Aveți nevoie de o mașină care poate efectua miliarde de calcule în virgulă mobilă într-o secundă? Sau ai nevoie de o poveste grozavă despre supercomputerul tău personal care să stingă luminile din satul tău? Construirea unui supercomputer este o provocare interesantă dacă ești un geniu bogat cu ceva timp liber. Din punct de vedere tehnic, un supercomputer multiprocesor este o rețea de computere care lucrează împreună pentru a rezolva o problemă. Acest articol va discuta pe scurt fiecare etapă a creației sale, concentrându-se pe hardware și software.
Etapa
Pasul 1. Mai întâi, aflați de ce componente hardware veți avea nevoie
Un nod principal, cel puțin o duzină de noduri de calcul identice, un comutator Ethernet, o unitate de distribuție a energiei (PDU) și un rack server. Aflați și despre necesitățile de electricitate, răcire și spațiu. Specificați adresa IP pentru rețeaua privată, numele nodurilor, pachetele software pe care doriți să le instalați și ce tehnologie doriți să utilizați pentru a face ca toate să funcționeze împreună pentru a efectua calcul paralel (mai multe despre cele de mai jos).
- Deși hardware-ul de care veți avea nevoie este scump, software-ul din acest ghid este gratuit, iar majoritatea este open source.
- Dacă doriți să vedeți cât de rapid va fi supercomputerul dvs. (în teorie), utilizați acest lucru:
Pasul 2. Construiți noduri de calcul
Puteți asambla singur nodurile de calcul de care aveți nevoie sau puteți utiliza un server gata făcut.
- Alegeți un cadru pentru server de computer care maximizează spațiul, răcirea și eficiența energiei.
- Sau puteți utiliza aproximativ o duzină de servere învechite. Când sunt utilizate împreună, acestea sunt mult mai utile decât atunci când sunt utilizate individual și puteți economisi destul de mult. Toate procesoarele, adaptoarele de rețea și plăcile de bază trebuie să fie aceleași pentru a se asigura că sistemul funcționează fără probleme. Desigur, nu uitați memoria RAM și capacitatea de stocare pentru fiecare nod și cel puțin o unitate optică pentru nodul principal.
Pasul 3. Montați serverul pe care l-ați încorporat în rack-ul serverului
Începeți de jos pentru a evita obiecțiile din partea de sus. Invitați un prieten să vă ajute, deoarece seturile de servere aglomerate pot deveni atât de grele încât face dificilă încadrarea lor în sertare.
Pasul 4. Montați comutatorul Ethernet deasupra cadrului serverului
Profitați de această ocazie pentru a o configura: acordați-i o dimensiune de cadru de 9000 de octeți, setați adresa IP la adresa statică pe care ați specificat-o în pasul 1 și dezactivați protocoalele de rutare inutile, cum ar fi SMTP Snooping.
Pasul 5. Instalați unitatea de distribuție a energiei electrice
Este posibil să aveți nevoie de 220 de volți pentru calculul performant, în funcție de cât de mult curent necesită nodul la sarcină maximă.
Pasul 6. Odată ce totul este instalat, puteți începe procesul de configurare
Linux este un sistem de operare obligatoriu pentru clusterele de calcul de înaltă performanță, deoarece, în afară de faptul că este ideal pentru calculele științifice, este, de asemenea, 100% gratuit. Cu noduri care ajung la sute sau chiar la mii, cu siguranță va fi foarte scump dacă utilizați Windows!
- Începeți prin instalarea celei mai recente versiuni a BIOS-ului și firmware-ului plăcii de bază. Versiunea instalată trebuie să fie aceeași pentru toate nodurile. Începeți cu instalarea celei mai recente versiuni a BIOS-ului și firmware-ului plăcii de bază, care ar trebui să fie identice pe toate nodurile.
- Instalați distribuția Linux pe care o doriți pe fiecare nod, cu o interfață grafică pe nodul principal. Alegerile populare sunt CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat și SLES.
- Autorul recomandă cu tărie utilizarea distribuției Rocks Cluster. Rocks va instala instantaneu toate programele de care supercomputerul dvs. are nevoie pentru a funcționa și va folosi un mod ingenios de a „partaja” pe toate nodurile existente folosind boot-ul PXE de la Red Hat și procedura „Kick Start”.
Pasul 7. Instalați interfața de mesagerie, gestionarea resurselor și alte biblioteci software esențiale
Dacă nu ați instalat Rocks în pasul anterior, va trebui să pregătiți singur software-ul necesar pentru a alimenta mecanismul de calcul paralel.
- În primul rând, veți avea nevoie de un sistem portabil de gestionare a bash-ului, cum ar fi Torque Resource Manager, care va face partajarea lucrărilor între mașini.
- Cuplați cuplul cu Maui Cluster Scheduler pentru a finaliza configurarea.
- Apoi, trebuie să instalați interfața de mesagerie, care este necesară pentru ca nodurile de calcul separate să partajeze aceleași date. OpenMP este o alegere sigură.
- Nu uitați de bibliotecile și compilatoarele matematice multi-threading pentru a construi programele de calcul paralele de care aveți nevoie. Sau, pur și simplu instalați Rocks pentru ao ușura și mai mult.
Pasul 8. Combinați toate nodurile de calcul într-o rețea
Nodul principal va trimite sarcini de calcul către nodul de calcul, care trebuie apoi să trimită înapoi rezultatele în timp ce schimbă mesaje între ele. Cu cat mai repede cu atat mai bine.
- Utilizați o rețea ethernet privată pentru a conecta toate nodurile din clusterul dvs. de supercomputer.
- Nodul principal poate fi un server NFS, PXE, DHCP, TFTP și NTP din rețeaua ethernet.
- Trebuie să separați această rețea de rețeaua publică pentru a vă asigura că pachetele trimise nu interferează cu alte rețele din rețeaua dvs. locală.
Pasul 9. Testați supercomputerul pe care l-ați creat
Înainte de a fi folosit de alții, vă recomandăm să testați mai întâi performanța supercomputerului. HPL (High Performance Linpack) este un reper popular pentru măsurarea vitezei de calcul a supercomputerelor. Va trebui să compilați din sursă, cu toate opțiunile de optimizare oferite de compilatorul pe care îl utilizați pentru arhitectura pe care ați ales-o.
- Desigur, trebuie să compilați de la sursă cu toate opțiunile de optimizare posibile pentru platforma dvs. De exemplu, dacă utilizați un procesor AMD, compilați-l folosind Open64 cu nivel de optimizare -0fast.
- Comparați rezultatele testelor pe TOP500.org pentru a compara supercomputerul dvs. cu cele mai rapide 500 de supercalculatoare din lume!
sfaturi
- Pentru viteze mari de rețea, aruncați o privire la interfața de rețea InfiniBand. Desigur, trebuie să fii pregătit să plătești un preț premium.
- IPMI poate simplifica administrarea clusterelor mari de supercomputer prin furnizarea KVM-over-IP, control de la distanță al ciclului de alimentare și alte caracteristici.
- Utilizați Ganglia pentru a monitoriza încărcarea calculată pe noduri.
