צריכים מכונה שיכולה לבצע טריליוני חישובים של נקודה צפה בשנייה? או שאתה צריך סיפור מגניב על מחשב העל האישי שלך שכבה את האורות בכפר שלך? בניית מחשב על היא אתגר מעניין אם אתה גאון עשיר עם קצת זמן פנוי. מבחינה טכנית, מחשב על מרובה מעבדים הוא רשת מחשבים הפועלים יחד לפתרון בעיה. מאמר זה ידון בקצרה בכל שלב ביצירתו, תוך התמקדות בחומרה ותוכנה.
שלב
שלב 1. ראשית, גלה אילו רכיבי חומרה תצטרך
צומת ראשי אחד, לפחות תריסר צמתי מחשוב זהים, מתג אתרנט, יחידת חלוקת חשמל (PDU) ומדף שרתים. גלה גם אודות צרכי חשמל, קירור וחלל. ציין את כתובת ה- IP לרשת הפרטית, שמות הצמתים, חבילות התוכנה שברצונך להתקין, ובאיזו טכנולוגיה ברצונך להשתמש כדי לגרום לכולם לעבוד יחד לביצוע מחשוב מקביל (עוד על כך בהמשך).
- למרות שהחומרה שתזדקק לה יקרה, התוכנה במדריך זה היא לגמרי בחינם, ורובו הוא קוד פתוח.
- אם אתה רוצה לראות כמה מהר יהיה מחשב העל שלך (בתיאוריה), השתמש בזה:
שלב 2. בנה צמתי מחשוב
אתה יכול להרכיב את צמתי החישוב שאתה צריך בעצמך או להשתמש בשרת מוכן.
- בחר מסגרת שרת מחשבים הממקסמת את שטח, קירור ויעילות צריכת החשמל.
- או שאתה יכול להשתמש בערך בעשרות שרתים מיושנים. כאשר משתמשים בהם יחד, הם שימושיים בהרבה מאשר בשימוש בנפרד, ואתה יכול לחסוך לא מעט. כל המעבדים, מתאמי הרשת ולוחות האם חייבים להיות זהים כדי להבטיח שהמערכת פועלת בצורה חלקה. כמובן, אל תשכח את זיכרון RAM ויכולת האחסון עבור כל צומת ולפחות כונן אופטי אחד עבור הצומת הראשי.
שלב 3. הרכיב את השרת שבנית במדף השרת
התחל מלמטה כדי להימנע מההתנגדויות למעלה. הזמן חבר שיעזור לך, מכיוון שסטים של שרתים צפופים עלולים להיות כה כבדים עד שזה מקשה על הכנסתם למגירות.
שלב 4. התקן את מתג ה- Ethernet על גבי מסגרת השרת
נצל את ההזדמנות כדי להגדיר אותה: תן לה גודל מסגרת של 9000 בתים, הגדר את כתובת ה- IP לכתובת הסטטית שציינת בשלב 1, וכבה פרוטוקולי ניתוב מיותרים כמו SMTP Snooping.
שלב 5. התקן את יחידת חלוקת החשמל
ייתכן שיהיה עליך 220 וולט למחשוב בעל ביצועים גבוהים, תלוי בכמה זרם הצומת דורש בעומס מרבי.
שלב 6. לאחר שהכל מותקן, תוכל להתחיל את תהליך התצורה
לינוקס היא מערכת הפעלה חובה לאשכולות מחשוב בעלי ביצועים גבוהים, כי מלבד היותה אידיאלית למחשוב מדעי, היא גם בחינם 100%. עם צמתים שמגיעים למאות ואפילו לאלפים, זה בהחלט יהיה יקר מאוד אם אתה משתמש ב- Windows!
- התחל בהתקנת הגרסה העדכנית ביותר של ה- BIOS והקושחה של לוח האם. הגרסה המותקנת חייבת להיות זהה עבור כל הצמתים. התחל בהתקנת הגרסה העדכנית ביותר של BIOS ולוח הקושחה של לוח האם, שאמורה להיות זהה בכל הצמתים.
- התקן את הפצת Linux הרצויה לך על כל צומת, עם ממשק גרפי בצומת הראשי. האפשרויות הפופולריות הן CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat ו- SLES.
- המחבר ממליץ בחום להשתמש בהפצת אשכול הסלעים. Rocks תתקין באופן מיידי את כל התוכניות שמחשב העל שלך צריך לתפקד, ותשתמש בדרך נבונה ל"שיתוף "של כל הצמתים הקיימים באמצעות אתחול PXE של Red Hat והליך 'בעיטה התחל'.
שלב 7. התקן את ממשק ההודעות, ניהול משאבים וספריות תוכנה חיוניות אחרות
אם לא התקנת את Rocks בשלב הקודם, יהיה עליך להכין את התוכנה הדרושה להפעלת מנגנון המחשוב המקביל בעצמך.
- ראשית, תזדקק למערכת ניהול bash ניידת כמו Torque Resource Manager, שתעשה את שיתוף העבודה בין המכונות.
- חבר מומנט עם מתזמן האשכול של Maui להשלמת ההתקנה.
- לאחר מכן, עליך להתקין את ממשק ההודעות, הדרוש כדי לגרום לצמתי מחשוב נפרדים לשתף את אותם נתונים. OpenMP היא בחירה מובהקת.
- אל תשכח את ספריות המתמטיקה מרובות ההשראות והמהדרים לבניית תוכניות המחשוב המקבילות הדרושות לך. לחלופין, פשוט התקן את Rocks כדי להקל עוד יותר.
שלב 8. שלב את כל צמתי החישוב לרשת
הצומת הראשי ישלח משימות חישוביות לצומת המחשוב, אשר לאחר מכן חייב לשלוח בחזרה את התוצאות תוך החלפת הודעות זו עם זו. בהקדם האפשרי.
- השתמש ברשת Ethernet פרטית כדי לחבר את כל הצמתים באשכול מחשבי העל שלך.
- הצומת הראשי יכול להיות שרת NFS, PXE, DHCP, TFTP ו- NTP ברשת Ethernet.
- עליך להפריד רשת זו מהרשת הציבורית כדי לוודא שהחבילות שנשלחו לא יפריעו לרשתות אחרות ברשת המקומית שלך.
שלב 9. בדוק את מחשב העל שיצרת
לפני השימוש באחרים, אנו ממליצים לבדוק תחילה את ביצועי מחשב העל שלך. HPL (High Performance Linpack) הוא אמת מידה פופולרית למדידת מהירות המחשוב של מחשבי העל. יהיה עליך לאסוף מהמקור, עם כל אפשרויות האופטימיזציה המוצעות על ידי המהדר בו אתה משתמש עבור הארכיטקטורה שבחרת.
- כמובן שאתה צריך לאסוף מהמקור את כל אפשרויות האופטימיזציה האפשריות לפלטפורמה שלך. לדוגמה, אם אתה משתמש במעבד AMD, הידור אותו באמצעות Open64 עם רמת אופטימיזציה -0 מהירה.
- השווה את תוצאות הבדיקה שלך ב- TOP500.org כדי להשוות את מחשב העל שלך עם 500 מחשבי העל המהירים ביותר בעולם!
טיפים
- למהירויות רשת גבוהות, עיין בממשק הרשת של InfiniBand. כמובן, אתה צריך להיות מוכן לשלם מחיר יוקרתי.
- IPMI יכולה לפשט את הניהול של אשכולות מחשבי-על גדולים על ידי מתן KVM-over-IP, שליטה על מחזור חשמל מרחוק ותכונות אחרות.
- השתמש ב- Ganglia כדי לעקוב אחר עומס המחשוב על הצמתים.
