Trebate stroj koji može izvesti trilijune izračuna s pomičnim zarezom u sekundi? Ili vam treba cool priča o vašem osobnom superračunalu koje je ugasilo svjetla u vašem selu? Izgradnja superračunala zanimljiv je izazov ako ste bogati genij s malo slobodnog vremena. Tehnički, višeprocesorsko superračunalo je mreža računala koja zajedno rade na rješavanju problema. Ovaj će članak ukratko raspravljati o svakoj fazi njezina stvaranja, s naglaskom na hardver i softver.
Korak
Korak 1. Prvo saznajte koje će vam hardverske komponente trebati
Jedan glavni čvor, najmanje desetak identičnih računskih čvorova, Ethernet sklopka, jedinica za distribuciju energije (PDU) i stalak poslužitelja. Također saznajte o potrebama za električnom energijom, hlađenjem i prostorom. Navedite IP adresu za privatnu mrežu, nazive čvorova, softverske pakete koje želite instalirati i koju tehnologiju želite koristiti kako bi svi zajedno radili na izvođenju paralelnog računalstva (više o tome u nastavku).
- Iako vam je potreban hardver skup, softver u ovom vodiču potpuno je besplatan, a većina je otvorenog koda.
- Ako želite vidjeti koliko će brzo vaše superračunalo biti (u teoriji), upotrijebite ovo:
Korak 2. Izgradite računske čvorove
Računske čvorove možete sastaviti sami ili upotrijebiti gotov poslužitelj.
- Odaberite okvir računalnog poslužitelja koji maksimalno povećava prostor, hlađenje i energetsku učinkovitost.
- Ili možete koristiti otprilike desetak zastarjelih poslužitelja. Kad se koriste zajedno, daleko su korisnije nego kad se koriste pojedinačno, a možete i prilično uštedjeti. Svi procesori, mrežni adapteri i matične ploče moraju biti isti kako bi se osiguralo nesmetano funkcioniranje sustava. Naravno, ne zaboravite RAM i kapacitet pohrane za svaki čvor i barem jedan optički pogon za glavni čvor.
Korak 3. Montirajte poslužitelj koji ste ugradili u stalak poslužitelja
Počnite pri dnu kako biste izbjegli prigovore na vrhu. Pozovite prijatelja koji će vam pomoći jer zagušeni poslužiteljski setovi mogu postati toliko teški da ih otežava stavljanje u ladice.
Korak 4. Postavite Ethernet prekidač na okvir poslužitelja
Iskoristite ovu priliku da ga konfigurirate: dajte mu okvir veličine 9000 bajtova, postavite IP adresu na statičku adresu koju ste naveli u koraku 1 i isključite nepotrebne protokole usmjeravanja poput SMTP Snoopinga.
Korak 5. Instalirajte jedinicu za distribuciju energije
Za računanje visokih performansi možda će vam trebati 220 volti, ovisno o tome koliko struje čvor treba pri maksimalnom opterećenju.
Korak 6. Nakon što je sve instalirano, možete započeti proces konfiguracije
Linux je operativni sustav koji se mora koristiti za računalne klastere visokih performansi, jer osim što je idealan za znanstveno računalstvo, također je 100% besplatan. S čvorovima koji dosežu stotine ili čak tisuće, definitivno će biti jako skupo ako koristite Windows!
- Počnite instaliranjem najnovije verzije BIOS -a i firmvera matične ploče. Instalirana verzija mora biti ista za sve čvorove. Počnite s instaliranjem najnovije verzije BIOS -a matične ploče i firmvera, koji bi trebali biti isti na svim čvorovima.
- Instalirajte Linux distro koji želite na svaki čvor, s grafičkim sučeljem na glavnom čvoru. Popularni izbori su CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat i SLES.
- Autor snažno preporučuje uporabu distribucije klastera Rocks. Rocks će odmah instalirati sve programe koje vaše superračunalo treba za rad i upotrijebit će sjajan način da se "podijeli" na svim postojećim čvorovima koristeći Red Hat -ovo PXE dizanje i "Kick Start" postupak.
Korak 7. Instalirajte sučelje za razmjenu poruka, upravljanje resursima i druge bitne knjižnice softvera
Ako niste instalirali Rocks u prethodnom koraku, morat ćete sami pripremiti softver potreban za pokretanje paralelnog računalnog mehanizma.
- Prvo, trebat će vam prijenosni sustav upravljanja bashom poput Torque Resource Managera, koji će obavljati dijeljenje poslova među strojevima.
- Uparite okretni moment s Maui Cluster Schedulerom kako biste dovršili postavljanje.
- Zatim morate instalirati sučelje za razmjenu poruka koje je potrebno kako bi zasebni računski čvorovi dijelili iste podatke. OpenMP je definitivan izbor.
- Ne zaboravite matematičke biblioteke i prevoditelje s više niti za izradu paralelnih računalnih programa koji su vam potrebni. Ili jednostavno instalirajte Rocks kako biste ga učinili još lakšim.
Korak 8. Kombinirajte sve računske čvorove u mrežu
Glavni čvor će poslati računske zadatke računskom čvoru, koji zatim mora poslati rezultate natrag dok međusobno razmjenjuju poruke. Što prije to bolje.
- Upotrijebite privatnu ethernet mrežu za povezivanje svih čvorova u vašem superračunalu.
- Primarni čvor može biti NFS, PXE, DHCP, TFTP i NTP poslužitelj u ethernet mreži.
- Morate odvojiti ovu mrežu od javne mreže kako biste bili sigurni da poslani paketi ne ometaju druge mreže u vašoj lokalnoj mreži.
Korak 9. Testirajte superračunalo koje ste stvorili
Prije nego što ih drugi koriste, preporučujemo da prvo testirate performanse svog superračunala. HPL (High Performance Linpack) popularno je mjerilo za mjerenje računalne brzine superračunala. Morat ćete kompajlirati iz izvora sa svim opcijama optimizacije koje nudi prevoditelj koje koristite za arhitekturu koju ste odabrali.
- Naravno, morate sastaviti iz izvora sa svim mogućim opcijama optimizacije za vašu platformu. Na primjer, ako koristite AMD CPU, sastavite ga pomoću Open64 s razinom optimizacije -0fast.
- Usporedite rezultate svojih testova na TOP500.org kako biste usporedili svoje superračunalo s 500 najbržih superračunala na svijetu!
Savjeti
- Za velike brzine mreže pogledajte mrežno sučelje InfiniBand. Naravno, morate biti spremni platiti premijsku cijenu.
- IPMI može pojednostaviti administraciju velikih superkompjuterskih klastera pružajući KVM-over-IP, daljinsku kontrolu ciklusa napajanja i druge značajke.
- Koristite Ganglia za praćenje računalnog opterećenja na čvorovima.
