Kako stvoriti superkomputaciju: 9 koraka (sa ilustracijama)

Potreban vam je automobil koji može izvesti proračune do stotina trilijuna likova nakon zareza u sekundi? Ili vam treba priča koja se može reći u barovima, o tome kako superračunalac u vašem podrumu srušio prometne gužve? Stvaranje vlastitog računara visokih performansi ili superkompjuter - zadatak koji bilo koji iskusni Gick može riješiti vikend u prisustvu slobodnog vremena i određenog novca. Izraženo tehničkim jezikom, moderan višeprocesor superkompjuter - mreža sa računara koji paralelno rade sa rješavanjem problema. Ovaj članak nakratko opisuje svaki korak procesa izgradnje takve mreže, pažnja se isplaćuje na "žland" i softveru.

Korake

jedan. Prvo odlučite koje će se komponente i resursi biti potrebni. Potreban vam je jedan glavni čvor, minimalni desetak identičnih računarskih čvorova, Ethernet prekidač, jedinica za distribuciju energije i stalak. Odredite snagu ožičenja i hlađenja, kao i prostora za prostor koji će vam trebati. Također odlučite koje IP adrese želite koristiti za čvorove koje ćete isporučiti i koje će se tehnologije oduzeti za stvaranje paralelne računarske snage (više o ovome u nastavku).

Iako je "glačalo" skupo, svi programi navedeni u članku su raspodijeljeni besplatno, a većina su otvoreni izvor.
Ako želite saznati koliko brzo vaš superkompjuter može teoretski, koristiti ovaj alat: http: // HPL-kalkulator.SourceForge.Neto /

Slika pod nazivom Izgradite superkomputacijski korak 2

2. Nodemi za montažu. Trebat ćete prikupljati mrežne čvorove ili kupovati unaprijed sastavljene poslužitelje.

Odaberite okvire za poslužitelje s najracionalnijom upotrebom prostora i energije, kao i efikasno hlađenje.

Ili Možete "odložiti desetak ili tako korištene poslužitelje, pomalo zastarjele - i neka njihova težina prelazi ukupnu težinu komponenata, ali ćete uštedjeti pristojan iznos. Svi procesori, mrežni adapteri i matične ploče moraju biti isti tako da računari dobro funkcioniraju zajedno. Naravno, ne zaboravite na RAM i tvrde diskove za svaki čvor, kao i barem jedan optički pogon za glavni čvor.

Slika pod nazivom Izgradite superkomputerski korak 3

3. Ugradite servere u stalak. Počnite od dna tako da stalak nije preplavljen odozgo. Trebat će vam pomoć prijatelju - sakupljeni serveri mogu biti vrlo teški i stavljaju ih u ćelije na kojima drže u stalak, prilično teški.

Slika pod nazivom Izgradite superračunalo korak 4

4. Instalirajte Ethernet prekidač pored nosača. Potrebno je odmah konfigurirati prekidač: Podesite veličinu Jumbo-okvira 9000 bajtova, postavite statičku IP adresu koju ste odabrali u koraku 1 i isključite nepotrebne protokole, poput SMTP-a.

Slika pod nazivom Izgradite superkomputacijski korak 5

pet. Ugradite distributer snage (PDU ili Distribution za distribuciju električne energije). Ovisno o tome koji maksimalni opterećenje daje čvorovima na vašoj mreži, možda će vam trebati 220 volti za računalo visokih performansi.

Slika pod nazivom Izgradite superkompjuter korak 6

6. Kad je sve instalirano, idite na konfiguraciju. Linux je u stvari glavni sustav za visoke performanse (HPC) klastera - nije samo savršen kao okruženje za naučno računanje, ali još uvijek ne morate plaćati za ugradnju sistema za stotine i čak hiljade čvorova. Zamislite koliko bi ugradnja prozora za sve čvorove koštala!

Počnite koristiti najnoviju verziju BIOS-a za matičnu ploču i softver proizvođača, koji bi trebao biti isti za sve servere.

Instalirajte preferirani Linux distribuciju na sve čvorove, a do glavnog čvora - grafičko raspodjelo sučelja. Popularni sustavi: Centos, Opensuse, naučni Linux, Redhat i Sl.

Autor toplo preporučuje korištenje distribucije klastera stijena. Pored instaliranja svih programa i alata potrebnih za klaster, stijene provodi sjajnu metodu za brzi "prijenos pluralnosti kopija sustava na slične poslužitelje koristeći PXE pokretanje i postupke" pokretanja "iz" početka "pokretanja".

Slika pod nazivom Izgradite superračunalo korak 7

7. Instalirajte interfejs prijenosa poruke, upravitelj resursa i druge potrebne biblioteke. Ako niste postavili stijene u prethodnom koraku, morat ćete ručno instalirati potreban softver za konfiguriranje logike paralelnog računanja.

Za početak će vam trebati prijenosni sustav za rad sa bash-om, na primjer, menadžer resursa zakretnog momenta koji vam omogućava da odvojite i distribuirate zadatke za nekoliko mašina.

Dodajte u obrtni moment više Raspored klastera MAUI da biste dovršili instalaciju.

Zatim trebate uspostaviti sučelje za razmjenu poruka koje je potrebno kako bi pojedinačni procesi u svakom pojedinačnom kodu koristili opće podatke. OpenMP - najlakša opcija.

Ne zaboravite na matematičke biblioteke i prevoditelje sa više navoja koji će "prikupiti" vaše programe za distribuirano računanje. Već sam rekao da bi trebali samo staviti stijene?

Slika pod nazivom Izgradite superkomputacijski korak 8

osam. Povežite računare na mrežu. Glavni čvor šalje zadatke za izračunavanje na podređenim čvorovima, koji zauzvrat moraju vratiti rezultat nazad, kao i slati poruke jedni drugima. A brže se sve to događa, to bolje.

Upotrijebite privatnu Ethernet mrežu za povezivanje svih čvorova u klaster.

Glavni čvor može raditi i kao NFS, PXE, DHCP, TFTP i NTP poslužitelji priključeni na Ethernet.

Morate razdvojiti ovu mrežu iz javnosti da biste bili sigurni da se paketi ne preklapaju od drugih u LAN-u.

Slika pod nazivom Izgradite superkompjuter korak 9

devet. Test klaster. Posljednje što biste trebali učiniti prije nego što predate pristup računarskim sadržajima - test performanse.HPL (Lynpack) referentna opcija - Popularna opcija za mjerenje brzine proračuna u klasteru. Morate sastaviti iz izvora s najvišim stepenom optimizacije koji vaš prevodilac omogućava arhitekturu koju ste odabrali.

Morate, naravno, sastaviti sa svim mogućim postavkama optimizacije koje su dostupne na platformi koju ste odabrali. Na primjer, kada koristite AMD CPU, sastavljajte na nivou otvorenog64 i optimizacijom -0.

Uporedite rezultate sa Top500.Org za usporedbu vašeg klastera sa 500 najbržih superračunala na svijetu!

Savjeti

IPMI može pojednostaviti administraciju velikog klastera, pružajući KVM-Over-IP, daljinsko upravljanje napajanjem i još mnogo toga.
Da biste dobili zaista veliku brzinu, pogledajte InfiniBand Network Interfejs. Ali budite spremni platiti premium pristup.
Koristite Gangliju za nadgledanje opterećenja na zasebnim čvorovima.

Upozorenja

Provjerite da li će infrastruktura sobe (ožičenje i tako dalje) izdržati teret.