Бір секундта триллион өзгермелі нүктелік есептеулерді орындай алатын машина қажет пе? Немесе сіздің ауылдағы жарықты өшірген жеке суперкомпьютеріңіз туралы керемет әңгіме керек пе? Егер сіз бос уақытыңызда бай гений болсаңыз, суперкомпьютер құру - қызықты мәселе. Техникалық тұрғыдан алғанда, көппроцессорлы суперкомпьютер - бұл мәселені шешу үшін бірге жұмыс істейтін компьютерлер желісі. Бұл мақалада оны құрудың әр кезеңі қысқаша талқыланып, аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз етуге назар аударылады.
Қадам
Қадам 1. Алдымен сізге қандай аппараттық компоненттер қажет болатынын біліңіз
Бір негізгі түйін, кем дегенде ондаған бірдей есептеу түйіндері, Ethernet қосқышы, қуатты тарату блогы (PDU) және серверлік тірек. Сондай -ақ, электр қуаты, салқындату және ғарыш қажеттіліктері туралы біліңіз. Жеке желінің IP мекенжайын, түйіндердің атауларын, орнатқыңыз келетін бағдарламалық жасақтама бумаларын және параллель есептеулерді орындау үшін олардың бірігіп жұмыс жасауы үшін қандай технологияны қолданғыңыз келетінін көрсетіңіз (толығырақ төменде).
- Сізге қажет аппараттық құрал қымбат болса да, бұл нұсқаулықтағы бағдарламалық қамтамасыз ету ақысыз және оның көпшілігі ашық көзі болып табылады.
- Егер сіз суперкомпьютеріңіздің қаншалықты жылдам жұмыс жасайтынын көргіңіз келсе (теориялық түрде), мына әдісті қолданыңыз:
Қадам 2. Есептеу түйіндерін құрыңыз
Сіз өзіңізге қажет түйіндерді жинай аласыз немесе дайын серверді пайдалана аласыз.
- Кеңістікті, салқындатуды және қуат тиімділігін арттыратын компьютерлік сервердің негізін таңдаңыз.
- Немесе сіз ондаған ескірген серверлерді пайдалана аласыз. Бірге қолданған кезде, олар жеке қолданғанға қарағанда әлдеқайда пайдалы, және сіз аз үнемдей аласыз. Жүйенің үздіксіз жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін барлық процессорлар, желілік адаптерлер мен аналық платалар бірдей болуы керек. Әрине, әр түйіннің жедел жады мен сақтау сыйымдылығын және негізгі түйін үшін кем дегенде бір оптикалық дискіні ұмытпаңыз.
Қадам 3. Сіз орнатқан серверді сервер сөресіне орнатыңыз
Жоғарғы жағындағы қарсылықтарды болдырмау үшін төменнен бастаңыз. Досыңызды көмекке шақырыңыз, себебі жинақталған серверлік жиынтықтар ауыр болуы мүмкін, бұл оларды жәшіктерге орналастыруды қиындатады.
Қадам 4. Ethernet қосқышын сервер жақтауының үстіне орнатыңыз
Оны конфигурациялау үшін осы мүмкіндікті пайдаланыңыз: оған 9000 байт өлшемін беріңіз, IP мекенжайын 1 -қадамда көрсетілген статикалық мекен -жайға орнатыңыз және SMTP Snooping сияқты қажетсіз маршруттау хаттамаларын өшіріңіз.
Қадам 5. Қуатты тарату блогын орнатыңыз
Түйін максималды жүктемеде қанша ток қажет ететініне байланысты жоғары өнімділік үшін 220 вольт қажет болуы мүмкін.
Қадам 6. Барлығы орнатылғаннан кейін конфигурация процесін бастауға болады
Linux-бұл өнімділігі жоғары есептеу кластерлері үшін міндетті операциялық жүйе, себебі ол ғылыми есептеулерге өте ыңғайлы, сонымен қатар 100% ақысыз. Жүзге, тіпті мыңға жететін түйіндермен, егер сіз Windows -ты қолдансаңыз, бұл өте қымбат болады!
- Аналық платаның BIOS және микробағдарламаның соңғы нұсқасын орнатудан бастаңыз. Орнатылған нұсқа барлық түйіндер үшін бірдей болуы керек. Барлық түйіндерде бірдей болуы керек аналық платаның BIOS және микробағдарламаның соңғы нұсқасын орнатудан бастаңыз.
- Негізгі түйінде графикалық интерфейсі бар Linux түйінін әр түйінге орнатыңыз. Танымал таңдау - CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat және SLES.
- Автор Rocks Cluster Distribution қолдануды қатаң түрде ұсынады. Рокс сіздің суперкомпьютеріңіз жұмыс істеуі қажет барлық бағдарламаларды бірден орнатады және Red Hat -тің PXE жүктелуі мен «Kick Start» процедурасын қолдана отырып, барлық қолданыстағы түйіндерде «бөлісудің» тамаша әдісін қолданады.
Қадам 7. Хабар алмасу интерфейсін, ресурстарды басқаруды және басқа да маңызды бағдарламалық қамтамасыз ету кітапханаларын орнатыңыз
Егер сіз Rocks -ты алдыңғы қадамда орнатпаған болсаңыз, сіз параллельді есептеу механизмін іске қосу үшін қажетті бағдарламалық қамтамасыз етуді дайындауыңыз керек.
- Біріншіден, сізге Torque Resource Manager сияқты портативті басқару жүйесі қажет, ол машиналар арасында жұмысты бөліседі.
- Орнатуды аяқтау үшін Maui кластерін жоспарлаушымен айналдыру моментін жұптаңыз.
- Әрі қарай, бөлек есептеу түйіндерінің бір деректерді бөлісуін қамтамасыз ету үшін қажет хабар алмасу интерфейсін орнату қажет. OpenMP - бұл нақты таңдау.
- Сізге параллель есептеу бағдарламаларын құру үшін көп ағынды математикалық кітапханалар мен компиляторларды ұмытпаңыз. Немесе оны жеңілдету үшін Rocks орнатыңыз.
Қадам 8. Барлық есептеу түйіндерін желіге біріктіріңіз
Негізгі түйін есептеу түйініне есептік тапсырмалар жібереді, олар бір -бірімен хабар алмасу кезінде нәтижелерді қайтаруы керек. Неғұрлым тезірек болса, соғұрлым жақсы.
- Суперкомпьютер кластеріндегі барлық түйіндерді қосу үшін жеке Ethernet желісін пайдаланыңыз.
- Бастапқы түйін NFS, PXE, DHCP, TFTP және Ethernet желісіндегі NTP сервері болуы мүмкін.
- Жіберілген пакеттер жергілікті желідегі басқа желілерге кедергі жасамайтынына көз жеткізу үшін сіз бұл желіні жалпыға ортақ желіден ажыратуыңыз керек.
Қадам 9. Өзіңіз жасаған суперкомпьютерді тексеріңіз
Басқалар қолданбас бұрын, алдымен суперкомпьютердің жұмысын тексеруді ұсынамыз. HPL (High Performance Linpack) - суперкомпьютерлердің есептеу жылдамдығын өлшеуге арналған танымал көрсеткіш. Сіз таңдаған архитектура үшін пайдаланатын компилятор ұсынатын барлық оңтайландыру нұсқалары бар дереккөзден компиляция қажет болады.
- Әрине, сіз платформаны оңтайландырудың барлық мүмкін нұсқалары бар дереккөзден жинауыңыз керек. Мысалы, егер AMD процессоры қолданылса, оны Open64 көмегімен -0fast оңтайландыру деңгейімен құрастырыңыз.
- Сіздің суперкомпьютеріңізді әлемдегі ең жылдам 500 суперкомпьютермен салыстыру үшін TOP500.org сайтындағы тест нәтижелерін салыстырыңыз!
Кеңестер
- Желінің жоғары жылдамдығы үшін InfiniBand желілік интерфейсін қараңыз. Әрине, сіз премиум бағаны төлеуге дайын болуыңыз керек.
- IPMI KVM-ді, қашықтықтан басқару циклін басқару және басқа мүмкіндіктерді қамтамасыз ету арқылы үлкен суперкомпьютерлік кластерлерді басқаруды жеңілдете алады.
- Түйіндердегі жүктемені бақылау үшін Ganglia пайдаланыңыз.
