Är du i behov av en maskin som kan leverera hundratals biljoner flyttalsoperationer beräkningar per sekund? Eller är du i behov av en bar berättelse om hur superdator i källaren vänt en breaker? Bygg din egen High Performance Compute kluster, aka superdator är en utmaning någon expert nörd med en helg av fri tid och lite pengar att bränna kan tackla. Tekniskt sett är ett modernt, multi-processor superdator ett nätverk av datorer som arbetar tillsammans parallellt för att lösa ett problem. Denna artikel kommer att kortfattat beskriva varje steg i processen, med fokus på hårdvara och mjukvara.
Steg
- 1Först bestämma hårdvarukomponenter och resurser som krävs. Du behöver ett huvud nod, åtminstone ett dussin identiska datornoder, en Ethernet-switch, en Power Distribution Unit, och ett rack. Bestäm den elektriska efterfrågan, kylning och utrymme som krävs. Också besluta om vilken IP-adress du vill använda för dina privata nätverk, vad namnge noder, vilka programvarupaket som du vill ha installerat, och vilken teknik du vill ge de parallella datakapacitet (mer om detta senare).
- Även om hårdvaran inte kan fritt laddas ner, all programvara som omnämns i detta hur-till är gratis och de flesta är öppen källkod.
- 2Bygg datornoder. Du kommer att behöva montera datornoder eller skaffa pre-build servrar.
- Välj ett chassi dator server som maximerar utrymme, kylning och energieffektivitet.
- Eller så kan du använda ett dussin eller så används, föråldrade servrar - vars hela kommer att uppväga summan av sina delar ändå spara en ansenlig klump av kontanter. Alla processorer, nätverkskort och moderkort bör vara identiska för hela systemet att spela ihop fint. Naturligtvis, glöm inte om RAM-minne och lagring för varje nod och minst en optisk enhet för huvudet noden.
- 3Installera servrarna i racket. Börja från botten, så att racket inte är topptyngda. Du kommer att behöva en vän att hjälpa dig med detta - de täta servrar kan vara mycket tungt och vägleda dem i skenorna som håller dem i racket är svårt.
- 4Installera ethernet switch ovanför serverchassit. Ta detta tillfälle att konfigurera switchen: möjliggöra jumbo ramstorlekarna 9000 bytes, ange IP-adressen till den statiska adressen du beslutat om i steg 1, och stänga onödiga routingprotokoll såsom SMTP snooping.
- 5Installera PDU (Power Distribution Unit). Beroende på hur mycket ström dina noder kan behöva vid maximal belastning, kan du behöva 220 volt för högpresterande datorsystem.
- 6Med allt installerat, kan du påbörja konfigurationen. Linux är de facto OS för HPC kluster-inte bara är det en idealisk miljö för vetenskapliga beräkningar, men det kostar inte en sak att installera det på hundratals eller tusentals noder. Föreställ dig hur mycket det skulle kosta att installera Windows på alla dessa noder?
- Börja med att installera den senaste versionen av moderkortets BIOS och firmware, vilket borde vara samma på alla noder.
- Installera önskad linux distro på varje nod, med ett grafiskt användargränssnitt för huvudet noden. Populära alternativ inkluderar CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat, och SLES.
- Denna författare rekommenderar starkt med Rocks Cluster Distribution. Förutom att installera alla de verktyg som behövs för en beräkna kluster att fungera, använder Rocks en bra metod för att "fördela" många fall av sig till noderna mycket snabbt med hjälp av PXE boot och Red Hat "Kick Start"-förfarandet.
- 7Installera meddelande-bortgång gränssnitt, resurs-chef, och andra nödvändiga bibliotek. Om du inte har installerat Rocks i föregående steg, måste du manuellt installera nödvändig programvara för att de parallella beräkningar mekanismer.
- Först behöver du ett bärbart system bash förvaltning, såsom Torque Resource Manager, vilket gör att du kan bryta upp och fördela uppgifter till flera maskiner.
- Para Vridmoment med Maui Cluster Scheduler för att slutföra installationen.
- Härnäst kommer du att behöva installera meddelandet passerar gränssnittet, som krävs för de enskilda processerna på separata datornoder att dela samma data. OpenMP är en no-brainer.
- Glöm inte de multi-threading matematiska bibliotek och kompilatorer för att bygga din parallella beräkningar program. Nämnde jag att du bara ska installera Rocks?
- 8Nätverk för datornoder tillsammans. Huvudet nod sänder beräkna uppgifter till datornoder, vilket i sin tur skall skicka resultatet tillbaka, samt skicka meddelanden till varandra. Ju snabbare desto bättre.
- Använd ett privat ethernet-nätverk för att ansluta alla noder i klustret.
- Huvudet nod kan också fungera som en NFS, PXE, DHCP, TFTP, och NTP-server över Ethernet-nätverk.
- Du måste skilja detta nätverk från publika nätverk, vilket säkerställer att broadcastpaket inte störa andra nätverk i ditt LAN.
- 9Testa klustret. Det sista du kanske vill göra innan du släpper all denna datorkraft till dina användare är testa prestanda. Den HPL (High Performance Lynpack) riktmärke är ett populärt val för mätning av computational hastighet av klustret. Du kommer att behöva kompilera från källkod med alla möjliga optimeringar din kompilator erbjuder för arkitekturen du valde.
- Du måste naturligtvis kompilera från källkod med alla möjliga optimering alternativ för din plattform. Till exempel, om du använder AMD processorer, kompilera med Open64 med-0fast optimering nivå.
- Jämför dina resultat på TOP500.org att jämföra din kluster till de snabbaste 500 superdatorer i världen!
Tips
- IPMI kan göra administrationen av ett stort kluster en bris genom KVM-over-IP, fjärr omstart, och mer.
- Använd Ganglia att övervaka computational belastningar på noderna.
- För riktigt höga nätverkshastigheter, titta in i InfiniBand nätverksgränssnitt. Vara beredda att betala högre priser men.
Varningar
- Se till att din infrastruktur kan hantera lasten