Conţinut

• paşi
• sfaturi
• Avertizări

Căutați o mașină capabilă să efectueze sute de trilioane de calcule cu punct flotant pe secundă? Sau doriți doar să vă lăudați prietenii cu supercomputerul montat în camera dvs.? Construirea unui cluster de înaltă performanță sau un supercomputer este o provocare pe care orice pasionat cu un weekend gratuit și ceva bani rămași poate încerca să o realizeze. Tehnic vorbind, un supercomputer multiprocesor este o rețea de computere care lucrează împreună pentru a rezolva o problemă. Acest articol va descrie pe scurt fiecare etapă a procesului, cu accent pe hardware și software.

paşi

1. 

   Determinați mai întâi componentele și resursele hardware necesare. Veți avea nevoie de un nod principal, cel puțin 12 noduri de rețea identice, un comutator Ethernet, o unitate de distribuție a puterii și un rack. Determinați necesarul de energie electrică, răcire și spațiu. De asemenea, decideți ce adresă IP doriți pentru rețelele dvs. private, cum să numiți nodurile, ce pachete software doriți să instalați și ce tehnologie va fi utilizată pentru a efectua calcul paralel (mai multe despre asta mai târziu).
   • Deși hardware-ul este scump, toate programele enumerate în ghid sunt gratuite, iar majoritatea sunt open source.
   • Dacă doriți să vedeți cât de rapid ar fi teoricul computerului dvs., utilizați acest instrument: http://hpl-calculator.sourceforge.net/

2. 

   
   
   Creați nodurile. Va trebui să montați nodurile sau să cumpărați servere preasamblate.
   • Alegeți șasiul serverului care maximizează spațiul, răcirea și consumul de energie.
   • Puteți utiliza, de asemenea, mai multe servere depășite - al căror cost total va fi mai mare decât suma pieselor, dar veți economisi multe. Toate procesoarele, adaptorii de rețea și plăcile de bază trebuie să fie identice pentru ca sistemul să funcționeze bine. Evident, asigurați-vă că includeți RAM și stocare pe fiecare nod și cel puțin o unitate optică pentru nodul principal.

3. 

   
   
   Instalați serverele în rack. Începeți din partea de jos, astfel încât partea superioară să nu fie prea grea. Veți avea nevoie de ajutor de la prietenii dvs. pentru asta - serverele dense pot fi foarte grele, iar ghidarea lor de-a lungul pieselor care le dețin este dificilă.

4. 

   Instalați comutatorul Ethernet deasupra șasiului serverului. Faceți acest timp pentru a configura comutatorul: activați dimensiunile cadrului jumbo de 9000 de octeți, setați adresele IP la adresa statică determinată în primul pas și dezactivați protocoalele de rutare inutile, cum ar fi SMTP Snooping.

5. 

   
   
   Instalați unitatea de distribuție a puterii. În funcție de cantitatea de curent necesară pentru noduri la încărcare completă, este posibil să aveți nevoie de 220 de volți pentru calcularea de înaltă performanță.

6. 

   Cu tot ce este instalat, puteți începe procesul de configurare. Linux este sistemul de operare ideal pentru clusterele HPC - nu numai că este mediul ideal pentru calculul științific, ci este, de asemenea, liber să instalați pe sute sau chiar mii de noduri. Vă imaginați cât ar costa instalarea Windows pe toate aceste noduri?
   • Începeți să instalați cea mai recentă versiune a BIOS-ului și a firmware-ului, care trebuie să fie identică pe toate nodurile.
   • Instalați versiunea preferată de Linux pe fiecare nod, cu o interfață grafică pe nodul principal. Opțiunile populare includ CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat și SLES.
   • De asemenea, puteți utiliza Rocks Cluster Distribution. Pe lângă instalarea tuturor instrumentelor necesare funcționării clusterului, Rocks folosește o metodă excelentă pentru a distribui mai multe instanțe de sine în noduri foarte rapid folosind un boot PXE și procedura „Red Kick Start” a Red Hat.

7. 

   Instalați interfața de mesagerie, gestionarea resurselor și alte biblioteci necesare. Dacă nu ați instalat Rocks în pasul anterior, va trebui să configurați manual software-ul necesar pentru a activa mecanismele de calcul paralele.
   • În primul rând, veți avea nevoie de un sistem portabil de gestionare la scară largă, cum ar fi Torque Resource Manager, care vă permite să împărțiți și să distribuiți sarcini pe mai multe mașini.
   • Împerechează cuplul cu Maui Cluster Scheduler pentru a finaliza instalarea.
   • În continuare, va trebui să instalați interfața de transmitere a mesajelor, necesară proceselor individuale ale diferitelor noduri pentru a partaja aceleași date. OpenMP este ușor de utilizat.
   • Nu uitați de bibliotecile matematice cu mai multe filete pentru programe de calcul paralele. Este într-adevăr mai ușor dacă instalați Rocks.

8. 

   Conectați nodurile computerului. Nodul principal trimite sarcinile către nodurile computerului, care trebuie apoi să trimită rezultatul înapoi, precum și să trimită mesaje unul altuia. Cu cât este mai rapid cu atât mai bine.
   • Utilizați o rețea Ethernet privată pentru a conecta toate nodurile din cluster.
   • Nodul de cap poate acționa, de asemenea, ca un server NFS, PXE, DHCP, TFTP și NTP prin rețeaua Ethernet.
   • Trebuie să separați această rețea de rețelele publice, ceea ce vă asigură că pachetele de transmisie nu vor interfera cu alte rețele din LAN.

9. 

   Testați clusterul. Ultimul lucru pe care doriți să îl faceți înainte de a elibera toată acea putere de calcul utilizatorilor dvs. este să le testați performanța. Punctul de referință HPL (High Performance Lynpack) este o alegere populară pentru măsurarea vitezei de calcul a clusterului. Va trebui să-l compilați din sursă cu toate optimizările posibile oferite de compilator pentru arhitectura aleasă.
   • Evident, trebuie să compilați din sursă cu toate optimizările posibile pentru platforma dvs. De exemplu, când utilizați procesoare AMD, compilați cu Open 64 cu -0 rapid nivel de optimizare.
   • Comparați rezultatele de pe TOP500.org pentru a compara clusterul cu cele mai rapide 500 de supercomputere din lume!

sfaturi

• IPMI poate facilita administrarea unui cluster mare, oferind KVM-over-IP, releu de procesare la distanță și multe altele.
• Pentru a atinge viteze de rețea foarte mari, căutați interfețe de rețea InfiniBand. Cu toate acestea, prețurile nu sunt foarte accesibile.
• Utilizați Ganglia pentru a monitoriza sarcina de calcul pe noduri.

Avertizări

• Asigurați-vă că infrastructura dvs. poate face față sarcinii care le-a fost impusă.