Indhold

• Steps
• Tips
• Advarsler

Leder du efter en maskine, der er i stand til at udføre hundreder af billioner af flydepunktsberegninger pr. Sekund? Eller vil du bare prale med venner om supercomputeren monteret på dit værelse? At opbygge en højtydende computerklynge eller en supercomputer er en udfordring, som enhver entusiast med en gratis weekend og nogle penge, der er tilbage, kan prøve at udrette. Teknisk set er en multiprocessor-supercomputer et netværk af computere, der arbejder sammen for at løse et problem. Denne artikel beskriver kort hvert trin i processen med fokus på hardware og software.

Steps

1. 

   Bestem først de nødvendige hardwarekomponenter og ressourcer. Du har brug for en hovedknude, mindst 12 identiske netværksknuder, en Ethernet-switch, en strømfordelingsenhed og et rack. Bestem den krævede elektricitet, køling og pladsbehov. Bestem også, hvilken IP-adresse du vil have til dine private netværk, hvordan du navngiver noder, hvilke softwarepakker du vil installere og hvilken teknologi der skal bruges til at udføre parallel computing (mere om det senere).
   • Selvom hardware er dyrt, er alle de programmer, der er anført i guiden, gratis, og de fleste af dem er open source.
   • Hvis du vil se, hvor hurtigt din supercomputer teoretisk ville være, skal du bruge dette værktøj: http://hpl-calculator.sourceforge.net/

2. 

   
   
   Opret noder. Du bliver nødt til at montere noder eller købe præmonterede servere.
   • Vælg serverchassis, der maksimerer plads, køling og strømforbrug.
   • Du kan også bruge flere forældede servere - hvis samlede omkostninger vil være større end summen af ​​delene, men du sparer stadig meget. Alle processorer, netværksadaptere og bundkort skal være identiske for at systemet skal fungere godt. Sørg naturligvis for at inkludere RAM og opbevaring på hver knude og mindst et optisk drev til hovednoden.

3. 

   
   
   Installer serverne i racket. Start fra bunden, så toppen af ​​den ikke er for tung. Du har brug for hjælp fra dine venner til dette - tæt servere kan være meget tunge, og det er vanskeligt at lede dem langs de spor, der holder dem.

4. 

   Installer Ethernet-kontakten over serverchassiset. Brug denne tid til at konfigurere kontakten: aktiver jumbo-rammestørrelser på 9000 bytes, indstil IP-adresserne til den statiske adresse, der er fastlagt i det første trin, og deaktiver unødvendige routingprotokoller, såsom SMTP Snooping.

5. 

   
   
   Installer strømforsyningsenheden. Afhængig af hvor meget strøm noderne kræver ved fuld belastning, har du muligvis brug for 220 volt til højtydende computing.

6. 

   Med alt installeret kan du begynde konfigurationsprocessen. Linux er det ideelle OS til HPC-klynger - det er ikke kun det ideelle miljø til videnskabelig computing, det er også gratis at installere på hundreder eller endda tusinder af noder. Forestil dig, hvor meget det vil koste at installere Windows på alle disse noder?
   • Start med at installere den nyeste version af bundkortets BIOS og firmware, som skal være identisk på alle noder.
   • Installer din foretrukne version af Linux på hver knude med en grafisk grænseflade på hovednoden. Populære indstillinger inkluderer CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat og SLES.
   • Du kan også bruge Rocks Cluster Distribution. Ud over at installere alle de nødvendige værktøjer til at klyngen fungerer, bruger Rocks en fremragende metode til at distribuere flere forekomster af sig selv til knudepunkterne meget hurtigt ved hjælp af en PXE-start og Red Hat's 'Kick Start'-procedure.

7. 

   Installer meddelelsesgrænsefladen, ressourcestyring og andre nødvendige biblioteker. Hvis du ikke installerede Rocks i det forrige trin, skal du manuelt konfigurere den nødvendige software til at aktivere de parallelle computermekanismer.
   • For det første har du brug for et bærbart, stort styringssystem, såsom Torque Resource Manager, som giver dig mulighed for at opdele og distribuere opgaver på flere maskiner.
   • Par drejningsmoment med Maui Cluster Scheduler for at afslutte installationen.
   • Dernæst skal du installere meddelelsesoverførselsgrænsefladen, som er nødvendig for, at de individuelle processer i de forskellige noder kan dele de samme data. OpenMP er let at bruge.
   • Glem ikke de multetrådede matematiske biblioteker til parallelle computere. Det er virkelig lettere, hvis du installerer Rocks.

8. 

   Tilslut computernoder. Hovednoden sender opgaverne til computerens noder, som derefter skal sende resultatet tilbage, samt sende meddelelser til hinanden. Jo hurtigere, jo bedre.
   • Brug et privat Ethernet-netværk til at forbinde alle noder i klyngen.
   • Hovednoden kan også fungere som en NFS-, PXE-, DHCP-, TFTP- og NTP-server over Ethernet-netværket.
   • Du skal adskille dette netværk fra offentlige netværk, hvilket sikrer, at transmissionspakkerne ikke forstyrrer andre netværk på dit LAN.

9. 

   Test klyngen. Den sidste ting, du vil gøre, før du frigiver al den computerkraft til dine brugere, er at teste deres ydelse. HPL (High Performance Lynpack) benchmark er et populært valg til måling af klyngens beregningshastighed. Du bliver nødt til at samle det fra kilden med alle mulige optimeringer, der tilbydes af compileren til den valgte arkitektur.
   • Det er klart, at du er nødt til at samle fra kilden med alle mulige optimeringer til din platform. Når du f.eks. Bruger AMD-CPU'er, skal du kompilere med Open 64 med -0 hurtigt optimeringsniveau.
   • Sammenlign resultaterne på TOP500.org for at sammenligne din klynge med de 500 hurtigste supercomputere i verden!

Tips

• IPMI kan gøre det nemt at administrere en stor klynge, hvilket giver KVM-over-IP, fjernbehandlingsrelæ og mere.
• For at opnå virkelig høje netværkshastigheder skal du kigge efter InfiniBand-netværksgrænseflader. Priserne er imidlertid ikke meget overkommelige.
• Brug Ganglia til at overvåge beregningsbelastningen på knudepunkterne.

Advarsler

• Sørg for, at din infrastruktur kan håndtere den belastning, der pålægges dem.