Adakah anda memerlukan mesin yang dapat menghasilkan ratusan trilion pengiraan titik terapung sesaat? Atau adakah anda memerlukan cerita tentang bagaimana komputer super di ruang bawah tanah anda membalik pemutus? Membangunkan kluster Komputer Berprestasi Tinggi anda sendiri, sebagai superkomputer, adalah cabaran mana-mana pakar geek dengan hujung minggu masa lapang dan sejumlah wang yang dapat dibakar dapat ditangani. Secara teknikal, superkomputer multi-prosesor moden adalah rangkaian komputer yang bekerja bersama secara selari untuk menyelesaikan masalah. Artikel ini akan menerangkan secara ringkas setiap langkah dalam proses tersebut, dengan fokus pada perkakasan dan perisian.
Langkah-langkah
Langkah 1. Tentukan terlebih dahulu komponen dan sumber perkakasan yang diperlukan
Anda memerlukan satu node kepala, sekurang-kurangnya selusin node pengiraan yang sama, suis Ethernet, unit pengagihan kuasa, dan rak. Tentukan permintaan elektrik, penyejukan dan ruang yang diperlukan. Tentukan juga alamat IP apa yang anda mahukan untuk rangkaian peribadi anda, nama node apa, pakej perisian apa yang anda mahu pasang, dan teknologi apa yang anda mahu berikan keupayaan pengkomputeran selari (lebih lanjut mengenai ini kemudian).
- Walaupun perkakasannya mahal, semua perisian yang disenaraikan dalam cara ini percuma, dan kebanyakannya adalah sumber terbuka.
- Sekiranya anda ingin melihat seberapa cepat komputer super anda secara teorinya, gunakan alat ini:
Langkah 2. Bina nod pengkomputeran
Anda perlu mengumpulkan node pengiraan atau memperoleh pelayan pra-binaan.
- Pilih casis pelayan komputer yang memaksimumkan ruang, penyejukan, dan kecekapan tenaga.
- Atau anda boleh menggunakan selusin pelayan yang sudah lama digunakan - yang keseluruhannya akan melebihi jumlah bahagiannya tetapi menjimatkan sejumlah besar wang tunai. Semua pemproses, penyesuai rangkaian dan papan induk harus sama agar keseluruhan sistem dapat bermain bersama dengan baik. Sudah tentu, jangan lupakan RAM dan storan untuk setiap nod dan sekurang-kurangnya satu pemacu optik untuk nod kepala.
Langkah 3. Pasang pelayan ke rak
Mulakan dari bawah, jadi rak tidak berat. Anda memerlukan rakan untuk membantu anda - pelayan yang padat boleh menjadi sangat berat dan membimbing mereka ke rel yang menahannya ke rak sukar.
Langkah 4. Pasang suis Ethernet di atas casis pelayan
Luangkan masa ini untuk mengkonfigurasi suis: izinkan ukuran bingkai jumbo 9000 byte, tetapkan alamat IP ke alamat statik yang anda putuskan pada langkah 1, dan matikan protokol perutean yang tidak perlu seperti SMTP Snooping.
Langkah 5. Pasang PDU (Unit Pengagihan Kuasa)
Bergantung pada berapa banyak semasa yang diperlukan oleh nod anda pada beban maksimum, anda mungkin memerlukan 220 volt untuk pengkomputeran berprestasi tinggi.
Langkah 6. Dengan semua yang dipasang, anda boleh memulakan proses konfigurasi
Linux adalah OS de facto untuk kluster HPC - bukan sahaja persekitaran yang sesuai untuk pengkomputeran saintifik, tetapi tidak memerlukan kos untuk memasangnya pada ratusan atau ribuan nod. Bayangkan berapa kos untuk memasang Windows pada semua nod tersebut!
- Mulakan dengan memasang versi terbaru BIOS dan firmware motherboard, yang harus sama pada semua nod.
- Pasang distro linux pilihan anda pada setiap nod, dengan UI grafik untuk nod kepala. Pilihan yang popular termasuk CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat, dan SLES.
- Penulis ini sangat mengesyorkan penggunaan Rocks Cluster Distribution. Selain memasang semua alat yang diperlukan agar kluster komputasi berfungsi, Rocks menggunakan kaedah yang bagus untuk 'menyebarkan' banyak contoh dirinya ke node dengan cepat menggunakan boot PXE dan prosedur 'Kick Start' Red Hat.
Langkah 7. Pasang antara muka penghantaran mesej, pengurus sumber, dan perpustakaan lain yang diperlukan
Sekiranya anda tidak memasang Rocks pada langkah sebelumnya, anda perlu menyiapkan perisian yang diperlukan secara manual untuk membolehkan mekanisme pengkomputeran selari.
- Mula-mula anda memerlukan sistem pengurusan bash yang mudah alih, seperti Torque Resource Manager, yang membolehkan anda memecah dan mengagihkan tugas ke beberapa mesin.
- Pasangkan Tork dengan Penjadual Kluster Maui untuk menyelesaikan persediaan.
- Seterusnya anda perlu memasang antara muka penghantaran mesej, yang diperlukan untuk proses individu pada node pengkomputeran yang berasingan untuk berkongsi data yang sama. OpenMP adalah tidak berpengalaman.
- Jangan lupa perpustakaan dan penyusun matematik berbilang benang untuk membina program pengkomputeran selari anda. Adakah saya menyebut bahawa anda mesti memasang Rocks?
Langkah 8. Rangkaian nod pengkomputeran bersama
Node kepala menghantar tugas pengkomputeran ke node komputasi, yang pada gilirannya mesti menghantar hasilnya kembali, dan juga mengirim mesej 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 mesti memisahkan rangkaian ini dari rangkaian awam, yang memastikan bahawa paket siaran tidak mengganggu rangkaian lain di LAN anda.
Langkah 9. Uji kluster
Perkara terakhir yang mungkin anda mahu lakukan sebelum melepaskan semua kekuatan komputasi ini kepada pengguna anda adalah menguji kinerjanya. Penanda 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 penyusun anda untuk seni bina yang anda pilih.
- Anda semestinya mesti menyusun dari sumber dengan semua kemungkinan pilihan pengoptimuman untuk platform anda. Contohnya, jika menggunakan CPU AMD, kompilasi dengan Open64 dengan tahap pengoptimuman -0cepat.
- Bandingkan hasil anda di TOP500.org untuk membandingkan kelompok anda dengan 500 superkomputer terpantas di dunia!
Video - Dengan menggunakan perkhidmatan ini, beberapa maklumat dapat dikongsi dengan YouTube
Petua
- Untuk kelajuan rangkaian yang sangat tinggi, perhatikan antara muka rangkaian InfiniBand. Bersedia untuk membayar harga premium sekalipun.
- IPMI dapat menjadikan pentadbiran kluster besar mudah dengan menyediakan KVM-over-IP, kitar kuasa jarak jauh, dan banyak lagi.
- Gunakan Ganglia untuk memantau beban pengiraan pada nod.
