Turinys

• Žingsniai
• Patarimai
• Įspėjimai

Ieškai mašinos, galinčios atlikti šimtus trilijonų slankiojo kablelio skaičiavimų per sekundę? O gal tiesiog norite girtis draugais apie jūsų kambaryje įmontuotą superkompiuterį? Sukurti didelio našumo skaičiavimo klasterį arba superkompiuterį yra iššūkis, kurį gali išbandyti bet kuris entuziastas, turintis laisvą savaitgalį ir šiek tiek pinigų. Techniškai kalbant, daugiaprocesorinis superkompiuteris yra kompiuterių, veikiančių kartu siekiant išspręsti problemą, tinklas. Šiame straipsnyje trumpai aprašomas kiekvienas proceso žingsnis, daugiausia dėmesio skiriant aparatinei ir programinei įrangai.

Žingsniai

1. 

   Pirmiausia nustatykite reikiamus aparatūros komponentus ir išteklius. Jums reikės galvos mazgo, mažiausiai 12 identiškų tinklo mazgų, eterneto jungiklio, energijos paskirstymo bloko ir stovo. Nustatykite reikiamą elektros, vėsinimo ir vietos poreikį. Taip pat nuspręskite, kokį IP adresą norite naudoti savo privatiems tinklams, kaip pavadinti mazgus, kokius programinės įrangos paketus norite įdiegti ir kokia technologija bus naudojama atlikti lygiagretųjį kompiuterį (plačiau apie tai vėliau).
   • Nors aparatinė įranga yra brangi, visos instrukcijos, nurodytos vadove, yra nemokamos, o dauguma jų yra atvirojo kodo.
   • Jei norite sužinoti, kaip greitai jūsų superkompiuteris būtų greitas, naudokite šį įrankį: http://hpl-calculator.sourceforge.net/

2. 

   
   
   Sukurkite mazgus. Jums reikės sumontuoti mazgus arba nusipirkti iš anksto surinktus serverius.
   • Pasirinkite serverio korpusą, kuris maksimaliai išnaudotų erdvę, vėsinimą ir energijos suvartojimą.
   • Taip pat galite naudoti kelis pasenusius serverius - kurių visos išlaidos bus didesnės nei dalių suma, tačiau vis tiek sutaupysite nemažai. Kad sistema gerai veiktų, visi procesoriai, tinklo adapteriai ir pagrindinės plokštės turi būti vienodi. Aišku, būtinai įtraukite RAM ir atmintį kiekviename mazge ir bent vieną galvos mazgo optinį diską.

3. 

   
   
   Įdiekite serverius į stovą. Pradėkite nuo apačios, kad jo viršus nebūtų per sunkus. Tam jums reikės draugų pagalbos - tankūs serveriai gali būti labai sunkūs, ir sunku juos nukreipti juos laikančiais maršrutais.

4. 

   Įdiekite „Ethernet“ jungiklį virš serverio korpuso. Skirkite laiko jungikliui sukonfigūruoti: įgalinkite 9000 baitų „jumbo“ kadrų dydžius, nustatykite IP adresus pagal pirmo žingsnio nustatytą statinį adresą ir išjunkite nereikalingus maršruto parinkimo protokolus, tokius kaip „SMTP Snooping“.

5. 

   
   
   Įdiekite energijos paskirstymo bloką. Atsižvelgiant į tai, kiek srovės mazgų reikės esant visai apkrovai, didelio našumo skaičiavimui gali prireikti 220 voltų.

6. 

   Įdiegę viską, galite pradėti konfigūravimo procesą. „Linux“ yra ideali OS HPC klasteriams - tai ne tik ideali aplinka moksliniam skaičiavimui, bet ir nemokama įdiegti šimtuose ar net tūkstančiuose mazgų. Įsivaizduokite, kiek kainuotų įdiegti „Windows“ visuose šiuose mazguose?
   • Pradėkite diegdami naujausią pagrindinės plokštės BIOS ir programinės įrangos versiją, kuri visuose mazguose turi būti vienoda.
   • Kiekviename mazge įdiekite savo mėgstamą „Linux“ versiją su grafine sąsaja ant galvos mazgo. Populiariausios parinktys yra „CentOS“, „OpenSuse“, „Scientific Linux“, „RedHat“ ir „SLES“.
   • Taip pat galite naudoti „Rocks Cluster Distribution“. Be to, kad įdiegia visus įrankius, reikalingus klasteriui veikti, „Rocks“ naudoja puikų metodą, kad labai greitai paskirstytų kelis egzempliorius pats, naudodamas PXE įkrovą ir Red Hat „Kick Start“ procedūrą.

7. 

   Įdiekite pranešimų siuntimo sąsają, išteklių valdymą ir kitas reikalingas bibliotekas. Jei ankstesniame žingsnyje neįdiegėte „Rocks“, turėsite rankiniu būdu sukonfigūruoti programinę įrangą, reikalingą įjungti lygiagrečius skaičiavimo mechanizmus.
   • Pirmiausia jums reikės nešiojamos didelio masto valdymo sistemos, tokios kaip „Torque Resource Manager“, kuri leidžia padalyti ir paskirstyti užduotis keliose mašinose.
   • Norėdami užbaigti diegimą, sujunkite sukimo momentą su „Maui Cluster Scheduler“.
   • Tada turėsite įdiegti pranešimų perdavimo sąsają, reikalingą atskiriems mazgų atskiriems procesams dalytis tais pačiais duomenimis. „OpenMP“ paprasta naudoti.
   • Nepamirškite daugialypių matematinių bibliotekų, skirtų lygiagrečioms skaičiavimo programoms. Tai tikrai lengviau, jei įdiegiate „Rocks“.

8. 

   Prijunkite kompiuterio mazgus. Galvos mazgas siunčia užduotis kompiuterio mazgams, kuriems tada reikia siųsti rezultatą atgal, taip pat siųsti pranešimus vienas kitam. Kuo greičiau, tuo geriau.
   • Norėdami sujungti visus klasterio mazgus, naudokite privatų ethernet tinklą.
   • Galvos mazgas taip pat gali veikti kaip NFS, PXE, DHCP, TFTP ir NTP serveris per eterneto tinklą.
   • Šį tinklą turite atskirti nuo viešųjų tinklų - tai užtikrins, kad perdavimo paketai netrukdys kitiems jūsų LAN tinklams.

9. 

   Išbandykite klasterį. Paskutinis dalykas, kurį norite padaryti prieš naudodamiesi visa savo skaičiavimo galia vartotojams, turite išbandyti jų veikimą. HPL (High Performance Lynpack) etalonas yra populiarus pasirinkimas matuojant klasterio skaičiavimo greitį. Turėsite sudaryti iš šaltinio, naudodamiesi visomis kompiliatoriaus pasirinktos architektūros optimizacijomis.
   • Akivaizdu, kad jūs turite rinkti iš šaltinio su visais įmanomais savo platformos optimizavimais. Pvz., Kai naudojate AMD procesorius, sudarykite naudodami „Open 64“ su -0part optimizacijos lygiu.
   • Palyginkite rezultatus TOP500.org, kad palygintumėte savo klasterį su 500 greičiausių superkompiuterių pasaulyje!

Patarimai

• IPMI gali palengvinti didelio klasterio administravimą, teikdamas KVM per IP, nuotolinio apdorojimo relę ir dar daugiau.
• Norėdami pasiekti tikrai didelį tinklo greitį, ieškokite „InfiniBand“ tinklo sąsajų. Tačiau kainos nėra labai prieinamos.
• Norėdami stebėti mazgų skaičiavimo apkrovą, naudokite „Ganglia“.

Įspėjimai

• Įsitikinkite, kad jūsų infrastruktūra gali valdyti jiems tenkančią apkrovą.