Potrebujete stroj, ki lahko v sekundi izvede trilijone izračunov s plavajočo vejico? Ali pa potrebujete kul zgodbo o vašem osebnem superračunalniku, ki je ugasnil luči v vaši vasi? Izdelava superračunalnika je zanimiv izziv, če ste bogat genij z nekaj prostega časa. Tehnično je večprocesorski superračunalnik mreža računalnikov, ki skupaj rešujejo težavo. Ta članek bo na kratko obravnaval vsako stopnjo njegovega ustvarjanja, s poudarkom na strojni in programski opremi.
Korak
Korak 1. Najprej ugotovite, katere komponente strojne opreme boste potrebovali
Eno glavno vozlišče, vsaj ducat enakih računskih vozlišč, stikalo Ethernet, enota za distribucijo energije (PDU) in stojalo za strežnik. Spoznajte tudi potrebe po elektriki, hlajenju in prostoru. Določite naslov IP za zasebno omrežje, imena vozlišč, programske pakete, ki jih želite namestiti, in katero tehnologijo želite uporabiti, da bodo vsi skupaj delovali za izvajanje vzporednega računalništva (več o tem spodaj).
- Čeprav je strojna oprema, ki jo potrebujete, draga, je programska oprema v tem priročniku brezplačna in večina je odprtokodna.
- Če želite videti, kako hiter bo vaš superračunalnik (v teoriji), uporabite to:
Korak 2. Zgradite računska vozlišča
Računalniška vozlišča lahko sestavite sami ali uporabite že pripravljen strežnik.
- Izberite ogrodje računalniškega strežnika, ki poveča prostor, hlajenje in energetsko učinkovitost.
- Lahko pa uporabite približno ducat zastarelih strežnikov. Ko jih uporabljamo skupaj, so veliko bolj uporabni kot pri posamezni uporabi in lahko prihranite kar nekaj. Za nemoteno delovanje sistema morajo biti vsi procesorji, omrežni vmesniki in matične plošče enaki. Seveda ne pozabite na RAM in zmogljivost shranjevanja za vsako vozlišče in vsaj en optični pogon za glavno vozlišče.
Korak 3. Namestite strežnik, ki ste ga vgradili v stojalo za strežnike
Začnite od spodaj, da se izognete ugovorom na vrhu. Povabite prijatelja, da vam pomaga, saj lahko preobremenjeni strežniški kompleti postanejo tako težki, da jih je težko namestiti v predale.
Korak 4. Stikalo Ethernet namestite na okvir strežnika
Izkoristite to priložnost, da ga konfigurirate: dajte mu velikost okvirja 9000 bajtov, nastavite naslov IP na statični naslov, ki ste ga navedli v 1. koraku, in izklopite nepotrebne protokole usmerjanja, kot je SMTP Snooping.
Korak 5. Namestite razdelilno enoto
Za visoko zmogljivo računalništvo boste morda potrebovali 220 voltov, odvisno od tega, koliko toka vozlišče potrebuje pri največji obremenitvi.
Korak 6. Ko je vse nameščeno, lahko začnete postopek konfiguracije
Linux je operacijski sistem, ki ga je treba uporabljati za visokozmogljive računalniške grozde, saj je poleg idealnega za znanstveno računalništvo tudi 100% brezplačen. Z vozlišči, ki dosežejo na stotine ali celo tisoče, bo zagotovo zelo drago, če uporabljate Windows!
- Začnite z namestitvijo najnovejše različice BIOS -a in vdelane programske opreme matične plošče. Nameščena različica mora biti enaka za vsa vozlišča. Začnite z namestitvijo najnovejše različice BIOS -a in vdelane programske opreme matične plošče, ki bi morala biti enaka na vseh vozliščih.
- Na vsako vozlišče namestite želeni distro Linux, z grafičnim vmesnikom na glavnem vozlišču. Priljubljene izbire so CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat in SLES.
- Avtor močno priporoča uporabo distribucije grozdov Rocks. Rocks bo takoj namestil vse programe, ki jih vaš superračunalnik potrebuje za delovanje, in uporabil odličen način za "skupno rabo" med vsemi obstoječimi vozlišči z uporabo zagona PXE Red Hat in postopka "Kick Start".
Korak 7. Namestite vmesnik za sporočila, upravljanje virov in druge bistvene knjižnice programske opreme
Če v prejšnjem koraku niste namestili Rocks, boste morali sami pripraviti programsko opremo, ki je potrebna za zagon vzporednega računalniškega mehanizma.
- Najprej boste potrebovali prenosni sistem za upravljanje bash, kot je Torque Resource Manager, ki bo deloval med stroji.
- Za dokončanje nastavitve povežite navor z Maui Cluster Scheduler.
- Nato morate namestiti vmesnik za pošiljanje sporočil, ki je potreben, da ločena računalniška vozlišča delijo iste podatke. OpenMP je dokončna izbira.
- Ne pozabite na večnitne matematične knjižnice in prevajalnike za izdelavo programov za vzporedno računalništvo, ki jih potrebujete. Ali pa preprosto namestite Rocks, da bo še lažje.
Korak 8. Združite vsa računska vozlišča v omrežje
Glavno vozlišče bo poslalo računske naloge v računsko vozlišče, ki mora nato poslati rezultate nazaj med medsebojno izmenjavo sporočil. Prej, tem bolje.
- Za povezavo vseh vozlišč v superračunalniški gruči uporabite zasebno ethernetno omrežje.
- Primarno vozlišče je lahko strežnik NFS, PXE, DHCP, TFTP in NTP v ethernetnem omrežju.
- To omrežje morate ločiti od javnega, da zagotovite, da poslani paketi ne motijo drugih omrežij v vašem lokalnem omrežju.
Korak 9. Preizkusite superračunalnik, ki ste ga ustvarili
Preden jih drugi uporabljajo, priporočamo, da najprej preizkusite delovanje svojega superračunalnika. HPL (High Performance Linpack) je priljubljeno merilo za merjenje računalniške hitrosti superračunalnikov. Prevesti morate iz vira z vsemi možnostmi optimizacije, ki jih ponuja prevajalnik, ki ga uporabljate za izbrano arhitekturo.
- Seveda morate sestaviti iz vira vse možne možnosti optimizacije za vašo platformo. Če na primer uporabljate procesor AMD, ga prevedite z uporabo Open64 s stopnjo optimizacije -0fast.
- Primerjajte rezultate svojih testov na TOP500.org in primerjajte svoj superračunalnik s 500 najhitrejšimi superračunalniki na svetu!
Nasveti
- Za visoke hitrosti omrežja si oglejte omrežni vmesnik InfiniBand. Seveda morate biti pripravljeni plačati višjo ceno.
- IPMI lahko poenostavi upravljanje velikih superračunalniških grozdov z zagotavljanjem KVM-over-IP, oddaljenim krmiljenjem cikla napajanja in drugimi funkcijami.
- Uporabite Ganglia za spremljanje računalniške obremenitve vozlišč.
