Cum se creează un supercomputer: 9 pași (cu ilustrații)

Aveți nevoie de o mașină capabilă să efectueze calcule până la sute de caractere de trilioane după o virgulă pe secundă? Sau aveți nevoie de o poveste care poate fi spusă în bare, despre modul în care supercomputerul din subsol a eliminat blocajele de trafic? Crearea propriului computer de înaltă performanță sau un supercomputer - sarcina pe care orice mișcare experimentată poate rezolva în weekend în prezența timpului liber și a unei sume de bani. Exprimată de limba tehnică, un supercomputer modern multiprocesor - o rețea de la computere care funcționează în paralel pentru a rezolva problema. Acest articol descrie pe scurt fiecare etapă a procesului de construire a unei astfel de rețele, atenția este acordată "glandei" și software-ului.

Pași

unu. În primul rând, decideți ce componente și resurse vor fi necesare. Aveți nevoie de un nod principal, minim de duzină de noduri identice de computere, comutator Ethernet, unitate de distribuție a energiei și rack. Determinați puterea cablajului și răcirii, precum și zona spațială pe care o veți avea nevoie. De asemenea, decideți ce adrese IP doriți să le utilizați pentru nodurile pe care le veți livra și ce tehnologii vor fi necesare pentru a crea o putere de calcul paralelă (mai multe despre acest lucru mai jos).

Deși "fier" este scump, toate programele date în articol sunt distribuite gratuit, iar majoritatea sunt open source.
Dacă doriți să aflați cât de repede vă poate fi teoretic supercomputerul dvs., utilizați acest instrument: http: // hpl-calculator.Sourceforge.Net /

Imagine intitulată Construiți un supercomputer pasul 2

2. Montați nodurile. Va trebui să colectați noduri de rețea sau să achiziționați servere pre-asamblate.

Selectați cadre pentru servere cu cea mai rațională utilizare a spațiului și a energiei, precum și cu răcire eficientă.

Sau Puteți să "dispuneți de o duzină de servere folosite, oarecum depășite - și să lăsați greutatea lor să depășească greutatea totală a componentelor, dar veți salva o sumă decentă. Toate procesoarele, adaptoarele de rețea și plăcile de bază trebuie să fie aceleași astfel încât computerele să funcționeze bine împreună. Desigur, nu uitați de RAM și hard disk-uri pentru fiecare nod, precum și cel puțin o unitate optică pentru nodul principal.

Imagine intitulată Construiți un supercomputer pasul 3

3. Instalați serverele din raft. Începeți din partea de jos, astfel încât rackul să nu fie copleșit de sus. Veți avea nevoie de ajutor unui prieten - serverele colectate pot fi foarte grele și le-au pus în celulele pe care le păstrează în rack, destul de dificil.

Imagine intitulată Construiți un supercomputer pasul 4

4. Instalați comutatorul Ethernet de lângă rack. Este necesar să se configureze imediat comutatorul: Setați dimensiunea ocolului Jumbo-cadru 9000, setați adresa IP statică pe care ați selectat-o la pasul 1 și să dezactivați protocoalele inutile, cum ar fi SMTP.

Imagine intitulată Construiți un supercomputer pasul 5

cinci. Instalați distribuitorul de energie (PDU sau unitatea de distribuție a energiei). În funcție de sarcina maximă dă nodurile din rețea, este posibil să aveți nevoie de 220 de volți pentru un computer de înaltă performanță.

Imagine intitulată Construiți un supercomputer pasul 6

6. Când totul este instalat, mergeți la configurare. Linux de fapt este sistemul principal pentru clustere de înaltă performanță (HPC) - nu este doar perfect ca un mediu pentru computere științifică, dar încă nu trebuie să plătiți pentru instalarea sistemului pentru sute și chiar mii de noduri. Imaginați-vă cât de mult va costa instalarea ferestrelor pentru toate nodurile!

Începeți să utilizați cea mai recentă versiune BIOS pentru placa de bază și software de la producător, care ar trebui să fie aceeași pentru toate serverele.

Instalați distribuția preferată Linux la toate nodurile și la nodul principal - o distribuție grafică a interfeței. Sisteme populare: CentOS, OpenSuse, Linux Scientific, Redhat și Sles.

Autorul recomandă să utilizeze distribuția clusterului Rocks. În plus față de instalarea tuturor programelor și instrumentelor necesare pentru cluster, rocile implementează o metodă excelentă de transfer rapid de o multitudine de copii ale sistemului la servere similare utilizând pornirea și procedurile de pornire a Pxe "din pălăria de studiu.

Imagine intitulată Construiți un supercomputer pasul 7

7. Instalați interfața de transfer de mesaje, managerul de resurse și alte biblioteci necesare. Dacă nu ați setat roci în pasul anterior, va trebui să instalați manual software-ul necesar pentru a configura logica computerelor paralele.

Pentru a începe, veți avea nevoie de un sistem portabil pentru a lucra cu bash, de exemplu, managerul de resurse de cuplu, care vă permite să separați și să distribuiți sarcini pentru mai multe mașini.

Adăugați la cuplu mai mult Muii Cluster Scheduler pentru a finaliza instalarea.

Apoi, trebuie să stabiliți interfața de mesagerie necesare pentru ca procesele individuale din fiecare cod individual să utilizeze date generale. Deschide - cea mai ușoară opțiune.

Nu uitați de biblioteci matematice multiple și compilatoarele care vor "colecta" programele dvs. pentru computere distribuite. Am spus deja că ar trebui să puneți doar roci?

Imagine intitulată Construiți un supercomputer pasul 8

opt. Conectați computerele în rețea. Nodul principal trimite sarcini pentru a calcula pe nodurile subordonate, care, la rândul lor, trebuie să returneze rezultatul înapoi, precum și să trimită mesaje unul altuia. Și cu cât se întâmplă mai repede toate acest lucru, cu atât mai bine.

Utilizați rețeaua privată Ethernet pentru a conecta toate nodurile la cluster.

Nodul principal poate funcționa, de asemenea, ca servere NFS, PXE, DHCP, TFTP și NTP atunci când sunt conectate la Ethernet.

Trebuie să separați această rețea de la public pentru a vă asigura că pachetele nu se suprapun de către alții în LAN.

Imagine intitulată Construiți un supercomputer pasul 9

nouă. Cluster de testare. Ultimul lucru pe care ar trebui să-l faceți înainte de a da acces la facilități de calculator - performanță de testare.HPL (High Performance Lynpack) - opțiune populară pentru măsurarea vitezei calculelor din cluster. Trebuie să compilați din surse cu cel mai înalt grad de optimizare că compilatorul dvs. permite arhitectura pe care ați ales-o.

Trebuie, desigur, să compilați cu toate setările posibile de optimizare care sunt disponibile platformei pe care ați ales-o. De exemplu, atunci când utilizați CPU AMD, compilați în Open64 și nivel de optimizare -0.

Comparați rezultatele cu Top500.Org Pentru a compara clusterul dvs. cu 500 de supercomputere mai rapide din lume!

sfaturi

IPMI poate simplifica administrarea unui cluster mare, oferind KVM-Over-IP, gestionarea la distanță a energiei și multe altele.
Pentru a obține o viteză foarte mare, aruncați o privire la interfața de rețea InfiniBand. Dar fiți pregătiți să plătiți accesul premium.
Utilizați ganglionii pentru a monitoriza sarcina pe noduri separate.

Avertizări

Asigurați-vă că infrastructura camerei (cablajul și așa mai departe) va rezista la sarcină.