Trebate mašinu koja može izvesti trilione proračuna s pomičnim zarezom u sekundi? Ili vam treba kul priča o vašem ličnom superkompjuteru koji je ugasio svjetla u vašem selu? Izgradnja superračunara je zanimljiv izazov ako ste bogati genije s malo slobodnog vremena. Tehnički, višeprocesorsko superračunalo je mreža računara koji zajedno rade na rješavanju problema. U ovom članku će se ukratko raspravljati o svakoj fazi njegovog 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 prekidač, jedinica za distribuciju energije (PDU) i rack servera. Saznajte i o potrebama za električnom energijom, hlađenjem i prostorom. Navedite IP adresu za privatnu mrežu, imena čvorova, softverske pakete koje želite instalirati i koju tehnologiju želite koristiti kako bi svi zajedno radili na izvođenju paralelnih računanja (više o tome u nastavku).
- Iako vam je potreban hardver skup, softver u ovom vodiču 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 server.
- Odaberite okvir računarskog servera koji maksimizira prostor, hlađenje i energetsku efikasnost.
- Ili možete koristiti otprilike desetak zastarjelih servera. Kada se koriste zajedno, daleko su korisnije nego kada se koriste pojedinačno, a možete i prilično uštedjeti. Svi procesori, mrežni adapteri i matične ploče moraju biti isti kako bi se osiguralo nesmetano funkcioniranje sistema. Naravno, ne zaboravite RAM i kapacitet skladištenja za svaki čvor i barem jedan optički pogon za glavni čvor.
Korak 3. Montirajte server koji ste ugradili u stalak za server
Počnite pri dnu kako biste izbjegli prigovore na vrhu. Pozovite prijatelja da vam pomogne jer zagušeni kompleti servera 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 Snooping -a.
Korak 5. Instalirajte jedinicu za distribuciju energije
Za računanje visokih performansi možda će vam trebati 220 volti, ovisno o tome koliko čvora čvor treba pri maksimalnom opterećenju.
Korak 6. Nakon što je sve instalirano, možete započeti proces konfiguracije
Linux je operativni sistem koji se mora koristiti za računalne klastere visokih performansi, jer osim što je idealan za naučno računarstvo, 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 upotrebu distribucije klastera Rocks. Rocks će odmah instalirati sve programe koje vaše superračunalo treba da funkcionira i upotrijebit će sjajan način da se 'podijeli' sa svim postojećim čvorovima koristeći Red Hat -ovo PXE pokretanje i 'Kick Start' proceduru.
Korak 7. Instalirajte sučelje za razmjenu poruka, upravljanje resursima i druge bitne biblioteke softvera
Ako niste instalirali Rocks u prethodnom koraku, morat ćete sami pripremiti softver potreban za pokretanje paralelnog računalnog mehanizma.
- Prvo će vam trebati prenosivi sistem za upravljanje bashom, poput Torque Resource Manager -a, koji će dijeliti posao među mašinama.
- 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 kompajlere sa više niti za izradu paralelnih računarskih programa koji su vam potrebni. Ili, samo instalirajte Rocks kako bi vam bilo još lakše.
Korak 8. Kombinirajte sve računske čvorove u mrežu
Glavni čvor će poslati računske zadatke računarskom čvoru, koji zatim mora poslati rezultate natrag dok međusobno razmjenjuju poruke. Što prije to bolje.
- Koristite privatnu ethernet mrežu za povezivanje svih čvorova u vašem superkompjuterskom klasteru.
- 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 upotrebe, preporučujemo da prvo testirate performanse svog superračunara. HPL (High Performance Linpack) je popularno mjerilo za mjerenje računalne brzine superračunara. Morat ćete kompajlirati iz izvora, sa svim opcijama optimizacije koje nudi kompajler koji koristite za arhitekturu koju ste odabrali.
- Naravno, morate kompajlirati iz izvora sa svim mogućim opcijama optimizacije za vašu platformu. Na primjer, ako koristite AMD CPU, kompajlirajte ga koristeći Open64 sa nivoom optimizacije -0fast.
- Uporedite rezultate svojih testova na TOP500.org da uporedite svoje superračunalo sa 500 najbržih superračunara na svetu!
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 funkcije.
- Koristite Ganglia za praćenje opterećenja računanja na čvorovima.
