Tarvitsetko koneen, joka pystyy suorittamaan biljoonia liukulukulaskelmia sekunnissa? Vai tarvitsetko viileän tarinan henkilökohtaisesta supertietokoneestasi, joka sammutti valot kylässäsi? Supertietokoneen rakentaminen on mielenkiintoinen haaste, jos olet rikas nero, jolla on vapaa -aikaa. Teknisesti moniprosessorinen supertietokone on tietokoneverkko, joka toimii yhdessä ongelman ratkaisemiseksi. Tässä artikkelissa käsitellään lyhyesti jokaista sen luomisen vaihetta keskittyen laitteistoon ja ohjelmistoon.
Vaihe
Vaihe 1. Selvitä ensin, mitä laitteistokomponentteja tarvitset
Yksi pääsolmu, vähintään tusina identtistä laskentasolmua, Ethernet -kytkin, virranjakeluyksikkö (PDU) ja palvelinteline. Tutustu myös sähköön, jäähdytykseen ja tilan tarpeisiin. Määritä yksityisen verkon IP -osoite, solmujen nimet, asennettavat ohjelmistopaketit ja tekniikka, jonka avulla haluat saada kaikki toimimaan yhdessä rinnakkaislaskennan suorittamiseksi (lisätietoja alla).
- Vaikka tarvitsemasi laitteisto on kallista, tämän oppaan ohjelmisto on ilmainen ja suurin osa siitä on avointa lähdekoodia.
- Jos haluat nähdä, kuinka nopea supertietokoneesi on (teoriassa), käytä tätä:
Vaihe 2. Luo laskentasolmuja
Voit koota tarvitsemasi laskentasolmut itse tai käyttää valmiita palvelimia.
- Valitse tietokoneen palvelinkehys, joka maksimoi tilan, jäähdytyksen ja tehon.
- Tai voit käyttää noin tusinaa vanhentunutta palvelinta. Yhdessä käytettäessä ne ovat paljon hyödyllisempiä kuin yksitellen, ja voit säästää melko vähän. Kaikkien prosessorien, verkkosovittimien ja emolevyjen on oltava samat, jotta järjestelmä toimii sujuvasti. Älä tietenkään unohda RAM -muistia ja tallennuskapasiteettia kullekin solmulle ja vähintään yhtä optista asemaa pääsolmulle.
Vaihe 3. Asenna sisäänrakennettu palvelin palvelintelineeseen
Aloita alhaalta välttääksesi ylhäältä tulevia vastalauseita. Kutsu ystäväsi auttamaan sinua, sillä ruuhkautuneet palvelinsarjat voivat muuttua niin raskaiksi, että niiden sijoittaminen laatikoihin on vaikeaa.
Vaihe 4. Asenna Ethernet -kytkin palvelimen kehyksen päälle
Käytä tätä tilaisuutta ja määritä se: anna sille kehyksen koko 9000 tavua, aseta IP -osoite staattiseen osoitteeseen, jonka määritit vaiheessa 1, ja sammuta tarpeettomat reititysprotokollat, kuten SMTP -salauksenpoisto.
Vaihe 5. Asenna virranjakelulaite
Saatat tarvita 220 volttia korkean suorituskyvyn tietojenkäsittelyyn riippuen siitä, kuinka paljon virtaa solmu vaatii suurimmalla kuormituksella.
Vaihe 6. Kun kaikki on asennettu, voit aloittaa määritysprosessin
Linux on välttämätön käyttöjärjestelmä korkean suorituskyvyn tietojenkäsittelyklustereille, koska se on ihanteellinen tieteelliseen tietojenkäsittelyyn, mutta se on myös täysin ilmainen. Solmuissa, jotka saavuttavat satoja tai jopa tuhansia, tulee varmasti erittäin kallista, jos käytät Windowsia!
- Aloita asentamalla uusin emolevyn BIOS -versio ja laiteohjelmisto. Asennetun version on oltava sama kaikille solmuille. Aloita emolevyn BIOSin ja laiteohjelmiston uusimman version asentaminen, jonka pitäisi olla sama kaikissa solmuissa.
- Asenna haluamasi Linux -distro kuhunkin solmuun ja graafinen käyttöliittymä pääsolmuun. Suosittuja vaihtoehtoja ovat CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat ja SLES.
- Kirjoittaja suosittelee voimakkaasti Rocks Cluster Distributionin käyttöä. Rocks asentaa välittömästi kaikki ohjelmat, joita supertietokoneesi tarvitsee toimiakseen, ja käyttää hienoa tapaa jakaa itsensä kaikkien olemassa olevien solmujen välillä käyttämällä Red Hatin PXE -käynnistys- ja Kick Start -menettelyä.
Vaihe 7. Asenna viestintäliittymä, resurssienhallinta ja muut olennaiset ohjelmistokirjastot
Jos et asentanut Rocksia edellisessä vaiheessa, sinun on valmisteltava ohjelmisto, joka tarvitaan rinnakkaislaskennan käyttämiseen.
- Ensinnäkin tarvitset kannettavan bash -hallintajärjestelmän, kuten Torque Resource Manager, joka jakaa työn koneiden kesken.
- Yhdistä vääntömomentti Maui Cluster Schedulerin kanssa asennuksen viimeistelemiseksi.
- Seuraavaksi sinun on asennettava viestin käyttöliittymä, jota tarvitaan, jotta erilliset laskentasolmut jakavat samat tiedot. OpenMP on ehdoton valinta.
- Älä unohda monisäikeisiä matematiikkakirjastoja ja kääntäjiä rakentaaksesi tarvitsemasi rinnakkaislaskentaohjelmat. Tai asenna Rocks, jotta se olisi vieläkin helpompaa.
Vaihe 8. Yhdistä kaikki laskentasolmut verkkoon
Pääsolmu lähettää laskentatehtäviä laskentasolmulle, jonka on sitten lähetettävä tulokset takaisin samalla kun he vaihtavat viestejä keskenään. Mitä pikemmin sitä parempi.
- Käytä yksityistä ethernet -verkkoa yhdistämään kaikki supertietokonejoukon solmut.
- Ensisijainen solmu voi olla NFS-, PXE-, DHCP-, TFTP- ja NTP -palvelin ethernet -verkossa.
- Sinun on erotettava tämä verkko julkisesta verkosta varmistaaksesi, että lähetetyt paketit eivät häiritse muita paikallisen verkon verkkoja.
Vaihe 9. Testaa luomasi supertietokone
Ennen kuin muut käyttävät sitä, suosittelemme, että testaat supertietokoneesi suorituskyvyn. HPL (High Performance Linpack) on suosittu vertailukohde supertietokoneiden laskenopeuden mittaamiseen. Sinun on käännettävä lähteestä kaikki optimointivaihtoehdot, joita käyttämäsi kääntäjä tarjoaa valitsemallesi arkkitehtuurille.
- Tietenkin sinun on koottava lähteestä kaikki mahdolliset optimointivaihtoehdot alustallesi. Jos käytät esimerkiksi AMD -prosessoria, käännä se käyttämällä Open64 -optimointitasoa -0fast.
- Vertaa testituloksiasi sivustolla TOP500.org ja vertaa supertietokoneesi maailman 500 nopeimpaan supertietokoneeseen!
Vinkkejä
- Katso suuret verkkonopeudet InfiniBand -verkkoliittymästä. Tietenkin sinun on oltava valmis maksamaan lisähintaa.
- IPMI voi yksinkertaistaa suurten supertietokonejoukkojen hallintaa tarjoamalla KVM-over-IP, virtakierron etäohjaus ja muita ominaisuuksia.
- Käytä Gangliaa solmujen laskukuormituksen seurantaan.
