Bir saniyede trilyonlarca kayan nokta hesaplaması yapabilen bir makineye mi ihtiyacınız var? Yoksa köyünüzdeki ışıkları kapatan kişisel süper bilgisayarınız hakkında harika bir hikayeye mi ihtiyacınız var? Biraz boş vakti olan zengin bir dahi iseniz, bir süper bilgisayar inşa etmek ilginç bir meydan okumadır. Teknik olarak, çok işlemcili bir süper bilgisayar, bir sorunu çözmek için birlikte çalışan bir bilgisayar ağıdır. Bu makale, donanım ve yazılıma odaklanarak, oluşturulmasının her aşamasını kısaca tartışacaktır.
Adım
Adım 1. İlk olarak, hangi donanım bileşenlerine ihtiyacınız olacağını bulun
Bir ana düğüm, en az bir düzine aynı hesaplama düğümü, bir Ethernet anahtarı, bir güç dağıtım birimi (PDU) ve bir sunucu rafı. Ayrıca elektrik, soğutma ve alan ihtiyaçları hakkında bilgi edinin. Özel ağ için IP adresini, düğümlerin adlarını, kurmak istediğiniz yazılım paketlerini ve paralel hesaplama gerçekleştirmek üzere bunların birlikte çalışmasını sağlamak için hangi teknolojiyi kullanmak istediğinizi belirtin (daha fazlası aşağıda).
- İhtiyaç duyacağınız donanım pahalı olsa da, bu kılavuzdaki yazılımların tamamı ücretsizdir ve çoğu açık kaynak kodludur.
- Süper bilgisayarınızın ne kadar hızlı olacağını görmek istiyorsanız (teoride), şunu kullanın:
Adım 2. Hesaplama düğümleri oluşturun
İhtiyacınız olan bilgi işlem düğümlerini kendiniz toplayabilir veya hazır bir sunucu kullanabilirsiniz.
- Alanı, soğutmayı ve güç verimliliğini en üst düzeye çıkaran bir bilgisayar sunucusu çerçevesi seçin.
- Veya kabaca bir düzine eski sunucu kullanabilirsiniz. Birlikte kullanıldıklarında, tek tek kullanıldıklarından çok daha faydalıdırlar ve biraz tasarruf edebilirsiniz. Sistemin sorunsuz çalışmasını sağlamak için tüm işlemciler, ağ bağdaştırıcıları ve anakartlar aynı olmalıdır. Tabii ki, her düğüm için RAM ve depolama kapasitesini ve ana düğüm için en az bir optik sürücüyü unutmayın.
Adım 3. Oluşturduğunuz sunucuyu sunucu rafına monte edin
Üstteki itirazları önlemek için alttan başlayın. Bir arkadaşınızı size yardım etmesi için davet edin, çünkü sıkışık sunucu setleri o kadar ağır olabilir ki onları çekmecelere sığdırmayı zorlaştırabilir.
Adım 4. Ethernet anahtarını sunucu çerçevesinin üstüne monte edin
Yapılandırmak için bu fırsatı kullanın: 9000 baytlık bir çerçeve boyutu verin, IP adresini 1. adımda belirttiğiniz statik adrese ayarlayın ve SMTP Snooping gibi gereksiz yönlendirme protokollerini kapatın.
Adım 5. Güç dağıtım ünitesini kurun
Düğümün maksimum yükte ne kadar akım gerektirdiğine bağlı olarak, yüksek performanslı bilgi işlem için 220 volta ihtiyacınız olabilir.
Adım 6. Her şey yüklendikten sonra yapılandırma sürecini başlatabilirsiniz
Linux, yüksek performanslı bilgi işlem kümeleri için mutlaka kullanılması gereken bir işletim sistemidir, çünkü bilimsel bilgi işlem için ideal olmasının yanı sıra %100 ücretsizdir. Yüzlerce hatta binlere ulaşan düğümlerle, Windows kullanıyorsanız kesinlikle çok pahalıya mal olacak!
- Anakart BIOS'unun ve bellenimin en son sürümünü yükleyerek başlayın. Yüklenen sürüm tüm düğümler için aynı olmalıdır. Tüm düğümlerde aynı olması gereken anakart BIOS'unun ve bellenimin en son sürümünü yüklemekle başlayın.
- Ana düğümde grafiksel bir arayüz ile her düğüme istediğiniz Linux dağıtımını kurun. Popüler seçenekler CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat ve SLES'dir.
- Yazar, Rocks Cluster Distribution'ın kullanılmasını şiddetle tavsiye eder. Rocks, süper bilgisayarınızın çalışması için ihtiyaç duyduğu tüm programları anında yükleyecek ve Red Hat'in PXE önyüklemesini ve 'Kick Start' prosedürünü kullanarak kendisini mevcut tüm düğümler arasında 'paylaşmak' için şık bir yol kullanacak.
Adım 7. Mesajlaşma arayüzünü, kaynak yönetimini ve diğer temel yazılım kitaplıklarını kurun
Rocks'ı önceki adımda kurmadıysanız, paralel hesaplama mekanizmasını çalıştırmak için gereken yazılımı kendiniz hazırlamanız gerekir.
- İlk olarak, makineler arasında iş paylaşımını yapacak olan Torque Resource Manager gibi taşınabilir bir bash yönetim sistemine ihtiyacınız olacak.
- Kurulumu tamamlamak için Tork'u Maui Küme Planlayıcı ile eşleştirin.
- Ardından, ayrı hesaplama düğümlerinin aynı verileri paylaşmasını sağlamak için gerekli olan mesajlaşma arabirimini yüklemeniz gerekir. OpenMP kesin bir seçimdir.
- İhtiyacınız olan paralel hesaplama programlarını oluşturmak için çoklu iş parçacıklı matematik kitaplıklarını ve derleyicilerini unutmayın. Veya daha da kolaylaştırmak için Rocks yükleyin.
Adım 8. Tüm hesaplama düğümlerini bir ağda birleştirin
Ana düğüm, hesaplama görevlerini hesaplama düğümüne gönderir, bu da daha sonra birbirleriyle mesaj alışverişi yaparken sonuçları geri göndermesi gerekir. Ne kadar erken o kadar iyi.
- Süper bilgisayar kümenizdeki tüm düğümleri bağlamak için özel bir ethernet ağı kullanın.
- Birincil düğüm, ethernet ağındaki bir NFS, PXE, DHCP, TFTP ve NTP sunucusu olabilir.
- Gönderilen paketlerin yerel ağınızdaki diğer ağlarla karışmamasını sağlamak için bu ağı genel ağdan ayırmanız gerekir.
Adım 9. Oluşturduğunuz süper bilgisayarı test edin
Başkaları tarafından kullanılmadan önce süper bilgisayarınızın performansını test etmenizi öneririz. HPL (Yüksek Performanslı Linpack), süper bilgisayarların bilgi işlem hızını ölçmek için popüler bir kriterdir. Seçtiğiniz mimari için kullandığınız derleyici tarafından sunulan tüm optimizasyon seçenekleriyle source 'den derlemeniz gerekecektir.
- Elbette, platformunuz için tüm olası optimizasyon seçenekleriyle kaynaktan derlemeniz gerekir. Örneğin, bir AMD CPU kullanıyorsanız, optimizasyon düzeyi -0fast olan Open64 kullanarak derleyin.
- Süper bilgisayarınızı dünyanın en hızlı 500 süper bilgisayarıyla karşılaştırmak için TOP500.org'daki test sonuçlarınızı karşılaştırın!
İpuçları
- Yüksek ağ hızları için InfiniBand ağ arayüzüne bakın. Tabii ki, yüksek bir fiyat ödemeye hazır olmalısınız.
- IPMI, IP üzerinden KVM, uzaktan güç döngüsü kontrolü ve diğer özellikler sağlayarak büyük süper bilgisayar kümelerinin yönetimini basitleştirebilir.
- Düğümlerdeki işlem yükünü izlemek için Ganglia'yı kullanın.
