r s   co n s id er in g   t h at  th i m p o r ta n ce   o f   th i n f r astr u ctu r as c o r o f   th telec o m m u n ica tio n   o r g a n izatio n s .     2 . 1 .     H a rdwa re   co m po nents   2 . 1 . 1.   Def ine ha rdw a re   H P re qu ire m ent   First  o f   all,   th d esig n er s   m u s t e s ti m ate  th p r o b lem s   co m p u t atio n al  co m p lex it y   th a s h o u ld   b s o lv ed   in   th co n tex o f   t h o r g an izati o n   n ee d y   to   b u ild   its   h ig h   p er f o r m an ce   i n f r astru ct u r e .   I is   ap p r o p r iate  to   estab lis h   th co m p atib ilit ies  w i t h   t h b eh av io r   o f   t h p er f o r m a n ce   m et r ics  ass o ciate d   to   th p r o ce s s   p ar allel  alg o r ith m s   d esig n   [ 1 7 ] .   Desig n i n g   a n d   d ep lo y m e n o f   HP C   in f r as tr u ct u r es  f r o m   ze r o   s h o u ld   id en ti f y   r ele v a n in tr in s ic   p r o ce s s es  f o r   th o r g an izat io n s   an d   t h eir   co m p u tatio n al  co m p lex it y .   T h is   clas s   o f   a n al y s i s   p er m i ts   to   est i m a te  th ap p r o x i m a ted   ti m e   r eq u ir ed   f o r   th eir   s o l u tio n .   T h er ef o r e,   it  is   p o s s ib le  al s o   esti m ate   th co m p u tatio n al   p er f o r m a n ce   r eq u ir ed   an d   th h ar d w ar i n f r a s tr u ct u r th a s h o u ld   b b u ilt  to   s o lv th o b j ec o f   s tu d io   p r o b lem s .   T h is   p r o ce s s   it  is n tr i v ial.   I d em a n d s   th e x p er tis o f   d esig n er s   an d   d ev elo p e r s   an d   th ec o n o m ic s   co s t   esti m atio n   [ 1 8 ] .   T h s m all  a n d   m ed i u m - s ize  o r g an izat io n s   i n   telec o m m u n ic atio n s   s ec to r   m u s a n al y ze   m eticu lo u s l y   th eir   f i n a n cial  av ailab ili t y   to   d esig n   th HP C   in f r astr u ct u r es  [ 1 9 ] .   T h f in a n cial  r eso u r ce s   s h o u l d   b en o u g h   to   ac q u ir th m o s ad v an ce d   h ar d w ar tech n o lo g ie s   av ailab le  a th m ar k et,   tak i n g   in   co n s id e r atio n   th b eh a v io r   o f   th co s t/p er f o r m a n ce   r elati o n   w ith in   t h p r o j ec ts   [ 2 0 ] ,   a n d   th tec h n ical  ch ar ac ter i s tic s   o f   t h p r o b lem s   in   o r d er   t o   ac h ie v r ap id   R OI   [ 2 1 ] .   T h in v est m e n an al y s i s   is   t h s tar ti n g   p o in f o r   th co n tin u o u s l y   d ev elo p m en t   o f   th e   HP C   i n f r astru ct u r es  a n d   it   w ill   d o   p o s s i b le  th u lter io r   est i m a tio n   o f   t h s ca lin g   n ec es s it y   in   f u n ctio n   to   i n cr ea s s u cc ess iv el y   t h p o ten tia lit y   o f   th e   h a r d w ar in f r as tr u ct u r w it h   t h p u r p o s to   r eso lv e   ev er y   ti m m o r co m p le x   p r o b le m s .     B y   o th er   h a n d ,   its   im p o r tan w o r k lo ad   an al y s is   to   id en tify   t h t y p o f   co m p u tatio n s   ( C P U/GP U/   ten s o r   p r o ce s s in g   u n it   ( T P U ) ) ,   m e m o r y   ca p ac it y   r eq u ir ed   a n d   in p u t/o u tp u t   ( I /O )   in ten s iv e.   P e r f o r m a n ce   g o al   d ef in t h p er f o r m a n ce   r eq u i r ed f lo atin g   p o in o p er atio n s   p er   s ec o n d   ( FL OP S ) ,   laten c y ,   th r o u g h p u t,  a n d   s ca lab ilit y   n ee d s .   B u d g e a n al y s i s   co n s id er   t h in v es t m e n c o s an d   av ailab le  f i n an cia r es o u r ce s .   T h er ar a   s et  o f   n o n - f u n ctio n al  r eq u ir ed   th at  m u s t b ex h au s ti v el y   a n al y s i s ,   s u c h   as: p o w er   co n s u m p t io n ,   p h y s ica l sp ac e   co n d itio n i n g ,   m ec h a n ical  d esi g n .   I is   n ec e s s ar y   to   m a k c o m p atib le  t h p o s s ib ilit ie s   to   th d e m an d s .   T h h ar d w ar i n f r a s tr u ct u r m u s t b co n s id er ed   as a n   in v est m e n t.     2 . 1 . 2 .   Desig n t he  H P a rc hite ct ure   T h d esig n i n g   o f   HP C   in f r as tr u ctu r e s   r eq u ir to   an al y ze   s p ec ialized   h ar d w ar co m p o n en ts   [ 2 2 ] s o f t w ar f r a m e w o r k s   an d   o f te n   lar g f ac ilit ie s   to   h o s i [ 2 3 ] .   HP C   also   co m e s   w it h   r elat i v el y   h ig h   p r ice  ta g ,   w h ic h   ca n   ac as  b ar r ier   t o   m an y   o r g a n izatio n s   h o p in g   to   i m p le m e n t.  An   i m p o r tan o b j ec tiv o f   t h e   o r g an izatio n s   is   to   ac h ie v th at  th e   clu s ter   HP C   b u ilt  is   co n tin u all y   b u s y ,   i n   th i s   ca s es  t h e   in v e s t m e n ca n   b co n s id er ed   as  s u cc es s f u [ 2 4 ]   an d   p r o b a b ly   w il g e n er ate  u ti liti es  f o r   th o r g a n izatio n s .   A   HP C   in f r a s tr u ct u r e   h av t h r ee   m ai n   h ar d w ar co m p o n en ts : c o m p u te,   n et w o r k   an d   s to r ag [ 2 5 ] .   I n   n o w ad a y s ,   th co m p u ti n g   n o d e   ca n   co n tai n   d if f er e n t y p es  o f   p r o ce s s o r s C P m u l tico r es,  GP o r   T P U   [ 2 6 ] ,   l o ca r an d o m   ac ce s s   m e m o r y   ( R A M )   m e m o r y   an d   in ter co n n ec tio n   d ev ice s   o f   th n o d es  to   th p er f o r m in g   co m p u ta tio n s .   A ll  th h ar d w ar co m p o n e n t s   m u s b as  h ig h   p er f o r m an ce   an d   r eliab ilit y   as  p o s s ib le  to   g u ar an t y   t h ef f ec ti v en es s   o f   th p ar allel  ap p licatio n s   ex ec u tio n s   also   b ased   o n   th n et w o r k   d ata  tr an s f er en ce   r ate  b et w ee n   th e   m a s ter   n o d [ 2 7 ] co m p u ti n g   n o d es  an d   s h ar ed   s to r ag to   m an a g h ig h   v o lu m e s   o f   d ata  an d   th r ap id   ac ce s s   an d   r etr iev al  o f   t h e   in f o r m atio n   to   i n cr e m e n t t h a p p licatio n s   p er f o r m a n ce .   I n   th le v el  1   ea ch   o n o f   th co m p o n e n t s   o f   t h clu s ter   co o p er ate  w it h   th r e m ai n in g   co m p o n en ts   t o   en h a n ce   co m p u ti n g   p o w er .   T h co m p u ti n g   n o d es  ar th r es u lt  o f   th in te g r atio n   o f   h ar d war co m p o n en t s   o f   h ig h e s p er f o r m a n ce   p o s s ib le  in cl u d ed   p er f o r m a n ce   o f   th p r o ce s s o r s ,   th s to r ag e   an d   it s   ac ce s s   ti m s h o u ld   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 1 2 2 8 - 1246   1232   b d ev ices  o f   h i g h   ca p ac it y   o f   s to r in g   an d   m i n i m u m   h ar d   d r iv ac ce s s   ti m p o s s ib le  [ 2 8 ] .   I is   r ec o m m e n d ab le   th late s i n   p er f o r m a n ce - e n h a n cin g   n et w o r k in g .   All  t h ese   c o m p o n en t s   w o r k in g   to g eth er   p er m i ts   to   ac h ie v h ig h   p er f o r m a n ce   i n f r a s tr u ct u r w it h   s u p er io r   p er f o r m a n ce .   T h Fig u r 2   p r esen t s   th g e n er al  id ea   o f   th p h y s ical  h ar d w ar HP C   i n f r a s tr u ct u r d esi g n in g   b ased   o n   f ed er ate  clu s ter   [ 2 9 ]   in teg r ated   b y   n o d es  o f   h ig h   p er f o r m a n ce   s u itab le  in   r ac k s   a n d   an   in d eter m i n ate  n u m b er   o f   d is p er s co m p u ti n g   n o d es  o n   p r em i s o r   r em o te.   T h is   i m p le m e n tat io n   co m b i n e s   t w o   d if f er e n f o c u s   o f   d ep lo y m e n t t h cl u s ter   i n   a n   o r g an izatio n : r ac k   m o u n t c l u s ter   a n d   tier   p ac k   cl u s ter .   T h i s   m ec h a n ical  d esi g n   d ep en d s   m ai n l y   o f   t h av ai lab le  f i n an cia r eso u r ce s   b u th m an a g er   ca n   u s th s a m m a n ag e m e n to o ls   f o r   b o th   d ep lo y m en ts .   A ll  co m p u tin g   n o d es  ar m a n a g ed   u s in g   ce n tr alize d   b y   m ea n s   o f   t h h ig h   d ata  tr an s f er   in ter co n n ec ti n g   d e v ice  i n   d atac en ter   o r   o n   p r e m is o f   th o r g an izatio n   if   t h d ev e lo p er   p r o p o s to   r eu s th e   co m p u tatio n al  ca p ac it y   a v aila b le.           Fig u r 2 .   HP C   p h y s ical  i n f r ast r u ctu r s c h e m e       I n   th i s   p ap er ,   it  is n t   r ea lized   s p ec if ic  a n al y s i s   ab o u t h e   h ar d w ar co m p o n en t s   a v aila b le  in   t h e   h ar d w ar m ar k et,   b ec au s t h m ai n   o b j ec tiv is   o f f er s   an   o v er v ie w   th at  p er m i ts   to   ac h ie v e   th g e n er aliza tio n   o f   th m et h o d   as  r ef er en ce   f o r   T elec o m m   s ec to r   o r g an izat io n s   an d   b e y o n d .   A l w a y s ,   i t s   r ec o m m e n d ab le  to   s tu d y   th te n d en cie s   p u b lis h ed   in   th T OP 5 0 0   lis lau n ch ed   s e m i - an n u all y   [ 3 0 ]   an d   th n e h ar d w ar p r o d u cts   co m m er cialize d   b y   t h m o s i m p o r ta n m an u f ac tu r i n g   co m p an ies  at  i n ter n a tio n al  le v el  i n   t h p r ec is m o m e n t   in   w h at  t h o r g a n izatio n   tr y   to   b u ild   th e   HP C   i n f r a s tr u ct u r e.   T h ac ce s s   to   t h ese  tec h n o lo g i ca co m p o n en ts   ar e   d ep en d en t o f   th f i n a n cial  r es o u r ce s   av ailab ilit y   in   t h o r g a n izatio n .   I n   t h w o r s t c ase  th o u g h   th p er f o r m a n ce   d o esn t b s o   elev a ted   p r o b a b l y   w ill b u s ef u f o r   th s o l u tio n   o f   o r g a n izatio n   i n tr i n s ic  p r o ce s s .     2 . 1 . 3 Co m pu t e   T h co m p u te  i s   f o r m ed   ess e n t iall y   b y   t w o   t y p o f   n o d es:  m aster   n o d an d   co m p u ti n g   n o d es.  Ma s ter   n o d is   s p ec ial  t y p o f   n o d th at  s er v e s   n u m b er   d if f er e n o f   f u n ctio n s   a n d   p er f o r m s   ad d itio n al   r esp o n s ib ilit ie s   b ey o n d   o f   clien o r   co m m o n   co m p u ti n g   n o d es  [ 3 1 ] .   T h m aster   n o d es  h a v s et  o f   im p o r tan t   f u n ctio n a liti e s   a n d   it i s   n ec es s ar y   to   ad d   o th er s   th at   ca n   d if f e r   in   co r r esp o n d en ce   w it h   t h s p ec if ic  p u r p o s t h e   d ev elo p er s   n ee d   to   ac h ie v i n   f u n ctio n   o f   s p ec i f ic  o r g a n izatio n .   Fro m   t h h ar d w ar p o in o f   v ie w ,   it  is   n ec es s ar y   to   ta k in to   co n s id e r atio n   th at  th e   r eq u ir e m e n ts   o f   th s er v er   n o d o r   m aster   n o d an d   th q u a n tit y   d ep en d   o f   th clu s ter   d im e n s i o n s   in d ep en d en t l y   o f   th n u m b er   o f   n o d es,  b ec au s th ese   co n tain   th eir   m o s t   i m p o r tan m an a g e m en t f u n cti o n alities .     T h n o d es  a r th m o s r elev an h ar d w ar co m p o n e n to   ac h iev t h co m p u tatio n al  p er f o r m an c e   b ased   o n   th eir   p o ten tialiti es  a n d   q u an tit y   o f   th co m p u ti n g   n o d es  in teg r ated   in   t h HP C   in f r astr u ct u r e.   T h e   p er f o r m a n ce   o f   t h n o d es  m u s b esti m ated   p r ev io u s l y   to   th b u ild in g   o f   th i n f r a s tr u ct u r e .   I is   d esir ab le  th p er f o r m a n ce   o f   t h co m p u ti n g   n o d es  ca n   b as  elev a ted   as  p o s s ib le,   b u th is   f ac ilit y   d ep en d s   o f   th a v ailab le   f i n an cia r eso u r ce s .   T h h ar d w ar r eq u ir e m e n ts   o f   th m ast er   n o d an d   co m p u ti n g   n o d es  m ea n w h i le  h i g h er   is   b etter ,   b u it  is   n ec ess ar y   to   co n s id er   th r elatio n   co s t - p er f o r m an ce   o f   th h ar d w ar th at  u s u all y   is   ex p e n s i v e,   s o   th h ar d w ar s h o u ld   b ac q u ir ed   af ter   th s elec tio n   o f   th e   m o r co n v e n ien ch o ice  av ail ab le  at  th m ar k et.   T h er ar t h r ee   o b j ec tiv es  f o r   h ar d w ar p r o cu r e m en a n d   ass e m b l y :   v en d o r   s elec tio n ,   n o d ass e m b l y   an d   n et w o r k / s to r ag s et u p .     2 . 1 . 4 P ro ce s s o rs,  m o t herbo a rd  a nd   m e m o ry   s elec t io n   T h p r o ce s s o r s   ar th m o r i m p o r ta n h ar d w ar co m p o n e n ts   o f   t h n o d es  a n d   th er ef o r th en tire   HP C   in f r astru ct u r es.  T h is   c an   ef f ec ti v el y   m a n a g in ten s iv p r o ce s s es  i n   h eter o g e n eo u s   s cie n ti f ic  a n d   en g i n ee r i n g   ap p licatio n s .   T h ese  ar th m a in   r esp o n s ib le  to   m a n a g th w o r k lo ad   o n   th in f r astru ct u r e.   T h e   h ar d w ar i n d u s tr y   i s   v er y   d y n a m ic  an d   ar d ev elo p in g   co n ti n u al l y   n e w   p r o ce s s o r s   m o d els  w ith   s u p er io r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           A n   a r ch itectu r to   b u ild   h ig h   p erfo r ma n ce   in fr a s tr u ctu r es o n   clo u d   …  ( Oma r   A n to n io   Hern á n d ez Du a n y )   1233   p er f o r m a n ce s   a n d   p o ten tiali ti es.  T h d esig n er s   m u s ex p lo r co n tin u all y   t h m a in   c h ar ac ter is tics   o f   th n e p r o ce s s o r   m o d els:   p er f o r m a n c e,   p r ices,  ca ch es a n d   a m o n g   o t h er s .   I n   th e   cu r r en s ta g ca n   b s ele cted   w id r an g e   o f   C P U   m u lt ico r es  d ev elo p ed   f o r   d if f er en co m p a n i e s   s u c h   as:  I n tel  XE ON,   ad v a n c ed   m icr o   d ev ices   ( A MD )   E PYC .   C P m u l tico r es  en ab les  te  n o d es  to   u s th s h ar e d   m e m o r y   p ar ad ig m   t h a is   u s e f u to   d ev elo p   p ar allel  ap p licatio n s   f o r   ex a m p le  u s in g   C ++   la n g u a g e   co m b i n ed   w it h   Op en MP   w it h   th ab ilit y   to   d i s tr ib u te  p ar alle tas k s   ac r o s s   co r es  to   lo w   co s t.  I is   n ec es s ar y   to   r ev ie w   th co m p a tib ilit y   o f   C P Us an d   Mo th er b o ar d s   s o ck ets an d   ch ip s et  b e f o r to   ac q u ir th ese  co m p o n e n t s .   GP Us  is   s p ec ialized   cir cu it   o r ig in al l y   d es ig n ed   f o r   d ig it al  i m a g p r o ce s s i n g   an d   to   ac ce ler ate   co m p u ter   g r ap h ics   ar cu r r en tl y   r ele v an t h ar d w ar co m p o n en t f o r   HP C   ar ch i tectu r e s   b ec a u s ca n   h a v e   m o r p er f o r m a n ce   t h a n   C P Us a n d   t h ese  ca n   s u p p o r m o r co m p lex   w o r k lo ad s   at  m u ch   f as ter   s p ee d s   [ 3 2 ] .   T h is   t y p e   o f   co m p u tatio n s   is   k n o w n   a s   g en er al  p u r p o s GP ( G P GP U ) .   I t is a   k in d   o f   p ar allel  p r o ce s s in g   o n   GP U.   T P U   is   cu s to m   d ev elo p ed   ap p licatio n - s p ec if ic  in te g r ated   cir cu its   ( ASI C s )   u s ed   to   ac ce ler at m ac h i n lear n i n g   w o r k lo ad s .   No w ad a y s   ca n   b tak en   as  r ef er e n ce   at  least  th p r o ce s s o r s   s er ies  p r o d u ce d   b y   t h m o s r elev a n t   h ar d w ar m an u f ac tu r i n g   co m p an ies  [ 3 3 ] .   T h m e m o r y   s u b s y s te m   r elies  o n   t h m o t h er b o ar d   f o r   p h y s ical   co n n ec ti v i t y ,   p o w er   an d   co m m u n icat io n   in f r astr u ct u r e.   T h e   m o t h er b o ar d   d e p en d s   o n   m e m o r y   tech n o lo g ie s   to   d eliv er   ef f icie n tl y   to   C P Us  a n d   p er ip h er als.  Op ti m izatio n s   lik ca ch h ier ar ch ies  a n d   ad v an ce d   m e m o r y   co n tr o ller s   ar cr itical  f o r   b alan cin g   late n c y ,   b a n d w id th ,   a n d   co s t.     2 . 1 . 5 Select io n o f   s t o r a g s ub s y s t e m   Data   s to r ag s u p p o r d ata - i n te n s i v p ar allel  ap p licatio n s   [ 3 4 ] .   T h er ef o r e,   it   s h o u ld   k ee p   s t o r in g   t h e   d ata  g en er ated   d u r i n g   th e   p r o ce s s i n g   in   th in f r astr u ct u r e.   T h s to r in g   is   a n   e s s e n tial  f ac il it y   f ea t u r es  f o r   r eliab le  ac ce s s   to   lar g d atasets   an d   h i g h - s p ee d   s to r ag s y s te m s   t h at  s ea m le s s l y   h o s all  u s er   d ata,   co n s eq u e n tl y   i s   v er y   i m p o r tan a   h i g h - ca p ac it y   a s   p er s is te n s to r ag e.   W ith   th e   s to r i n g   d ev ice s   t h o r g a n izatio n s   ca n   s to r an d   an a l y ze   th eir   d ata  s ec u r el y   w it h i n   th HP C   in f r astru ct u r o n   p r e m i s e .   Scalab le  s to r ag s o l u tio n s ,   s u c h   as  p ar allel  f i le  s y s te m s ,   s h o u ld   b im p le m en ted   to   ac co m m o d ate  th e   g r o w i n g   d ata  r eq u ir e m e n ts   o f   HP C   ap p licatio n s .   T o   en s u r h ig h   r eliab il it y   a n d   av ailab il it y ,   f au l to ler an ce   an d   r ed u n d an c y   m ea s u r e s   s h o u ld   b in co r p o r ate d   in to   d esig n ,   in clu d i n g   r ed u n d an p o w er   s u p p lies ,   b ac k u p   g en er ato r s ,   an d   d is aster   r ec o v er y   p r o to co ls .   T h ese  co n s id er atio n s   ar ess e n tial  f o r   cr ea tin g   s u cc es s f u HP C   in f r astru ct u r t h at  m ee t s   t h d e m an d s   o f   v ar io u s   s cie n ti f ic,   e n g i n ee r i n g ,   a n d   b u s i n es s   ap p licatio n s .   T o   v alid ate  th d ep lo y m en t,  t h in f r astr u ctu r e   s to r ag e   h a s   b e en   u s ed   He w lett - P ac k ar d   ( HP )   s to r ag e   w o r k .   T h is   h as  u til ities   a n d   f ea tu r es  t h at  ea s t h ad m in is tr ati o n   tas k   ass o ciate d   w it h   m a n ag in g   th s y s te m .   T h e   in s i g h m an a g er   is   co m p r e h en s i v to o d esig n ed   to   b k e y   co m p o n e n o f   m a n ag e m e n t   s y s te m s .   T h to o l   p er m i ts   to   m o n ito r   th o p er atio n s   o f   co m p u ti n g   n o d es  p r o v id in g   to   s y s te m   ad m in is tr ato r s   m o r co n tr o th r o u g h   v is u al  i n ter f ac e.   T h p ar allel  f ile  s y s te m   li k L u s tr e,   g en er al  p ar allel  f ile   s y s te m   ( GP FS )   ca n   b u s ef u to   m an a g t h d ata  s to r in g   co n s i d er in g   t h d ata  r ed u n d an c y .     2 . 1 . 6 .   Select io n o f   inte rc o nn e ct io n dev ices   I is   n ec es s ar y   to   tak e   in   co n s id er atio n   t h at  i n ter co n n ec tio n   d ev ices   ar i m p o r tan ele m e n ts   f o r   b u ild in g   th HP C   in f r a s tr u ct u r es,  b ec au s co n tr ib u te  to   g u ar an tee  t h co n n ec tio n   b et w ee n   th p r o ce s s in g   ele m e n to   jo in   all  co m p u ta tio n al  ca p ac it y   a n d   th co o p er atio n   b et w ee n   o f   co m p u t in g   n o d es  th a ca n   b s ca lin g   f o r   th e   r eso lu tio n   o f   co m p lex   p r o b lem s .     T h n et w o r k   i n f r a s tr u ct u r i s   a n o th er   cr itical   r eso u r ce   b ec au s m u s e n ab le  t h s tab le  co m m u n ic a tio n s   b et w ee n   th n o d es  d u r i n g   th ex ec u t io n   o f   p ar allel  ap p licati o n s .   T h ese  s h o u ld   p r o v id h i g h - b a n d w id th ,   lo w - laten c y   co n n ec ti v it y   b et w ee n   co m p u ti n g   n o d es  a n d   s to r ag s y s te m s .   T h is   f ac i litates   d ata  tr an s f er   e f f ic ien t l y   an d   p ar allel  p r o ce s s in g   ca p ab ilit i es.  T h s elec tio n   o f   th n et w o r k   i n ter co n n ec tio n   d ev ic es  is   v er y   i m p o r tan t   b ec au s h a v d ir ec r ep er cu s s io n   i n   t h ap p licatio n s   p er f o r m an ce .   I i s   d esira b le  to   h a v h ig h   d ata  tr a n s f er   b ec au s th i s   co n tr ib u te  to   th in ter   p r o ce s s es  co m m u n icatio n   w h e n   it   is   u s ed   th d is tr ib u ted   m e m o r y   p ar ad ig m .   T h k ey   o f   i n ter co n n ec tio n   d ev ices t h at  m a k u p   th n et w o r k   ar e:  n et w o r k   in ter f ac ca r d   ( NI C )   ca r d s   b elo n g i n g   to   th n o d es,  s w it ch es,  r o u ter s ,   b r id g e s ,   r ep ea ter s ,   an d   g ate w a y s   [ 3 5 ] .   A ll  t h ese  d ev ices  m u s t   g u ar a n tee  i n   th n ec es s ar y   ca s e s   h i g h   in ter n o d es  co m m u n ica tio n s   a n d   h a v d if f er en r an g es ,   b ased   o n   n et w o r k   r eq u ir e m en ts   o f   t h HP C   in f r astru ct u r es  o f   s p ec if ic  o r g an izatio n .   T h s elec tio n   p r o ce s s   o f   th d ev ice s   d em a n d s   a n   an al y s i s   o f   th b eh av io r   co s t/p er f o r m a n ce .   T h s tr ate g ic  is   to   ch o o s h i g h   d ata  tr an s f er ,   lo w   laten c y ,   h i g h   b a n d w id th   f ab r ics T h er ar d if f er en t te c h n o lo g ies ( i n f in iB a n d ,   E th er n et) .     2 . 2 .     Virt ua a nd   ph y s ica l c o nfig ura t io n   T h clu s ter   co n f i g u r atio n   is   a s s o ciate d   to   th s et u p   an d   m ai n ten an ce   o f   a   HP C   co m p u ter   s y s te m .   T h e   o r ig in al  co n f i g u r atio n s   w er r ea lized   p h y s ical l y   ( b ar e   m eta l)   [ 3 6 ]   in   at  least  m aster   n o d d ir ec tly   o n   th e   h ar d w ar e.   Sp ec i f icall y ,   in   HP C   co n f ig u r atio n s   t h co m p u t i n g   n o d es  ar d is k le s s ,   t h er ef o r th eir   o p er atin g   s y s te m   ar e   lo ad ed   f r o m   t h m aster   n o d t h r o u g h   o f   t h co m b in atio n   P r eb o o ex ec u tio n   ( P XE )   an d   tr iv ia f tp   ( T F T P )   to   t r an s f er   t h o p er atin g   s y s te m s   i m a g r eq u ir ed   to   ac h iev t h f u n ctio n alit y   o f   t h n o d es.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 1 2 2 8 - 1246   1234   C lo u d   n ati v d ev elo p m en h a s   r ed esig n ed   th s o f t w ar lan d s ca p w i th   an   i m p o r ta n i m p ac in   th d ig ital  tr an s f o r m a tio n s   ch an g i n g   t h w a y   t h o r g an izatio n s   b u ild ,   d ep l o y   an d   m a n a g es  ap p licatio n s   w ith   a   b ig g e s s i m p licit y   [ 3 7 ] .   W ith   th ese  co m p o n e n t s   th m a n a g er s   o f   th HP C   in f r astr u ct u r es  o f   th o r g a n izatio n s   ca n   i n cl u d clo u d ,   o n   p r e m i s e,   o r   h y b r id   co n f i g u r atio n s   d ep en d in g   o f   t h o r g a n izat i o n s   n ee d s .   C lo u d   in f r astru ct u r i s   cr it ical  co m p o n en f o r   s o m e   o f   th m o s d e m a n d i n g   w o r k lo ad s   i n   t elec o m m u n icatio n s   o r g an izatio n s   [ 3 8 ]   Vir tu al  tech n o lo g ica in f r astr u ctu r f o cu s   h a s   b ee n   co n f i g u r ed   an d   v alid ated   in   s o m o f   th HP C   co n f i g u r atio n s   m e n tio n ed   ab o v e.   T h in te g r ati n g   o f   h ar d w ar b lad s er v er s   a n d   P C s   a s   d ed icate d   n o d es in   th e   o r g an izatio n s   ca n   b p o w er f u r eso u r ce s   o f   p r o ce s s i n g ,   a n d   p o ten tialiti e s   o f   GP Us,  m e m o r y   to   o p ti m ize  t h e   p ar allel  p r o ce s s in g   i n   t h ap p licatio n s ,   w h ic h   e n ab les  t h ese   to   p er f o r m   co m p lex   ca lc u lati o n s   at  m u c h   f aste r   r ates th a n   tr ad itio n al  co m p u ter s   r ed u cin g   th s lo w   ac ce s s   to   d is k   [ 3 9 ] .     2 . 2 . 1 .   Virt ua m a chine s   Vir tu al  e n v ir o n m e n r e f er s   to   h o w   v ir t u al  m ac h i n es  ( VM )   r eso u r ce s   ar ar r an g ed   a n d   d ep lo y ed   to   allo w   t h e m   to   o p er ate  w it h   ef f ec tiv e n ess   o n   HP C   h ar d w ar in f r astru c tu r e,   f u n ctio n i n g   a s   v ir t u al  co m p u ter   s y s te m   w i th   t h eir   o w n   p r o ce s s o r s ,   R A m e m o r y ,   s to r ag a n d   n et w o r k   in ter f ac es,  cr ea ted   o n   p h y s ical  h ar d w ar e   s y s te m .   T h ese  ca n   b lo ca ted   o n   p r e m i s a n d   co n te n t h co n f i g u r atio n   o f   t h c l u s ter   HP C .   VM   allo w   t h e   co n f i g u r atio n   o f   m u l tip les  HP C   m an a g e m en en v ir o n m e n a n d   ea ch   o n o f   th e   s o f t w ar c o m p o n en t   to   d ep lo th clu s ter   m a n a g e m en t.   E ac h   VM   r u n s   i n   th s a m w a y   a n   HP C   en v ir o n m e n a n d   ap p licatio n s   u s u all y   o n   th h o s h ar d w ar e.   So ,   th f i n al  u s er s   d o n k n o w   i f   t h eir   ap p licatio n s   ar r u n n i n g   o n   p h y s ical  o r   v ir tu al  m ac h in e s .   T h v ir tu a lizatio n   tech n o lo g y   h a s   p er m i tted   to   i m p u ls t h co n f ig u r at io n   o f   a n   e x p er i m e n tal  p latf o r m   to   v alid ate   d is s i m ilar   HP C   m a n a g e m e n en v ir o n m e n i n   th m as ter   n o d o f   th clu s ter .   Fo r   th is   r ea s o n ,   is   n ec es s ar y   t h at   th h ar d w ar ass o ciate d   to   th i s   m aster   n o d h a s   th h i g h e s t p er f o r m an c p o s s ib le  [ 4 0 ] .   I f   it s   r ea l ized   r ap id   co m p ar ativ b et w ee n   p h y s ica m ac h in es  a n d   v ir tu a m ac h i n e s   f r o m   p o in t   o f   v ie w   o f   p er f o r m a n ce   b o th   h a v ap p r o x i m ated   s i m ilar   p er f o r m a n ce   a n d   ca n   b co n f i g u r ed   to   h av id en tical   s p ec if icatio n s   [ 4 1 ] ,   b u t   f o r   t h s ca lab ilit y   o f   th e   s y s te m s   v ir tu al  m ac h i n es  ar e   lo m o r f lex ib le  f o r   t h ad d in g ,   r e m o v i n g ,   o r   u p d ati n g   r eso u r ce s   th at  i s   v er y   i m p o r tan to   g u a r an tee  th s ca lab ilit y   o f   t h HP C   s y s te m s   r ed u cin g   th d ep lo y m e n t c o s t.    Fro m   th s ec u r it y   p o in o f   v i e w ,   i f   t h v ir t u al  m ac h i n i s   o n   p r em i s t h c y b er s ec u r it y   h a v eq u iv ale n t   co n d itio n s   t h at  p h y s ical  m ac h in e s   a f ter   th e x h au s ti v a n al y s i s   b y   c y b er s ec u r it y   ex p er t s   g r o u p s   o f   t h o r g an izatio n s .   T h v ir tu a m a ch in e s   ad d   n e w   f u n ctio n alitie s   m o r ea s il y   a n d   t o   ad j u s t h co n f ig u r atio n s   i n   m o r o p ti m a w a y   ar cr ea ted   th p o s s ib ilit y   to   m i g r at th co n f i g u r atio n s   o f   m a s ter   n o d es  b et w ee n   o r g an izatio n s   f ac il itati n g   t h m aster   n o d es  co n f ig u r atio n s   b et w ee n   clu s ter   r ed u cin g   th d ep lo y m e n co s t.  T h e   v ir tu a lizatio n   p e r m it s   to   o r g an ize  all  k n o w led g e,   to o ls ,   tech n ics,  an d   m at u r it y   r es u lta n o f   s u cc es s iv p r o ce s s es   o f   d ep lo y m en a n d   p r ac tical  v alid atio n T h m aster   n o d w a s   co n f i g u r ed   in   th p r o j ec u s in g   v ir tu al  b o x   an d   VM w ar e   m ac h i n es  w i th   t h e   HP C   co n f ig u r atio n .   T h ese  a r ap p r o p r iate  v ir tu aliza tio n   p r o d u cts  f o r   th o r g an izatio n s .     2 . 2 . 2 .   Co nta iners    T h co n tain er s   ar p o r tab le  s o f t w ar in s tan ce s   th at  ca n   b ex ec u ted   o n   p h y s ical  o r   v ir tu al  m ac h in e s .   T h ese  ar e   im a g e s   o f   lig h t w ei g h t,  s tan d alo n an d   an   ex ec u ta b le  p ac k ag o f   s o f t w ar th at  in clu d e s   ev er y t h i n g   n ee d ed   to   r u n   ap p licatio n co d e,   r u n ti m s y s te m   to o ls ,   s y s te m   lib r ar ies  a n d   s etti n g s   [ 4 2 ] .   C o n tain er s   p er m it  t h e   d ec o m p o s itio n   o f   m o n o lit h i ap p licatio n s   in   m icr o   s er v ices.  T h is   is   v er y   u s e f u f o r   th m o d u lar   d esi g n   a n d   i m p le m e n ta tio n   o f   p ar allel  ap p licatio n s .   T h co n ta in er s   ar t h s tan d ar d   an d   i n d ep en d en u n its   o f   s o f t w ar th at   p ac k ag es  u p   co d an d   all  its   d ep en d en cies  s o   th p ar allel  ap p licatio n   r u n s   q u ic k l y   a n d   r eliab ly   f r o m   o n co m p u ti n g   en v ir o n m e n t to   a n o th er .   C o n tai n er s   a r m o r p o r tab le  th a n   VM ,   a n d   is   a n   ad eq u ate  f o r m   to   d ep lo y   m o r q u ic k l y   an d   ea s il y   HP C   s tab le  co n f ig u r atio n .   I n   t h d ep lo y m en o f   th in f r as tr u ct u r h av b ee n   u s ed   L i n u x   co n tai n er s   ( L X C )   co n ta in er s   k ee p i n g   t h f o cu s   o f   f r ee   s o f t w ar also   w it h   th p u r p o s o f   r ed u ce   th co s o f   th d ep lo y m en [ 4 3 ] .     2 . 2 . 3 .   H y perv is o   H y p er v i s o r   is   s o f t w ar is o lated   o f   th m ac h i n e s   r eso u r ce s   f r o m   th h ar d w ar an d   p r o v is io n s   th e m   ap p r o p r iately   s o   th e y   ca n   b u s ed   b y   th VM .   A   f u ll  v ir t u al  s er v ice - o r ien ted   i n f r a s tr u ct u r e   is   u s u a ll y   m a n a g ed   b y   tec h n o lo g y   th at   p r o v id r eso u r ce   ag g r eg at io n ,   m an a g e m en t,  av a ilab ilit y   a n d   m o b ilit y ,   t h f o u n d atio n a l   co r o f   v ir tu al  i n f r astru c tu r is   th h y p er v i s o r .   A s   p r i n cip le  t o   d ev elo p   th HP C   in f r astru ct u r h a v b ee n   u s ed   th h y p er v is o r   P r o x Mo x   v ir tu al  e n v ir o n m e n t.  T h is   is   co m p lete - s o u r ce   p latf o r m   f o r   en ter p r is v ir tu aliza tio n   an d   it is   ap p r o p r iate  to   d ep lo y   n o t p r o p r ietar y   an d   f r ee   d is tr ib u tio n   s o l u tio n s +.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           A n   a r ch itectu r to   b u ild   h ig h   p erfo r ma n ce   in fr a s tr u ctu r es o n   clo u d   …  ( Oma r   A n to n io   Hern á n d ez Du a n y )   1235   W ith   P r o x m o x   [ 4 4 ]   is   also   p o s s ib le  to   m a n a g ea s il y   VM s   an d   co n tain er s ,   s o f t w ar e - d e f i n ed   s to r ag an d   n et w o r k in g ,   h i g h   av ai lab ilit y   clu s ter in g ,   a m o n g   o t h er s   f o r   en ter p r is d atac e n ter s   s h o u ld   h elp   b o th   I T   d ec is io n   m a k er s   an d   en d   u s er s   to   ch o o s th r ig h v ir t u aliz atio n   h y p er v i s o r   f o r   th eir   d atac en ter s .   P r o x M ox  s er v er   d eliv er s   p r o d u ctio n - r ea d y   p er f o r m a n ce   an d   s ca lab ilit y   n ee d ed   to   im p le m en t a n   ef f i cien t a n d   r esp o n s i v e   d atac en ter .     I n   th i s   lev el  h as b ee n   d ev e lo p ed   d iv er s v ir tu al  m ac h i n es c o n tai n in g   d if f er e n m id d le w ar e.   T h at  is   an   iter ativ a n d   i n cr e m e n tal  p r o ce s s   t h at  h a v p er m itted   to   cr e ate  r ep o s ito r y   w it h   i n s ta llati o n s   o f   m a n a g e m en t   to o ls ,   j o b   s ch ed u ler s   a n d   m o n ito r in g   to o ls   i n d ep en d en tl y   o f   th h ar d w ar ar c h itect u r co n f i g u r ed   in   t h e   co m p o n e n t s .   T h in te g r atio n   o f   v ir t u al  e n v ir o n m e n i s   v er y   u s ef u to   r ep r o d u ce   r elativ el y   f ast  t h cl u s ter   m an a g e m e n t.    H y p er v i s o r s   ar in d is p e n s ab le   f o r   m o d er n   HP C ,   o f f er i n g   s c alab ilit y   a n d   r eso u r ec e f f icie n c y .   T h es e   f ac ilit ate   clu s ter   s ca lin g   b y   en ab lin g   r ap id   VM   d ep lo y m e n ac r o s s   n o d es.  T h is   i s   cr itical   f o r   HP C   w o r k lo ad s   th at  r e q u ir p ar allel  p r o ce s s in g   ac r o s s   b ig   n u m b er   o f   n o d es.  T h eir   ad o p tio n   r eq u ir es   ca r ef u tu n i n g   to   m iti g ate   p er f o r m a n ce   p en al ties .       2 . 3 .    M idd lew a re   T h d esig n er s   m u s co n s id er ate  th r eq u ir e m e n ts   o f   t h m an a g e m e n to o ls   d e m an d   a n d   f u t u r es   ap p licatio n s .   B o th   asp ec ts   ca n   h a v h ar d w ar r eq u ir e m e n t s   w it h o u li m i ts   p r ed ef in ed .   Mid d le w ar in   HP C   en v ir o n m e n t is a  s o f t w ar s p atiall y   lo ca ted   b et w ee n   o p er atin g   s y s te m   a n d   th p ar allel  ap p licatio n s   [ 4 5 ] .   I n   th HP C   also   f u n ctio n in g   a s   h i d d en   tr an s lat io n   la y er .   Mid d le w ar e n ab les  t h co m m u n icatio n   an d   d ata  m an a g e m e n f o r   p ar allel  an d   d is tr ib u ted   ap p licatio n s   t h at  will  b r u n n i ng  i n   s u p er io r   lev e ls .   A s   r es u lt  o f   th e   r esear ch   h a v b ee n   v alid ated   w id r an g e   o f   HP C   m id d le w ar i n   th T eleH P C   lab .   I n   th is   s p ac h av b ee n   p o s s ib le  to   i m p r o v s y s te m ati ca ll y   t h HP C   en v ir o n m en t c o n f ig u r ed   in   ev er y   o n o f   t h v i r tu al  m ac h i n es.    T h au t h o r s   also   ar i m p r o v in g   s y s te m atica ll y   b y   m ea n   o f   tech n o lo g ical  v ig ilan ce   a n d   ad j u s t:   m an a g e m e n to o ls ,   d ep lo y m e n an d   m o n ito r in g   o f   clu s ter   HP C   th at  r esu m t h p r o ce s s   o f   co n f i g u r atio n   an d   ad j u s t m e n o n   t h v ir t u al  m ac h in e s   a n d   co n tain er s   w it h   th m id d le w ar th at  al s o   ca n   b r ef er en tial  g u id to   s elec t h ap p r o p r iated   m id d l e w ar to   co n f i g u r f o r   d ete r m in a te  h ar d w ar i n f r a s tr u ct u r an d   th t y p o f   p r o b lem s   to   r eso lv e.   I n   s u cc ess i v p r o ce s s es  o f   d esig n i n g   an d   d ep lo y m e n h a v b ee n   b u ilt  an d   i m p r o v e d   co n t in u o u s l y   t h HP C   en v ir o n m e n o n   th m id d le w ar co n f ig u r ed   o f   th m aster   n o d es  o f   th h ar d w ar e   in f r astru ct u r es.   I n   th T eleH P C   lab   h a s   b ee n   c o n f i g u r ed   v ar iet y   o f   v ir t u al  m ac h in e s   t h at  ar co n ti n u o u s l y   i m p r o v ed .   T h co n ce p tio n   o f   th s o lu tio n   id ea ,   d esig n   a n d   d ep lo y m e n t o f   HP C   in f r astr u ctu r ar th e s co n d itio n s   m an y   m o r f as t.  T h m ai n   ef f o r ts   h av b ee n   o r ien ted   to   t h d ev e lo p m e n o f   o p en   s o u r ce   m a n a g e m e n to o ls .   T h d ep lo y m en o f   t h m a n a g e m e n s y s te m   o f   HP C   in f r astr u ct u r es  s h o u ld   b co n f ig u r ed   in teg r at in g   h eter o g e n eo u s   n o d es  w it h   d if f er e n p o ten tia liti es  to   m a x i m ize  t h to tal  c o m p u tatio n al  p o w er .   T h i n f r astru ct u r HP C   i s   d esig n ed   f o r   p r o p itiate  th s c alab ilit y ,   allo w i n g   ea s y   e x p an s io n   o f   co m p u ti n g   r eso u r ce s   t o   ac co m m o d ate  th e   g r o w i n g   d e m a n d s   o f   co m p u ta tio n al  p er f o r m a n ce   m a n ag ed   b y   m ea n   s o f t w ar m id d le w ar e,   d is tr ib u ted   f i le   s y s te m s .   T h lev els 3   to   6   o f   F ig u r e   1   u s u al l y   m u s t b co n f ig u r ed   o n   th m aster   n o d es.   Ma n ag e m e n an d   m o n ito r in g   o f   HP C   in f r as tr u ct u r in v o lv e   co m p r eh en s i v s et  o f   p r o ce s s es  a n d   t o o ls   to   en s u r th o p ti m al  p er f o r m a n ce ,   r eliab ilit y ,   an d   ef f ic ien c y   o f   th f ac ilit y .   T h is   in cl u d es m o n ito r in g   t h h ea lt h   an d   p er f o r m an ce   o f   co m p u ti n g   h ar d w ar e,   co o lin g   s y s te m s ,   n et w o r k   in f r as tr u ct u r e,   an d   s to r ag s o lu t io n s ,   as  w e ll  as  tr ac k i n g   en er g y   co n s u m p tio n   a n d   en v ir o n m en tal  c o n d itio n s .   A d v a n ce d   m o n ito r i n g   s y s te m s   co llect   an d   an al y ze   r ea l - ti m d ata  o n   v ar io u s   p ar a m eter s ,   s u c h   as  t e m p er atu r e,   p o w er   u s a g e,   an d   n et w o r k   tr a f f ic,   to   id en ti f y   p o ten t ial  is s u e s   an d   f a cilitate  p r o ac tiv m ai n te n a n ce   [ 4 6 ]   T h s y s te m   ad m i n is tr ato r s   m u s m a n ag e   th a u to m atio n   an d   o r ch estra tio n   to o ls   to   s i m p li f y   t h e   d ep lo y m en t,  co n f i g u r atio n ,   an d   m a n ag e m e n o f   co m p u ti n g   r eso u r ce s ,   s o f t w ar e,   an d   w o r k lo ad s .   T h ese  to o ls   h elp   m ai n tai n   h ig h   lev el s   o f   s y s te m   a v ailab ilit y ,   o p ti m ize  r eso u r ce   u tili za tio n ,   an d   m in i m ize  d o w n ti m e,   all   w h ile  e n s u r in g   t h HP C   d ata  ce n ter   o p er ates  w it h i n   t h d esire d   p er f o r m a n ce   an d   ef f icie n c y   p ar am eter s   [ 4 7 ] .   T h b u ild in g   p r o ce s s   o f   c lu s te r   HP C   o n   clo u d   r eq u ir s o f t w a r co m p o n e n t s   to   d ep lo y   a n d   m an a g th e   in f r astru ct u r e,   in cl u d in g   p r o v is io n i n g   to o ls ,   d ev elo p m en to o ls   an d   s cien ti f ic  lib r ar ies.  A least  m a s ter   n o d m u s co n tr o th f u n ctio n in g   o f   all  in f r a s tr u ct u r e s   co m p u t in g   n o d es  o f   th clo u d ,   an d   it  ca n   b escalate d   r elativ el y   ea s y .   A l HP C   in f r a s tr u ct u r ar en eq u al  b ec au s e   th s y s te m s   ca n   tak o n   s ev e r al  d if f er en f o r m s   d ep en d in g   o f   th n ec ess ities   a n d   th eir   ca p ab ilit ies.  I n   all  ca s es,  th co n ce p t u s ed   is   q u ite  g en er aliza b le  an d   ca n   h elp   to   th eir   ad m i n is tr ato r s   to   ass u m t h d ep lo y m e n t r o le  a n d   f u tu r m ai n ten a n ce .     T h v ir tu al  m ac h i n es  w it h   cl u s ter   co n f i g u r atio n   i n   th m a s ter   n o d es  p er m its   to   d ep lo y   th cl u s te r   r ap id ly   o n l y   ad j u s ti n g   th ch a r ac ter is tics   o f   th h ar d w ar in f r astr u ctu r e,   p r ev io u s   s tr u ct u r atio n   o f   th s y s te m   b u ild in g   w it h   s i m p li f ied   an d   f ast  clo u d   w i th   f ile  s y s te m s   to   co m b i n m u lt ip le  d ata  s o u r ce s   in to   s in g le  HP C   s y s te m .   R eso u r ce   ag g r eg at io n   r ef er s   to   th ca p ab ilit y   to   i m p r o v p o o l,  m e m o r y ,   p r o ce s s in g   p o w er ,   tr an s f er   r ate  o f   t h n et w o r k ,   a n d   s to r ag e   ac r o s s   co m p u tin g   n o d i n s ta n ce s   w ith   t h ca p ab i lit y   to   p er f o r m   liv e   m ig r atio n s   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 1 2 2 8 - 1246   1236   r u n n i n g   v ir t u al  m ac h i n es  o r   co n tai n er s   f r o m   o n p h y s ical  s er v er   to   an o t h er   i n   r esp o n s o f   th h ar d w ar r eso u r ce   av ailab ilit y   [ 4 8 ] .   T h is   p r o ce s s   is   tr an s p ar en t to   f i n al  u s er s .       2 . 3 . 1 .   Co nfig ura t io n o f   m a s t er   no de   T h m aster   n o d is   t h m o s t   r elev an co m p o n e n o f   t h HP C   h ar d w ar i n f r astru c tu r b ec au s ca r r y   o u th f u n d a m en ta clu s ter s   f u n ctio n alitie s co n f ig u r atio n ,   s y s te m   m an a g e m en t,  s u p er v i s io n ,   j o b   s ch ed u ler s   ad m in i s tr atio n ,   d atab ase  s er v e r s ,   lo ad   b alan ce r s ,   d ata  m an a g e m en t so f t w ar f r o m   t h f i le  s y s te m s ,   n et w o r k i n g   an d   w eb   ap p licatio n   f o r   th ac ce s s   to   th i n f r astr u ctu r e.   T h en tire   s y s te m   i s   m a n a g ed   an d   co n tr o lled   b y   at  lea s t   d ed icate d   m a s ter   n o d e.   T h au th o r s   also   r ec o m m en d   to   u s f r ee   s o f t w ar e.   User s   ca n   ac ce s s   to   th c lu s ter   HP C   o n l y   v ia  th m a s te r   n o d u s i n g   th s y s te m s   f r o n te n d .     T h j o b s   o n   th e   c lu s ter   co m p u t in g   d o esn s i m p l y   w o r k   o u t   o f   th b o x .   I t   is   n ec es s ar y   to   u s s p ec ialt y   s o f t w ar s er v in g   as  th o r ch e s t r ato r   o f   s h ar ed   co m p u ti n g   r eso u r ce s   w ill  ac t u all y   d r iv n o d es  to   w o r k   ef f icie n tl y   w it h   m o d er n   d ata  ar ch itec tu r d en o m i n ated   HP C   s c h ed u ler s .   T h ese  m u s d is tr ib u te  t h j o b s   u s i n g   th e   b alan ce d   w a y   o n   th co m p u ti n g   n o d o f   t h i n f r a s tr u ct u r e,   th a to o o f   HP C   s y s te m   w ill   al w a y s   u s e   clu s ter   co m p u t in g   s ch ed u lin g   s o f t w ar in   p lace .   T h is   s o f t w ar w ill  o f te n   d ir ec t   s y s te m   m an a g e m e n o p er atio n s   li k m o v in g   d ata   b et w ee n   lo n g - ter m   clo u d   s to r ag an d   th c l u s ter s   HP C   o r   o p t i m izi n g   clo u d   f i le  s y s te m s   [ 4 9 ] .   T h HP C   m an a g e m en to o is   s o f t w ar s y s te m   o p ti m i ze d   f o r   th ad m in i s tr atio n   o f   t h HP C   in f r astru ct u r es  s h o u ld   b s elec t ed   co n s id er in g   th s p ec if ic  n ee d s   o f   th o r g a n izat io n .   T h ar ch itect u r p er m itted   th v alid atio n   an d   co n ti n u e n h a n ce m en o f   d if f er en en v ir o n m e n o f   c lu s ter   HP C   m a n a g e m e n t.  T h ese  h a v ap p r o x im a tel y   s i m i lar   ca p ab ilit ies an d   h av b ee n   v alid ated   o n   P r o x M o x   u s i n g   VM v ir tu al  b o x   an d   co n tain er s   L X C   an d   ca n   b u s ef u to   d if f e r en o r g an izatio n s   in   d ep en d en ce   o f   th eir   n ec ess it ies  in   h eter o g en eo u s   s ce n ar io s .     T h HP C   s y s te m   i s   r u n n i n g   o n   th d i s tr ib u tio n   o f   L i n u x   U b u n t u   2 0 . 0 4   an d   s i m p le  L in u x   u tili t y   f o r   r eso u r ce   m an a g e m e nt   ( SLU R M )   w o r k lo ad   m a n a g er   f o r   j o b   s ch ed u lin g .   T h clu s te r   ca n   co n tain   a n   u n d eter m i n ed   g en er al  p u r p o s e   ( GP )   c o m p u tin g   n o d es,  s p ec ial  p u r p o s ( SP )   c o m p u tin g   n o d es  an d   2   f r o n ten d   n o d es  in ter co n n ec ted ,   t h is   a s p ec also   d ep en d s   o f   f in a n ci al  r eso u r ce s .   I n te n s i v I /O   is   s u p p o r ted   b y   HP   s to r ag e w o r k ,   w h ile  h o m d ir ec to r ies  ar s er v iced   b y   NFS   f ile  s y s te m   w it h   g lo b al  ac ce s s .   A l in ter - n o d e   co m m u n icatio n   ( Op e n MP I )   is   th r o u g h   lo w - late n c y   n et w o r k .   I is   i m p o r tan to   co n s id er   th a Op en HP C   ( www . o p en h p c. c o m m u n it y )   i s   a   co llab o r ativ co m m u n it y   th at  d ev elo p   an d   s h ar co m m o n   p ac k ets  to   ag g r e g ate  d if f er e n co m m o n   f u n ctio n al ities   r eq u ir ed   to   d ep l o y   an d   m an a g Hi g h   P er f o r m a n ce   C o m p u ti n g .   T h co m m u n it y   wo r k s   to   in teg r ate  d i f f er e n co m p o n en ts   t h at  ar e   co m m o n l y   u s ed   in   HP C   s y s te m s ,   a n d   t h is   ar f r ee l y   av ai lab le  f o r   o p en   s o u r ce   d is tr ib u tio n .   T h is   co m m u n it y   i s   s o u r ce   o f   v a lu ab le  r eso u r ce s   to   d ev elo p er s   an d   m ai n tai n er s   th at  p r o v id k e y   co m p o n e n ts   u s ed   in   HP C   ar o u n d   th w o r ld   to d a y .   T h au th o r s   r ec o m m e n d   to   r ev ie w   b e f o r to   b eg in   t h b u ild in g   o f   n e w   m o d u les  th e x is te n ce   o f   s i m ilar   s o lu tio n s   in   Op e n H P C .   T h is   f o cu s   ca n   h elp   to   r ed u ce   th co s t i n   d iv er s es r eso u r ce s .     2 . 3 . 2 .   Co nfig ura t io n o f   co m p uting   no des   T h clien o r   co m p u ti n g   n o d es  ar r esp o n s ib le  to   r ea lize  th ca lcu latio n   t h at  is   s e n f r o m   th m as ter   n o d e.   E ac h   o n h av b ee n   co n f i g u r ed   as  d is k les s   n o d es,  w h i ch   e m p lo y   n et w o r k   b o o tin g   to   lo ad   th eir   o p er atin g   s y s te m   i m a g es  r ec eiv ed   f r o m   th s er v er   ( m a s ter   n o d e) .   T h is   m e th o d   is   s o   ap p r o p r iated   an d   u s ef u to   o b tain   a   ce n tr alize d   m a n ag e m e n w a y   th at  r ed u ce   th d ep lo y m e n co s an d   co n tr ib u te  to   th s u cc es s iv ac t u aliza tio n s   o f   th HP C   in f r astr u ct u r es  an d   th eir   s ca lab ili t y   m o r ea s il y .   T h o n l y   co n f i g u r atio n   r e q u ir e d   f o r   th co m p u ti n g   n o d is   to   s et  p r e b o o t   ex ec u tio n   en v ir o n m en ( P XE )   in   th b asic in p u t /o u tp u t s y s te m   ( B I O S )   as a   clien t - s er v er   in ter f ac i n   th clu s ter   n et w o r k   to   b o o t   f r o m   m aster   n o d [ 5 0 ] .   A f ter   p r ep ar in g   th tar g et  co m p u ti n g   n o d th OS  i m ag e   an d   t h HP C   co n f i g u r atio n   t h w o r k   ca n   s tar t.  T h co m p u ti n g   n o d es  ar s tatel ess ,   s o   t h e s d o n s to r an y   in f o r m atio n   o r   s ess i o n   s tate  ab o u t p r ev io u s   r eq u es t in   lo ca l sto r e .   A ll in f o r m ati o n   ab o u t th s tate  is   s to r ed   in   th s h ar s to r ag m a n ag e m e n t b y   t h m a s ter   n o d e.     2 . 4 .    P a ra llel a pp lica t io ns   dev elo p m e nt   P ar allel  ap p licatio n s   i n   t h te leco m m u n icatio n s   f ield   h a v an   i n cr ea s i n g   ten d e n c y   w it h   co m m o n   d en o m i n ato r   o f   ac ce ler a te  th ei r   ex ec u tio n   ti m e.   De v elo p er s   ca n   u s m a n y   o f   t h s a m tech n i q u es  u s ed   to   d esig n   th HP C   tr ad itio n al  s y s te m s   [ 5 1 ] ,   ac ce ler ate  an d   o p tim ize   ap p licatio n s   en h a n ci n g   t h ef f icien c y   o f   h ig h   p er f o r m a n ce   p r o ce s s o r s C P m u ltico r es,  GP m an y   co r e s   an d   o th er s   co p r o ce s s o r s .   I n   th is   lev el  t h f ir s t   o b j ec tiv is   th e   k n o w led g e   ab o u t h p r in cip les   o f   d e s ig n   o f   p ar allel  al g o r ith m s   d iv id in g   co m p u tat io n   i n to   s m al ler   co m p u tatio n s   an d   ass ig n in g   th e m   to   d if f er en p r o ce s s o r s   f o r   p ar allel  ex ec u tio n .   T h d esig n   ca n   b e   d ef in ed   as  s et  o f   p r o ce s s es  o r   task s   th a w i ll  b ex ec u ted   s i m u ltan eo u s l y   an d   m a y   co m m u n ica te  w h ic h   o th er   in   o r d er   to   s o lv b ig   d i m en s i o n s   o r   co m p le x   p r o b lem .   B y   o th er   h an d ,   C ++   i s   al s o   ex ten s ib le  w i th   Op en C L   f o r   th p ar allel   ap p licatio n s   ac ce ler atio n   u s i n g   GP r eg ar d less   t h m a n u f ac t u r es.  T h ef f icie n c y   o f   co d i n   p ar allel  ap p licatio n s   is   al w a y s   cr itica r eg ar d less   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           A n   a r ch itectu r to   b u ild   h ig h   p erfo r ma n ce   in fr a s tr u ctu r es o n   clo u d   …  ( Oma r   A n to n io   Hern á n d ez Du a n y )   1237   th m o d er n   co m p iler s   u s u all y   o p ti m ize  th co d w it h   th p u r p o s o f   d ev elo p   a p p lic atio n s   c lo s to   th e   h ar d w ar e .   So f t w ar Stack   m ee th d iv er s n ee d s   o f   th T elec o m m u n i ca tio n   r esear ch   co m m u n it y .   I in clu d es  a   r an g o f   s cien tific   co m p u t in g   lib r ar ies,  p ar allel  p r o c ess in g   t o o ls ,   an d   p r o g r am m i n g   la n g u a g es  s u c h   as  C /C ++ .   A d d itio n al l y ,   it  s u p p o r ts   w id r an g o f   s cie n ti f ic  s o f t w ar p ac k ag es  a n d   m o d elin g   to o ls   u s in g   g e n er al  lib r ar y   f u n ctio n alitie s   s u c h   as:  c o m p u ter   v is io n Op en C V,   Yo lo ,   p o in clo u d   lib r ar y   ( P C L ) ,   r o b o o p er atin g   s y s te m s   ( R OS) ,   M A T L A B ,   Ma th e m ati c.   Dig ital  a u d io   p r o ce s s in g P DS  P r o j ec L ib r ar y   ( P DSP L ib ) ,   So L o u d ,   E s s e n tia   L ib r ar y ,   A j aa k m an ,   Ma x i m ili an .   R ea lT i m I OT   L o g ic  co m m u n icat io n SON,   ib m - W at s o n - io t,  P OC O.   Ser ia l   co m m u n icatio n   T C P /I P Ser ia llib ,   Ser ialp o r t,  Ser ial  co m m u n icatio n .   Net w o r k s   m an a g e m en t:  S u p er p o w er ed   Net w o r k in g   L ib r ar y ,   A p ac h Ser f ,   B o o s t A s io ,   cp p - n etlib ,   c p r ,   d lib   an d   lib cu r t.     2 . 5 .    Art if ici a l int ellig ence   a nd   a lg o rit h m s   des ig n   C u r r en tl y ,   m an y   tec h n o lo g ica s o lu tio n s   o f   th telec o m m u n icatio n s   f ield   ar b ein g   r eso lv ed   u s i n g   ap p licatio n s   b ased   o n   A I .   H P C   o n   th eir   h ar d w ar i n f r a s tr u ctu r e s   th at  h an d le  co m p u te - in te n s i v tas k s   a n d   d ee p ly   A I   an d   m ac h in lear n i n g   ca n   b en e f it  g r ea tl y   f r o m   H P C .   An   A I   a lg o r it h m   i n   t h telec o m m u n icatio n   f ield   co n tain   tr ee   m ai n   co m p o n en ts .   Data   en tr y ,   f u n ctio n   o r   tr ain ed   m o d el  w i th   d ata,   a n d   th e   o u t p u r es u lt s .   I i s   p o s s ib le  to   b u i ld   m a n y   A I   m o d el s   an d   a lg o r it h m s   to   d if f er e n p u r p o s es.  T h o r g an izatio n s   ca n   ca r r y   o u m an y   f u n ctio n alitie s   in   th telec o m m   f ield m an a g e,   m ai n tai n   in f r astr u ctu r e s ,   cu s to m er   s u p p o r o p er atio n s ,   n et w o r k   o p ti m izatio n s ,   p r ed ictiv m ain te n an ce ,   v ir tu a l   ass is tan t s ,   c y b er s ec u r it y ,   v id e o   p r o ce s s in g ,   s i g n al  p r o ce s s in g   an d   a m o n g   o t h er s .     T h A I   m o d el  tr ain i n g   i s   th p r o ce s s   o f   f ee d in g   th alg o r it h m s   d ata,   ex a m i n i n g   th r esu l ts ,   an d   tu n in g   th m o d el  o u tp u to   in cr ea s e   ac cu r ac y   a n d   e f f icac y .   T h A I   m o d el s   tr ain i n g   is   p r o ce s s   w it h   la n d s ca p ap p licab ilit y .   I is   r ele v an to   th m o s e f f ec tiv e x ec u tio n s   o f   th al g o r it h m s .   A I - b ased   le ar n in g   p lat f o r m   o n   HP C   in f r astr u ctu r e s   is   v a lu a b le  to o f o r   th telec o m m u n ic atio n s   o r g a n izatio n s   d u r i n g   AI   m o d el  tr ain i n g   a s   p r o ce s s   o f   f ee d in g   c u r ated   d ata  to   s elec ted   alg o r ith m s   to   h elp   th s y s te m   r ef in it s elf   to   p r o d u ce   ac cu r ate  r esp o n s es  to   q u er ies,  co n s id er i n g   m an y   d if f er en t y p o f   A I   a lg o r ith m s   f o r   p r o j ec t   d ep en d s   o n   s co p e,   b u d g et,   r eso u r ce s   an d   g o al s .   No w ad a y s ,   HP C   an d   A I   m o d els  s h o u ld   b lin k ed   to   o b tain   th en h a n ce m en o f   t h alg o r i th m s   m o r e   r ap id ly .   T h co m p u tat io n al  p o w er   an d   s ca lab ilit y   o f   c l u s ter   HP C   ar r elev an t f ac to r s   f o r   AI - b ased   s o f t w ar e.   clu s ter   w it h   m o r p er f o r m an ce   co u ld   r ed u ce   t h tim it  ta k es  to   tr ain   A I   m o d els  an d   also   o f f er   p o ten tialiti es  f o r   th g e n er atio n   o f   m o r p r ec is m o d els.  T h ese  g en er ati v m o d els  ar u s ed   as  co m p u tatio n al  r ep r esen tatio n   to   d o   p r e d ictio n s ,   d ec is io n   m ak i n g   o r   s p ec if ics j o b s   in   th is   f ield .   I n   th cu r r e n t   s ta g th ar ti f ici al  in telli g e n ce   an d   HP C   in f r as tr u ctu r ar r elev a n to o ls   th at   ar ca lled   to   s o lv m a n y   p r o b lem s   o n   HP C   i n f r a s tr u ct u r t h at  p r o v id t h m as s iv e   co m p u tatio n al   r eso u r ce s   n ec es s ar y   f o r   tr ain i n g   ad v a n ce d   m ac h i n le ar n in g ,   m o d els,  d ev e lo p m en t   o f   in n o v atio n s   i n   A I   r esear ch ,   an d   en ab lin g   t h e   d ev elo p m en t   o f   w id s p ec tr u m   o f   a lg o r it h m s   ac r o s s   v ar io u s   k n o w led g ar ea s   o f   t h telec o m m u n icatio n   s ec to r .     2 . 6 .    Appl ica t io ns   HP C   in f r as tr u ct u r en ab le  w id r an g o f   ap p licatio n s   ac r o s s   v ar io u s   d o m ai n s   t h at  r eq u ir h ig h   co m p u tatio n al  p o w er   an d   h i g h   d ata  p r o ce s s in g   ca p ab ilit ies .   A t h cu r r e n s ta g e,   s o m n o tab le  ap p licatio n s   in cl u d th in te g r atio n   tele m a tics ,   co m p u ter   v i s io n ,   r ea l - t i m s i g n al  p r o ce s s i n g ,   b ig   d ata,   in ter n et  o f   th in g s   ( I o T ) ,   an   A I   p r o v id i n g   an   en v i r o n m e n to   s h ar k n o w led g e,   r eso u r ce s ,   an d   ex p er tis ab o u co m p le x   s cie n ti f ic   p r o b lem s   a n d   p er f o r m   lar g e - s ca le  s i m u lat io n s   a n d   m o d eli n g   o f   h eter o g en eo u s   tec h n o lo g i ca s o lu tio n s   o f   t h e   t elec o m m u n icatio n   f ield   [ 5 2 ] ,   to   n am j u s f e w   e x a m p les.   HP C   is   u s ef u to   s o lv p r o b l e m s   t h at  r eq u ir to   m i n i m ize  th eir   e x ec u t io n   ti m e s   b y   o p ti m izi n g   t h u s o f   HP C   h ar d w ar ar ch itect u r es  ca p ac it y ,   th u s   ac h ie v in g   an   ex p an s io n   o f   th s co p o f   th eir   r esu l ts   d ep en d in g   o n   t h a p p licatio n s   [ 5 3 ]   HP C   ca n   p o ten tiate  th an al y tical  en g i n es  an d   A I   b eh in d   s o m o f   t h m o r e   in n o v a tiv e   telec o m m u n icatio n s   p lat f o r m s ,   w it h   e m p h a s is   in   th e   ca p tu r e,   p r o ce s s in g   an d   s to r in g   o f   h eter o g e n eo u s   d ata   s tr ea m s   f o r   d if f er en ap p licatio n s   i n   th is   e n v ir o n m e n t.  T h HP C   p r o ce s s es  co n s tit u te  th b ase   to   m a k d ec is io n s   f r o m   an al y s e s   th i n f o r m atio n   co n tain ed   i n   b ig   v o lu m es  o f   d ata,   s p ec if icall y   i n   r ea tim e,   m a x i m izi n g   t h co m p u tatio n al  ca p ac it y   o f   t h o r g an izatio n s   i n   th p at h   o f   d i g ital tr a n s f o r m atio n   [ 5 4 ] .   Am o n g   th ap p licatio n s   v a lid a ted   in   th HP C   in f r astru c tu r t h at  ar co m m o n   an d   tr an s v er s al  to   v ar io u s   o r g an izatio n s   in   t h telec o m m u n ica tio n s   s ec to r   ar th f o llo w i n g p r o ce s s in g   o f   v id eo   s tr e a m s   i n   r ea ti m f o r   th e n h a n ce   t h q u ali t y   a s s e s s m en t,  id en ti f icat io n   a n d   o b j ec r ec o g n itio n s   i n   r ea ti m e,   tr ai n in g   o f   A I   m o d els,   an al y ze   m as s iv a m o u n ts   o f   d ata  t o   ex tr ac r elev an in f o r m at io n   f o r   th d ec is io n   m ak in g   u s in g   p ar allel   p latf o r m s   i n   f u n ctio n   to   o b tain   m o s ac cu r ate  d ec is io n s .   I also   ca n   b u s ed   to   cr ea te  s i m u latio n s ,   A I - en ab le T elec o m .   A I - on - 5 G,   ex ten d i n g   A I   to   ed g co m p u t in g ,   T elec o m   ed g s er v ices,  A I   u s i n g   m a ch in lear n in g ,   d ee p   lear n in g   s o l u tio n s   i n s id o f   t h o r g an izatio n s   [ 5 5 ] .     T h in f r a s tr u ct u r ca n   s u p p o r d ata  an al y s i s   to o ls   to   co v er   r is k   as s es s m en t,   c y b er s ec u r it y   an d   d etec tio n   alg o r ith m s   f r o m   d eter m i n atio n   o f   p r o ce s s in g   u n i ts   f o r   A I   is   r eq u ir ed   f o r   th o r g an izatio n s   b ase  o n   th h ar d w ar e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.