Jak vytvořit superpočítač: 9 kroků (s ilustracemi)

Potřebujete auto schopné provádět výpočty až stovky bilionu znaků po čárku za sekundu? Nebo potřebujete příběh, který lze říci v barech, o tom, jak superpočítač ve vašem suterénu vyrazil dopravní zácpy? Vytvoření vlastního vysoce výkonného počítače nebo superpočítač - úkol, který každý zkušený gick může vyřešit přes víkend v přítomnosti volného času a některé peníze. Vyjádřeno technickým jazykem, moderní multiprocesorový superpočítač - síť z počítačů, které pracují paralelně k vyřešení problému. Tento článek stručně popisuje každý krok procesu budování takové sítě, pozornost je věnována "žlázu" a softwaru.

Kroky

jeden. Za prvé, rozhodnout, které komponenty a zdroje budou vyžadovány. Potřebujete jeden hlavní uzel, minimálně tucet identických počítačových uzlů, přepínače Ethernet, jednotka a regály napájení. Určete napájení zapojení a chlazení, stejně jako prostor prostor, který budete potřebovat. Také se rozhodněte, které IP adresy chcete použít pro uzly, které dodáte a jaké technologie budou potřebné k vytvoření paralelního počítačového napájení (více informací o níže).

Ačkoli "železo" je drahé, všechny programy uvedené v článku jsou distribuovány zdarma a většina z nich je otevřená zdroj.
Pokud chcete zjistit, jak rychle může být váš superpočítač teoreticky, použijte tento nástroj: http: // hpl-kalkulačka.Sourceforge.SÍŤ /

Obrázek s názvem Sestavte superpočítačový krok 2

2. Mount uzlů. Budete muset sbírat síťové uzly nebo nákup předem smontovaných serverů.

Vyberte rámečky pro servery s nejvíce racionální využití prostoru a energie, stejně jako s účinným chlazením.

Nebo Můžete "likvidovat tucet nebo takto použitých serverů, poněkud zastaralých - a nechat jejich váhu překročit celkovou hmotnost komponent, ale uložíte slušnou částku. Všechny procesory, síťové adaptéry a základní desky musí být stejné, takže počítače fungují dobře společně. Samozřejmě nezapomeňte na RAM a pevné disky pro každý uzel, stejně jako alespoň jedna optická jednotka pro hlavní uzel.

Obrázek s názvem Vybudovat superpočítačový krok 3

3. Nainstalujte servery do stojanu. Začněte ze dna tak, že regál není ohromen shora. Budete potřebovat pomoc přítele - shromážděné servery mohou být velmi těžké, a dát je do buněk, na kterých udržují v regálu, poměrně obtížné.

Obrázek s názvem Sestavte superpočítačový krok 4

4. Nainstalujte přepínač Ethernet vedle stojanu. Je nutné okamžitě nakonfigurovat přepínač: Nastavení velikosti bajtů Jumbo-Frame 9000, nastavte statickou adresu IP, kterou jste vybrali v kroku 1 a vypněte zbytečné protokoly, jako je SMTP.

Obrázek s názvem Vybudovat superpočítač krok 5

Pět. Nainstalujte distributor napájení (Distribuční jednotka PDU nebo napájení). V závislosti na tom, které maximální zatížení poskytuje uzly v síti, můžete potřebovat 220 voltů pro vysoce výkonný počítač.

Obrázek s názvem Sestavte superpočítačový krok 6

6. Když je vše nainstalováno, přejděte do konfigurace. Linux Ve skutečnosti je hlavní systém pro vysoce výkonné (HPC) clustery - to není jen dokonalý jako prostředí pro vědecké výpočty, ale stále nemusíte platit za instalaci systému pro stovky a dokonce tisíce uzlů. Představte si, kolik by instalace oken pro všechny uzly stálo!

Začněte s použitím nejnovější verze BIOS pro základní desku a software od výrobce, který by měl být stejný pro všechny servery.

Nainstalujte preferovaný Linux distribuce na všechny uzly a na hlavní uzel - grafické rozložení rozhraní. Populární systémy: Centros, openSUSE, vědecký linux, redhat a sles.

Autor velmi doporučuje používat distribuci clusteru skal. Kromě instalace veškerého programu a nástrojů potřebných pro cluster, Skály implementuje skvělou metodu pro rychlý "přenos množiny kopií systému na podobné servery pomocí spouštění PXE a procedury `Kick Start` od studijního klobouku.

Obrázek s názvem Vybudovat superpočítač krok 7

7. Nainstalujte rozhraní přenosu zpráv, správce zdrojů a další potřebné knihovny. Pokud jste v předchozím kroku nenastavili skály, budete muset ručně nainstalovat potřebný software pro konfiguraci logiky paralelního výpočtu.

Chcete-li začít, budete potřebovat přenosný systém pro práci s bash, například správce momentového zdroje, který umožňuje oddělit a distribuovat úkoly pro několik strojů.

Pro dokončení instalace přidejte točivý moment více Maui Cluster.

Dále potřebujete navázat rozhraní pro zasílání zpráv, které je nezbytné pro jednotlivé procesy v každém jednotlivém kódu pro použití obecných dat. OpenMP - nejjednodušší volba.

Nezapomeňte na multi-závitové matematické knihovny a kompilátory, které budou "sbírat" vaše programy pro distribuované výpočetní techniky. Už jsem říkal, že byste měli jen dát skály?

Obrázek s názvem Vybudovat superpočítačový krok 8

osm. Připojte počítače do sítě. Hlavní uzel odešle úkoly pro výpočet na podřízených uzlech, což musí vrátit výsledek zpět, stejně jako poslat zprávy navzájem. A tím rychleji se to stane, tím lépe.

Pro připojení všech uzlů do clusteru použijte soukromou síť Ethernet.

Hlavní uzel může také pracovat jako servery NFS, PXE, DHCP, TFTP a NTP při připojení k Ethernet.

Tato síť musíte oddělit od veřejnosti, abyste si byli jisti, že balíčky se nepřekrývají ostatními v LAN.

Obrázek s názvem Vybudovat superpočítač krok 9

devět. Testovací cluster. Poslední věc, kterou byste měli udělat, než zadáte přístup k počítačům - testovací výkon.HPL (vysoce výkonný Lynpack) Benchmark- populární volba pro měření rychlosti výpočtů v clusteru. Musíte kompilovat ze zdrojů s nejvyšším stupněm optimalizace, který váš kompilátor umožňuje architekturu, kterou jste si vybrali.

Musíte samozřejmě kompilovat se všemi možnými optimalizačními nastaveními, které jsou k dispozici na platformě, kterou jste si vybrali. Například při použití CPU AMD kompilovat v Open64 a optimalizační úrovni -0.

Porovnejte výsledky s Top500.Org porovnat váš klastr s 500 nejrychlejší superpočítače na světě!

Tipy

IPMI může zjednodušit správu velkého clusteru, který poskytuje KVM-over-IP, správu dálkového napájení a mnohem více.
Chcete-li získat opravdu vysokou rychlost, podívejte se na síťové rozhraní Infiniband. Ale být připraveni zaplatit prémiový přístup.
Použijte ganglia pro monitorování zatížení na samostatných uzlech.

Varování

Ujistěte se, že infrastruktura místnosti (zapojení a tak dále) vydrží zatížení.