رايانش سريع و محاسبات پيشرفته به هرگونه انجام محاسبات اتلاق مي شود كه براي هدف خود به بيش از يك كامپيوتر نيازمند باشد و يا به عبارتي بطور همزمان از چندين كامپيوتر استفاده كند. ابر كامپيوترها و خوشه‌هاي كامپيوتري براي حل انبوهي از معادلات پيچيده بكار گرفته مي‌شوند.

كاربرد هاي اصلي رايانش سريع عبارتند از:
– تحليل و نگهداري داده‌ها
– شبيه سازي
– مدل سازي
– توسعه نرم‌افزارها
– مشاهده انبوه داده‌هاي به هم وابسته
– محاسبات سريع رياضي

رايانش سريع يا محاسبات سريع(High Performance Computing)، شاخه اي از علم نرم افزار است كه با تجميع توان محاسباتي تعداد زيادي از رايانه‌هاي متوسط و كوچك، امكان انجام كارهاي محاسباتي و علمي سنگين را با سرعت زياد و هزينه كم امكان پذير مي‌نمايد.

HPC براي منظورهاي زير بكار گرفته مي شود:
– توسعه محصولات و طراحي مجدد آنها
– بهينه سازي توليد و فرآيندهاي آن
– تحليل يا توسعه انبوه داده‌ها
– هدايت پروژه‌هاي تحقيقاتي گسترده
– ذخيره سازي حجم‌هاي بسيار زياد داده براي تحليل هاي بعدي
– برآيند سازي مصرف توليدات ، جستجو و الگو سازي
– تصوير سازي‌هاي كامپيوتري براي توضيح نتايج تحقيقاتي
– شبيه سازي و مدلسازي فرآيند هاي پيچيده

علم محاسبات همراه با منابع محاسباتي و فناوري HPC سه ركن اصلي براي همانند سازي تئوري‌ها و نظريه‌ها با نتايج آزمايشات عملي مي‌باشند. HPC قادر است با حجم بسيار عظيم داده‌ها كار كرده و با سرعت بسيار زياد نتايج را تحليل كند. اين كار با استفاده از كامپيوترهاي معمولي چندين ماه مي تواند به طول بيانجامد در حالي كه با استفاده از كامپيوترهاي HPC تنها در چند دقيقه يا ساعت قابل انجام است. بايستي توجه كرد كه در بسياري از موارد كامپيوترهاي معمولي اصولاً براي انجام اين قبيل محاسبات ناتوان هستند.

استفاده از HPC باعث صرفه جويي در هزينه و زمان مي شود و اين امكان را فراهم مي‌سازد تا بدون استفاده از نمونه‌هاي ساخته شده آنچه را كه مي تواند در واقعيت اتفاق بيافتد را شبيه سازي كند و ببيند، تجزيه و تحليل كند، نقاط ضعف و قوت را بسنجد، عيوب و اشتباهات را تصحيح كند، دو باره طراحي كرده و نتيجه كار را نيز ببيند. اين يك واقعيت مجازي (Virtual Reality) است كه همه بضاعت علمي انسان امروز را در قالب يك نرم افزار كه آن‌هم خود ابداع انسان است جمع آوري مي‌كند. اين نرم‌افزارها با ميليون‌ها و حتي ميليارد‌ها محاسبه كه بر روي داده‌ها انجام مي‌دهند و همه نتايج اوليه را مجدداً و ميليون‌ها بار مورد تجزيه و تحليل قرار مي‌دهند قادر هستند تا يك نتيجه نهايي را به عنوان خروجي در اختيار ما قرار دهند. مسلماً اين‌همه عمليات محاسباتي خارج از قدرت ذهن انسان است اما راه حل وجود‌ دارد و آن هم سيستم‌هاي پيشرفته كامپيوتري، ابر كامپيوترها (Super Computers) يا همان سيستم‌هاي مبتني بر پردازش داده موازي HPC است.
برخي از مثال‌هاي متنوع قابليت‌هاي HPC عبارت است از ديناميك سيالات محاسباتي، عمليات نفتي، شبيه سازي تست تصادف خودرو، ديناميك جريان هوا بر روي بال هواپيما، ذخيره سازي اطلاعات، انيميشن‌هاي گرافيكي، تصويرسازي و مدل‌سازي بازسازي چهره.