Nepieciešama mašīna, kas sekundē spēj veikt triljonus peldošā komata aprēķinu? Vai arī jums ir nepieciešams foršs stāsts par savu personālo superdatoru, kas izslēdza gaismu jūsu ciematā? Superdatora izveide ir interesants izaicinājums, ja esat bagāts ģēnijs ar kādu brīvo laiku. Tehniski daudzprocesoru superdators ir datoru tīkls, kas sadarbojas, lai atrisinātu problēmu. Šajā rakstā īsi tiks apspriests katrs tā izveides posms, koncentrējoties uz aparatūru un programmatūru.
Solis
1. solis. Vispirms noskaidrojiet, kādi aparatūras komponenti jums būs nepieciešami
Viens galvenais mezgls, vismaz ducis identisku skaitļošanas mezglu, Ethernet slēdzis, barošanas sadales bloks (PDU) un servera statīvs. Uzziniet arī par elektrību, dzesēšanu un telpas vajadzībām. Norādiet privātā tīkla IP adresi, mezglu nosaukumus, programmatūras pakotnes, kuras vēlaties instalēt, un kādu tehnoloģiju vēlaties izmantot, lai tās visas darbotos kopā, lai veiktu paralēlo skaitļošanu (vairāk par to zemāk).
- Lai gan nepieciešamā aparatūra ir dārga, šajā rokasgrāmatā iekļautā programmatūra ir bezmaksas, un lielākā daļa no tā ir atvērtā koda.
- Ja vēlaties redzēt, cik ātrs būs jūsu superdators (teorētiski), izmantojiet šo:
2. solis. Izveidojiet skaitļošanas mezglus
Nepieciešamos skaitļošanas mezglus varat apkopot pats vai izmantot gatavu serveri.
- Izvēlieties datora servera ietvaru, kas maksimāli palielina telpu, dzesēšanu un energoefektivitāti.
- Vai arī varat izmantot aptuveni duci novecojušu serveru. Lietojot kopā, tie ir daudz noderīgāki nekā atsevišķi, un jūs varat ietaupīt diezgan daudz. Visiem procesoriem, tīkla adapteriem un mātesplatēm jābūt vienādām, lai nodrošinātu sistēmas nevainojamu darbību. Protams, neaizmirstiet RAM un atmiņas ietilpību katram mezglam un vismaz vienu optisko diskdzini galvenajam mezglam.
Solis 3. Uzstādiet serveri, kuru esat iebūvējis servera statīvā
Sāciet no apakšas, lai izvairītos no iebildumiem augšpusē. Uzaiciniet draugu jums palīdzēt, jo pārslogoti serveru komplekti var kļūt tik smagi, ka ir grūti tos ievietot atvilktnēs.
4. solis. Uzstādiet Ethernet slēdzi servera rāmja augšpusē
Izmantojiet šo iespēju, lai to konfigurētu: piešķiriet tam kadra izmēru 9000 baitu, iestatiet IP adresi uz statisko adresi, kuru norādījāt 1. darbībā, un izslēdziet nevajadzīgos maršrutēšanas protokolus, piemēram, SMTP Snooping.
5. solis. Uzstādiet strāvas sadales bloku
Augstas veiktspējas skaitļošanai jums var būt nepieciešami 220 volti, atkarībā no tā, cik daudz strāvas ir nepieciešams mezgls pie maksimālās slodzes.
6. solis. Kad viss ir instalēts, varat sākt konfigurācijas procesu
Linux ir obligāta operētājsistēma augstas veiktspējas skaitļošanas klasteriem, jo tā ir ne tikai ideāla zinātniskiem skaitļošanas veidiem, bet arī 100% bezmaksas. Ar mezgliem, kas sasniedz simtus vai pat tūkstošus, tas noteikti būs ļoti dārgi, ja izmantosit Windows!
- Sāciet, instalējot jaunāko mātesplates BIOS versiju un programmaparatūru. Instalētajai versijai jābūt vienādai visiem mezgliem. Sāciet ar mātesplates BIOS un programmaparatūras jaunākās versijas instalēšanu, kurai visos mezglos jābūt vienādai.
- Instalējiet vēlamo Linux izplatīšanu katrā mezglā ar grafisko interfeisu galvenajā mezglā. Populāras izvēles iespējas ir CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat un SLES.
- Autors stingri iesaka izmantot Rocks Cluster Distribution. Rocks uzreiz instalēs visas jūsu superdatora darbībai nepieciešamās programmas un izmantos lielisku veidu, kā “koplietot” visus esošos mezglus, izmantojot Red Hat PXE sāknēšanas un “Kick Start” procedūru.
7. solis. Instalējiet ziņojumapmaiņas saskarni, resursu pārvaldību un citas būtiskas programmatūras bibliotēkas
Ja iepriekšējā solī neinstalējāt Rocks, jums būs jāsagatavo programmatūra, kas nepieciešama paralēlā skaitļošanas mehānisma darbināšanai.
- Pirmkārt, jums būs nepieciešama pārnēsājama bash vadības sistēma, piemēram, Torque Resource Manager, kas veiks darba dalīšanu starp mašīnām.
- Lai pabeigtu iestatīšanu, savienojiet pārī griezes momentu ar Maui klastera plānotāju.
- Tālāk jums jāinstalē ziņojumapmaiņas saskarne, kas nepieciešama, lai atsevišķi skaitļošanas mezgli koplietotu tos pašus datus. OpenMP ir noteikta izvēle.
- Neaizmirstiet vairākas pavedienu matemātikas bibliotēkas un kompilatorus, lai izveidotu nepieciešamās paralēlās skaitļošanas programmas. Vai arī vienkārši instalējiet Rocks, lai padarītu to vēl vieglāku.
8. solis. Apvienojiet visus aprēķina mezglus tīklā
Galvenais mezgls nosūtīs skaitļošanas uzdevumus skaitļošanas mezglam, kuram pēc tam jānosūta rezultāti, apmainoties ar ziņojumiem. Jo ātrāk, jo labāk.
- Izmantojiet privātu Ethernet tīklu, lai savienotu visus mezglus savā superdatoru klasterī.
- Primārais mezgls var būt NFS, PXE, DHCP, TFTP un NTP serveris Ethernet tīklā.
- Jums ir jāatdala šis tīkls no publiskā tīkla, lai nodrošinātu, ka nosūtītās paketes netraucē citiem vietējā tīkla tīkliem.
9. darbība. Pārbaudiet izveidoto superdatoru
Pirms to izmanto citi, iesakām vispirms pārbaudīt sava superdatora veiktspēju. HPL (High Performance Linpack) ir populārs etalons superdatoru skaitļošanas ātruma mērīšanai. Jums būs jāapkopo no avota, izmantojot visas optimizācijas iespējas, ko piedāvā kompilators, kuru izmantojat izvēlētajai arhitektūrai.
- Protams, jums ir jāapkopo no avota ar visām iespējamām jūsu platformas optimizācijas iespējām. Piemēram, ja izmantojat AMD centrālo procesoru, apkopojiet to, izmantojot Open64 ar optimizācijas līmeni -0fast.
- Salīdziniet savu testu rezultātus vietnē TOP500.org, lai salīdzinātu savu superdatoru ar 500 ātrākajiem superdatoriem pasaulē!
Padomi
- Lai iegūtu lielu tīkla ātrumu, apskatiet InfiniBand tīkla saskarni. Protams, jums jābūt gatavam maksāt augstāku cenu.
- IPMI var vienkāršot lielu superdatoru kopu pārvaldību, nodrošinot KVM-over-IP, strāvas cikla vadību no attāluma un citas funkcijas.
- Izmantojiet Ganglia, lai uzraudzītu mezglu aprēķināšanas slodzi.
