Περιεχόμενο
είναι ένα wiki, που σημαίνει ότι πολλά άρθρα γράφονται από διάφορους συγγραφείς. Για να δημιουργηθεί αυτό το άρθρο, 18 άτομα, μερικοί ανώνυμοι, συμμετείχαν στην έκδοση και τη βελτίωσή του με την πάροδο του χρόνου.Χρειάζεστε μια μηχανή που πρέπει να κάνει εκατοντάδες δισεκατομμύρια υπολογισμούς με κινητά σημεία ανά δευτερόλεπτο; Χρειάζεσαι μια ιστορία για να εξηγήσεις πώς ο υπερυπολογιστής σου στο κελάρι ανατίναξε τον διακόπτη; Η δημιουργία ενός συμπλέγματος (ή συμπλέγματος) υπολογιστών υψηλών επιδόσεων είναι μια πρόκληση την οποία μπορεί να ξεπεράσει ένας εμπειρογνώμονας ένα σαββατοκύριακο με τον κατάλληλο προϋπολογισμό. Από τεχνική άποψη, ένας σύγχρονος υπερυπολογιστής πολλαπλών επεξεργαστών είναι ένα δίκτυο υπολογιστών που εργάζονται παράλληλα για την επίλυση ενός προβλήματος. Ακολουθώντας απλά βήματα για την εγκατάσταση του εξοπλισμού και την εγκατάσταση του απαραίτητου λογισμικού, μπορείτε επίσης να έχετε έναν υπερυπολογιστή.
στάδια
-
Προσδιορίστε τον απαραίτητο εξοπλισμό και πόρους. Θα χρειαστείτε έναν κόμβο κεφαλής, τουλάχιστον δώδεκα άλλους πανομοιότυπους κόμβους, έναν διακόπτη Ethernet, έναν τροφοδοτικό και ένα ράφι. Καθορίστε τις ανάγκες σας για ηλεκτρισμό, ψύξη και χώρο. Πρέπει επίσης να αποφασίσετε ποια διεύθυνση IP θέλετε να χρησιμοποιήσετε για τα ιδιωτικά σας δίκτυα, τα ονόματα των κόμβων, το λογισμικό που θέλετε να εγκαταστήσετε και την τεχνολογία που θέλετε για υπολογιστικές δυνατότητες (θα επιστρέψουμε σε αυτό αργότερα).- Ακόμα κι αν το υλικό θα σας κοστίσει ακριβά, όλο το λογισμικό που παρουσιάζεται σε αυτό το άρθρο είναι δωρεάν και τα περισσότερα δεν έχουν δικαιώματα.
- Εάν θέλετε να πάρετε μια ιδέα για το πόσο γρήγορα μπορεί να φτάσει ένας υπερυπολογιστής, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το εργαλείο: http://hpl-calculator.sourceforge.net/.
-
Εγκαταστήστε τους κόμβους. Θα πρέπει να συγκεντρώσετε τους κόμβους ή να λάβετε προσυναρμολογημένους διακομιστές.- Επιλέξτε ένα πλαίσιο server με άφθονο χώρο, κατάλληλο σύστημα ψύξης και βελτιστοποίηση ενέργειας.
- Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια δωδεκάδα παλιών διακομιστών, το άθροισμα αυτών θα υπερβεί τη δύναμη των μεμονωμένων μονάδων και θα εξοικονομήσετε πολλά χρήματα. Όλοι οι επεξεργαστές, οι προσαρμογείς δικτύου και οι μητρικές κάρτες πρέπει να είναι ίδιοι για να λειτουργεί ομαλά ολόκληρο το σύστημα. Φυσικά, δεν πρέπει να ξεχνάτε τη μνήμη RAM και την αποθήκευση για κάθε κόμβο, καθώς και τουλάχιστον μία μονάδα δίσκου για το κεφάλι.
-
Εγκαταστήστε τους διακομιστές στο ράφι. Ξεκινήστε στο κάτω μέρος, εάν δεν έχει σταθμιστεί η κορυφή του ράφι. Θα χρειαστείτε επίσης έναν φίλο για να σας βοηθήσει, οι διακομιστές μπορεί να είναι βαρύ και θα είναι δύσκολο να τους καθοδηγήσει στις ράγες του ράφι. -
Τοποθετήστε το διακόπτη Ethernet στην κορυφή του πλαισίου. Πάρτε μια στιγμή για να το ρυθμίσετε. Επιτρέψτε ένα μέγεθος πλαισίου jumbo των 9000 bytes, ορίστε τις διευθύνσεις IP στις στατικές διευθύνσεις που επιλέξατε στο πρώτο βήμα και απενεργοποιήστε τα μη απαραίτητα πρωτόκολλα, όπως το SMTP snooping. -
Εγκαταστήστε την τρέχουσα μονάδα. Ανάλογα με το πόσο ρεύμα χρειάζονται οι κόμβοι, ίσως χρειαστεί μια μονάδα 220 volt. -
Διαμορφώστε το υλικό. Μόλις εγκαταστήσετε τα πάντα, μπορείτε να ξεκινήσετε τη διαμόρφωση του υλικού. Το Linux είναι το προεπιλεγμένο λειτουργικό σύστημα για clusters HPC, όχι μόνο επειδή είναι το καλύτερο περιβάλλον για επιστημονικούς υπολογισμούς, αλλά και επειδή είναι εντελώς δωρεάν για εγκατάσταση σε εκατοντάδες ή χιλιάδες κόμβους. Φανταστείτε την τιμή που θα πληρώσετε αν έπρεπε να εγκαταστήσετε τα Windows σε κάθε έναν από αυτούς τους κόμβους.- Ξεκινήστε εγκαθιστώντας το πιο πρόσφατο BIOS και μητρική πλακέτα που θα πρέπει να είναι το ίδιο για όλες τις μητρικές πλακέτες.
- Εγκαταστήστε την προτιμώμενη διανομή του Linux σε κάθε κόμβο και μια διανομή με γραφική διεπαφή στον κόμβο κεφαλής. CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat ή SLES χρησιμοποιούνται συχνά.
- Για αυτό το άρθρο, συνιστούμε έντονα το Rocks Cluster. Εκτός από την εγκατάσταση όλων των εργαλείων που απαιτούνται για τη σωστή λειτουργία των συστοιχιών, η Rocks χρησιμοποιεί μια εξαιρετική μέθοδο για να "διανέμει" γρήγορα πολλές εμφανίσεις της σε κόμβους χρησιμοποιώντας την εκκίνηση PXE και τη διαδικασία γρήγορης εκκίνησης λαδιού κόκκινου τσαγιού.
-
Εγκαταστήστε το λογισμικό. Εγκαταστήστε μια διεπαφή για τη μετάδοση, διαχείριση πόρων και άλλες απαραίτητες βιβλιοθήκες. Αν δεν έχετε εγκαταστήσει Rocks στο προηγούμενο βήμα, θα πρέπει να ρυθμίσετε με μη αυτόματο τρόπο όλο το απαραίτητο λογισμικό για να ενεργοποιήσετε τους μηχανισμούς παράλληλων υπολογισμών.- Πρώτον, θα χρειαστείτε ένα σύστημα διαχείρισης bash, όπως το Torque Resource Manager, το οποίο σας επιτρέπει να διαιρείτε και να διανέμετε διαφορετικές εργασίες σε πολλαπλές μηχανές.
- Ροπή ροπής με χρονοπρογραμματιστή συμπλέγματος Maui για να ολοκληρώσετε τη διαμόρφωση.
- Στη συνέχεια, θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε τη διεπαφή αποστολέα που απαιτείται για τις διαδικασίες σε διαφορετικά μηχανήματα για να μοιραστείτε τα ίδια δεδομένα. Εγκαταστήστε το OpenMP, είναι πολύ εύκολο στη χρήση.
- Μην ξεχνάτε τις βιβλιοθήκες multithreading και τους μεταγλωττιστές για να δημιουργήσετε παράλληλα προγράμματα υπολογισμού. Για άλλη μια φορά, οι Βράχοι είναι η καλύτερη λύση.
-
Συνδέστε τους κόμβους σε ένα δίκτυο. Ο κόμβος κεφαλής στέλνει τις εργασίες που πρέπει να εκτελεστούν στους άλλους υπολογιστικούς κόμβους που θα επιστρέψουν τα αποτελέσματα κατά την αποστολή μηνυμάτων μεταξύ τους. Όσο πιο γρήγορα γίνεται, τόσο το καλύτερο.- Χρησιμοποιήστε ένα ιδιωτικό δίκτυο Ethernet για να συνδέσετε όλους αυτούς τους κόμβους σε ένα σύμπλεγμα.
- Ο κόμβος κεφαλής μπορεί επίσης να ενεργεί ως διακομιστής NFS, PXE, DHCP, TFTP και NTP στο δίκτυο που δημιουργείτε.
- Πρέπει να διαχωρίσετε αυτό το δίκτυο από τα δημόσια δίκτυα για να βεβαιωθείτε ότι τα πακέτα που ανταλλάσσουν οι διακομιστές δεν παρεμβαίνουν στα πακέτα που ανταλλάσσονται στο υπόλοιπο δίκτυο.
-
Δοκιμάστε το σύμπλεγμα. Το τελευταίο πράγμα που πρέπει να κάνετε πριν να αφήσετε όλη την ισχύ του υπερυπολογιστή σας είναι να δοκιμάσετε την απόδοσή του. Η δοκιμή απόδοσης υψηλής απόδοσης Lynpack (HPL) είναι μια δημοφιλής επιλογή για τη μέτρηση της ταχύτητας υπολογιστών ενός συμπλέγματος υπολογιστών. Θα πρέπει να το συντάξετε από την πηγή του με όλες τις βελτιστοποιήσεις που προσφέρει ο μεταγλωττιστής σας σύμφωνα με την αρχιτεκτονική που έχετε επιλέξει.- Προφανώς, πρέπει να το μεταγλωττίσετε από την πηγή που σας δίνει τις περισσότερες επιλογές για τη βελτιστοποίηση της πλατφόρμας σας. Για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιείτε επεξεργαστές AMD, συντάξτε το με το Open64 επιλέγοντας ένα επίπεδο βελτιστοποίησης -0fast.
- Συγκρίνετε τα αποτελέσματα με το TOP500.org για να δείτε εάν ο υπερυπολογιστής σας μπορεί να ανταγωνιστεί τους 500 πιο ισχυρούς υπερυπολογιστές στον κόσμο!
- Για να επιτύχετε πραγματικά γρήγορες ταχύτητες στο δίκτυο, μάθετε για τις διεπαφές InfiniBand. Ωστόσο, ετοιμαστείτε να σπάσετε το κουμπαρά.
- Το IPMI μπορεί να διευκολύνει τη διαχείριση μιας μεγάλης κλίμακας, φέρνοντας σας KVM-over-IP, έναν ξεχωριστό κύκλο ισχύος και πολλά άλλα.
- Χρησιμοποιήστε τα γάγγλια για να παρακολουθείτε τα φορτία των υπολογιστών στους κόμβους.
- Βεβαιωθείτε ότι η υποδομή σας μπορεί να υποστηρίξει το φορτίο.