高性能计算（High Performance Computing，简称HPC）是一种利用超级计算机实现并行计算的理论、方法、技术以及应用的技术科学。它的主要目的是提高运算速度，达到每秒万亿次级的计算速度。高性能计算系统对处理器、内存带宽、运算方式、系统I/O、存储等方面都有很高的要求。通过聚合结构，利用多台计算机和存储设备，高性能计算具有高速处理能力、高性能网络和大内存容量的特点，能够执行大量并行处理，为探索科学、工程及商业领域中的重大难题提供强大支持。
高性能计算的核心是超级计算机，这些计算机通常由成千上万个处理器组成，具备强大的处理能力和内存。它们通过并行处理技术，快速完成耗时较长的任务或同时完成多个任务。高性能计算在气象预测、基因研究、半导体仿真等领域具有广泛的应用价值。
高性能计算的基本原理包括单指令/多数据（SIMD）和多指令/多数据（MIMD）两种模型。SIMD在跨多个处理器的同时执行相同的计算指令和操作，而对于不同数据范围，它允许系统同时使用许多变量计算相同的表达式。MIMD则允许HPC系统在同一时间使用不同的变量执行不同的计算，使整个系统看起来并不只是一个没有任何特点的计算资源，可以同时执行许多计算。
高性能计算系统通常使用高性能网络互连，如InfiniBand或Myrinet，以提供较短的潜伏期，改善总体网络性能和传输速率。HPC系统使用的是专门的操作系统，这些操作系统被设计为看起来像是单个计算资源，并管理着计算节点的工作分配。
总之，高性能计算是一种强大的计算方式，它通过超级计算机和并行处理技术，为解决科学、工程和商业领域中的复杂问题提供了前所未有的计算能力和效率。