Jak utworzyć superkomputer: 9 kroków (z ilustracjami)

Potrzebujesz samochodu zdolnego do wykonywania obliczeń do setek bilionów znaków po przecinku na sekundę? Albo potrzebujesz historii, którą można powiedzieć w barach, o tym, jak superkomputer w piwnicy znokautował korki? Tworzenie własnego komputera o wysokiej wydajności lub superkomputera - zadanie, które każdy doświadczony GICK może rozwiązać w weekend w obecności wolnego czasu i pewnej ilości pieniędzy. Wyrażony przez język techniczny, nowoczesny superkomputer wieloprocesorowy - sieć z komputerów, które działają równolegle do rozwiązania problemu. W tym artykule krótko opisuje każdy krok procesu budynku takiej sieci, zwraca uwagę na "DLAND" i oprogramowanie.

Kroki

jeden. Po pierwsze, zdecyduj, które składniki i zasoby będą wymagane. Potrzebujesz jednego węzła głównego, minimalne tuzin identycznych węzłów obliczeniowych, przełącznik Ethernet, jednostkę dystrybucyjną i stojakiem. Określić moc okablowania i chłodzenia, a także obszar przestrzeni, której potrzebujesz. Wyznacz również, które adresy IP chcesz użyć do węzłów, które dostarczysz, a te technologie będą wymagane do utworzenia równoległej mocy obliczeniowej (więcej o tym poniżej).

Chociaż "żelazo" jest drogie, wszystkie programy podane w artykule są rozprowadzane bezpłatnie, a większość z nich jest źródłem otwartym.
Jeśli chcesz dowiedzieć się, jak szybko może być teoretycznie, użyj tego narzędzia: http: // kalkulator HPL.SourceForge.Netto /

Obraz zatytułowany Zbuduj superkomputer krok 2

2. Zamontować węzły. Będziesz musiał zbierać węzły sieciowe lub kupować wstępnie zmontowane serwery.

Wybierz klatki dla serwerów z najbardziej racjonalnym stosowaniem przestrzeni i energii, a także dzięki wydajnym chłodzeniu.

Lub Możesz "pozbyć się kilkunastu serwerów, nieco przestarzałych - i niech ich waga przekracza całkowitą masę składników, ale zaoszczędzisz przyzwoitą kwotę. Wszystkie przetwórcy, adaptery sieciowe i płyty główne muszą być takie same, aby komputery działały dobrze razem. Oczywiście nie zapominaj o pamięci RAM i dysków twardych dla każdego węzła, a także co najmniej jednego napędu optycznego dla węzła głównego.

Obraz zatytułowany Budować superkomputer krok 3

3. Zainstaluj serwery w stojaku. Zacznij od dołu, aby stojak nie był przytłoczony z góry. Będziesz potrzebować pomocy przyjacielowi - zebrane serwery mogą być bardzo ciężkie i umieścić je w komórkach, na których trzymają się w stojaku, dość trudne.

Obraz zatytułowany Buduj superkomputer krok 4

cztery. Zainstaluj przełącznik Ethernet obok stojaka. Należy natychmiast skonfigurować przełącznik: Ustaw rozmiar bajtów Jumbo 9000, ustaw statyczny adres IP wybrany w etapie 1 i wyłączyć niepotrzebne protokoły, takie jak SMTP.

Obraz zatytułowany Buduj superkomputer krok 5

pięć. Zainstaluj dystrybutor mocy (PDU lub jednostka dystrybucji energii). W zależności od jakiego maksymalnego obciążenia podaje węzły w sieci, może być potrzebny 220 woltów dla komputera o wysokiej wydajności.

Obraz zatytułowany Buduj superkomputer krok 6

6. Kiedy wszystko jest zainstalowane, przejdź do konfiguracji. Linux w rzeczywistości jest głównym systemem dla klastrów o wysokiej wydajności (HPC) - jest nie tylko doskonały jako środowisko dla komputerów naukowych, ale nadal nie musisz płacić za montaż systemu przez setki, a nawet tysiące węzłów. Wyobraź sobie, ile zostanie zainstalowana instalacja systemu Windows dla wszystkich węzłów!

Zacznij korzystać z najnowszej wersji BIOS dla płyty głównej i oprogramowania od producenta, który powinien być taki sam dla wszystkich serwerów.

Zainstaluj preferowaną dystrybucję Linuksa do wszystkich węzłów, a do węzła głównego - graficznego rozkładu interfejsu. Popularne systemy: Centos, OpenSuse, Scientific Linux, Redhat i Sles.

Autor jest bardzo zaleca przy użyciu rozkładu klastra skał. Oprócz instalacji wszystkich programów i narzędzi wymaganych do klastra, skały implementuje świetną metodę szybkiego "transferu wielu kopii systemu do podobnych serwerów za pomocą pxe boot i procedur" Kick Start "z kapelusza studiów.

Obraz zatytułowany Budować superkomputer krok 7

7. Zainstaluj interfejs transferu wiadomości, menedżera zasobów i inne niezbędne biblioteki. Jeśli nie ustawisz skał w poprzednim kroku, będziesz musiał ręcznie zainstalować niezbędne oprogramowanie do skonfigurowania logiki obliczeń równoległych.

Aby rozpocząć, będziesz potrzebował przenośnego systemu pracy z bash, na przykład, Menedżer zasobów Torque, który umożliwia oddzielenie i dystrybucję zadań dla kilku maszyn.

Dodaj do momentu obrotowego więcej maui harmonogram klastra, aby zakończyć instalację.

Następnie musisz ustanowić interfejs komunikatów, który jest konieczny w celu indywidualnego procesy w każdym indywidualnym kodzie, aby użyć ogólnych danych. OpenMP - najłatwiejsza opcja.

Nie zapomnij o multi-gwintowanych bibliotek matematycznych i kompilatorach, które "zbierają" swoje programy do rozproszonych obliczeń. Już powiedziałem, że powinieneś po prostu umieścić skały?

Obraz zatytułowany Buduj superkomputer krok 8

osiem. Podłącz komputery do sieci. Główny węzeł wysyła zadania, aby obliczyć na węzły podległych, co z kolei musi zwrócić wynik, a także wysyłać wiadomości do siebie. I tym szybciej to się dzieje, tym lepiej.

Użyj prywatnej sieci Ethernet, aby podłączyć wszystkie węzły do klastra.

Główny węzeł może również pracować jako serwery NFS, PXE, DHCP, TFTP i NTP po podłączeniu do Ethernet.

Musisz oddzielić tę sieć od publiczności, aby upewnić się, że pakiety nie pokrywają się przez innych w LAN.

Obraz zatytułowany Budować superkomputer krok 9

dziewięć. Klaster testowy. Ostatnią rzeczą, jaką powinieneś zrobić, zanim dasz dostęp do urządzeń komputerowych - wydajność testowa.HPL (wysoka wydajność Lynpack) Benchmark - popularna opcja pomiaru prędkości obliczeń w klastrze. Musisz skompilować ze źródeł o najwyższym stopniu optymalizacji, że Twój kompilator pozwala na wybraną architekturę.

Musisz oczywiście skompilować ze wszystkimi możliwymi ustawieniami optymalizacji, które są dostępne dla wybranego platformy. Na przykład, używając AMD CPU, kompilację w poziomie Open64 i optymalizacji -0.

Porównaj wyniki z TOP500.Org, aby porównać klaster z 500 najszybszymi superkomputerami na świecie!

Rada

IPMI może uprościć podawanie dużej klastra, zapewniając KVM-Over-IP, zdalnego zarządzania mocą i znacznie więcej.
Aby uzyskać bardzo dużą prędkość, spójrz na interfejs sieciowy Infiniband. Ale bądź przygotowany do zapłaty dostępu premium.
Użyj zwojów, aby monitorować ładunek na oddzielnych węzłach.

Ostrzeżenie

Upewnij się, że infrastruktura pomieszczenia (okablowanie i tak dalej) wytrzyma obciążenie.