Kandungan

• Langkah-langkah
• Petua
• Amaran

Mencari mesin yang mampu melakukan pengiraan ratusan trilion titik terapung sesaat? Atau adakah anda hanya mahu membual rakan-rakan mengenai komputer super yang dipasang di bilik anda? Membangun kluster pengkomputeran berprestasi tinggi, atau superkomputer, adalah cabaran yang dapat dicuba oleh setiap peminat dengan hujung minggu percuma dan sejumlah wang yang tersisa. Secara teknikal, superkomputer multiprosesor adalah rangkaian komputer yang bekerjasama untuk menyelesaikan masalah. Artikel ini akan menerangkan secara ringkas setiap langkah dalam proses tersebut, dengan fokus pada perkakasan dan perisian.

Langkah-langkah

1. 

   Tentukan komponen dan sumber perkakasan yang diperlukan terlebih dahulu. Anda memerlukan nod kepala, sekurang-kurangnya 12 nod rangkaian yang sama, suis Ethernet, unit pengagihan kuasa, dan rak. Tentukan permintaan elektrik, penyejukan dan ruang yang diperlukan. Tentukan juga alamat IP mana yang anda mahukan untuk rangkaian peribadi anda, bagaimana menamakan node, pakej perisian mana yang ingin anda pasang dan teknologi mana yang akan digunakan untuk melakukan pengkomputeran selari (lebih lanjut kemudian).
   • Walaupun perkakasannya mahal, semua program yang disenaraikan dalam panduan ini percuma, dan kebanyakannya adalah sumber terbuka.
   • Sekiranya anda ingin melihat seberapa cepat komputer super anda secara teorinya, gunakan alat ini: http://hpl-calculator.sourceforge.net/

2. 

   
   
   Buat nod. Anda perlu memasang nod atau membeli pelayan yang telah dipasang sebelumnya.
   • Pilih casis pelayan yang memaksimumkan ruang, penyejukan dan penggunaan kuasa.
   • Anda juga boleh menggunakan beberapa pelayan yang ketinggalan zaman - jumlah kosnya lebih besar daripada jumlah bahagiannya, tetapi anda masih akan menjimatkan banyak. Semua pemproses, penyesuai rangkaian dan papan induk mestilah sama agar sistem dapat berfungsi dengan baik. Jelas, pastikan untuk memasukkan RAM dan storan pada setiap nod dan sekurang-kurangnya satu pemacu optik untuk nod kepala.

3. 

   
   
   Pasang pelayan di rak. Mulakan dari bawah, supaya bahagian atasnya tidak terlalu berat. Anda memerlukan pertolongan dari rakan anda untuk ini - pelayan padat sangat berat, dan membimbing mereka di sepanjang trek yang menahannya sukar.

4. 

   Pasang suis Ethernet di atas casis pelayan. Luangkan masa ini untuk mengkonfigurasi suis: aktifkan ukuran bingkai jumbo 9000 bait, tetapkan alamat IP ke alamat statik yang ditentukan pada langkah pertama, dan matikan protokol perutean yang tidak perlu, seperti Pengintipan SMTP.

5. 

   
   
   Pasang unit pengagihan kuasa. Bergantung pada berapa banyak node yang diperlukan semasa beban penuh, anda mungkin memerlukan 220 volt untuk pengkomputeran berprestasi tinggi.

6. 

   Dengan semua yang dipasang, anda boleh memulakan proses konfigurasi. Linux adalah OS yang ideal untuk kluster HPC - bukan sahaja persekitaran yang sesuai untuk pengkomputeran saintifik, tetapi juga dipasang secara percuma di ratusan atau ribuan nod. Bayangkan berapa kos untuk memasang Windows pada semua nod ini?
   • Mulakan dengan memasang versi terbaru BIOS dan firmware motherboard, yang mesti sama pada semua nod.
   • Pasang versi Linux kegemaran anda pada setiap nod, dengan antara muka grafik pada nod kepala. Pilihan yang popular termasuk CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat, dan SLES.
   • Anda juga boleh menggunakan Rocks Cluster Distribution. Sebagai tambahan untuk memasang semua alat yang diperlukan agar kluster berfungsi, Rocks menggunakan kaedah yang sangat baik untuk menyebarkan banyak contoh dirinya ke node dengan cepat menggunakan boot PXE dan prosedur 'Kick Start' Red Hat.

7. 

   Pasang antara muka pemesejan, pengurusan sumber dan perpustakaan lain yang diperlukan. Sekiranya anda tidak memasang Rocks pada langkah sebelumnya, anda perlu mengkonfigurasi perisian yang diperlukan secara manual untuk membolehkan mekanisme pengkomputeran selari.
   • Pertama, anda memerlukan sistem pengurusan berskala besar yang mudah alih, seperti Torque Resource Manager, yang membolehkan anda membahagikan dan mengagihkan tugas di beberapa mesin.
   • Pasangkan Tork dengan Maui Cluster Scheduler untuk menyelesaikan pemasangan.
   • Seterusnya, anda perlu memasang antara muka penghantaran mesej, yang diperlukan untuk proses individu dari nod yang berlainan untuk berkongsi data yang sama. OpenMP senang digunakan.
   • Jangan lupa perpustakaan matematik berbilang benang untuk program pengkomputeran selari. Ia lebih mudah jika anda memasang Rocks.

8. 

   Sambungkan nod komputer. Node kepala menghantar tugas ke node komputer, yang kemudian perlu mengirim kembali hasilnya, dan juga mengirim pesan antara satu sama lain. Lebih cepat semakin baik.
   • Gunakan rangkaian ethernet peribadi untuk menyambungkan semua nod dalam kluster.
   • Node kepala juga boleh bertindak sebagai pelayan NFS, PXE, DHCP, TFTP, dan NTP melalui rangkaian Ethernet.
   • Anda perlu memisahkan rangkaian ini dari rangkaian awam, yang memastikan bahawa paket penghantaran tidak akan mengganggu rangkaian lain di LAN anda.

9. 

   Uji kluster. Perkara terakhir yang ingin anda lakukan sebelum melepaskan semua kekuatan pengkomputeran kepada pengguna anda adalah menguji prestasinya. Tanda aras HPL (High Performance Lynpack) adalah pilihan yang popular untuk mengukur kelajuan pengkomputeran kluster. Anda perlu menyusunnya dari sumber dengan semua kemungkinan pengoptimuman yang ditawarkan oleh penyusun untuk seni bina yang dipilih.
   • Jelas sekali, anda perlu menyusun dari sumber dengan segala kemungkinan pengoptimuman untuk platform anda. Sebagai contoh, semasa menggunakan CPU AMD, kompilasi dengan Open 64 dengan tahap pengoptimuman -0cepat.
   • Bandingkan hasilnya di TOP500.org untuk membandingkan kelompok anda dengan 500 superkomputer terpantas di dunia!

Petua

• IPMI dapat mempermudah pengurusan kluster besar, menyediakan KVM-over-IP, relay pemprosesan jauh dan banyak lagi.
• Untuk mencapai kelajuan rangkaian yang sangat tinggi, cari antara muka rangkaian InfiniBand. Walau bagaimanapun, harga tidak begitu berpatutan.
• Gunakan Ganglia untuk memantau beban pengiraan pada nod.

Amaran

• Pastikan infrastruktur anda dapat menangani beban yang dikenakan ke atasnya.