Super računari nisu samo u vlasništvu velikih i močnih agencija jer ga čak vi možete napraviti. Mi ćemo vam pokazati kako napraviti super računar.
Treba li vam mašina koja može izvesti hiljade milijardi decimalnih računa u sekundi? Sigurno se pitate kako napraviti super računar ovog kalipra. Izgradnja vlastitog računarskog klastera visokih performansi ili jednostavnije superračunara izazov je koji svaki malo bolji računarski stručnjak može prevladati, uz uloženi novac, za tjedan dana.
Tehnički gledano, moderno, višeprocesorsko superračunalo je mreža računara koji zajedno rade na rješavanju problema. U ovom ćemo članku ukratko obraditi sve korake koje je potrebno poduzeti kako bi se u vašoj garaži izgradili super računar.
Obezbijedite hardverske komponente
Prvo trebate odrediti hardverske komponente i resurse koje imate na raspolaganju. Trebat će vam jedan glavni čvor, najmanje dvanaest identičnih čvorova, Ethernet prekidač, jedinica za distribuciju energije i postolje. Utvrdite napajanje koje će vam trebati, sistem hlađenja i količinu slobodnog prostora u koji ćete smjestiti superračunalo.
Također trebate odrediti IP adresu koju ćete koristiti u svojoj mreži, nazive čvorova, koje softverske pakete ćete instalirati i koju ćete tehnologiju koristiti za paralelnu obradu podataka (o tome ćemo kasnije).
Instalacija severa
Odaberite kućište servera koje pruža najviše prostora, najbolje hlađenje i najefikasniju potrošnju energije. Pouzdan izbor je slučaj s četiri čvora i dva identična izvora napajanja (potražite na Internetu slučajeve ove vrste koji su dostupni kod nas). Druga i vjerojatnija opcija je korištenje desetak zastarjelih servera.
Ovo će vam uštedjeti puno novca. Svi procesori, mrežni adapteri i matične ploče trebaju biti identični kako bi se izbjegli problemi s nekompatibilnošću. Naravno, ne zaboravite RAM i memorijski prostor za pohranu svakog od čvorova. Morate osigurati barem jedan optički ROM za glavni čvor.
Instalirajte servere na postolje. Počnite odozdo tako da postolje ne bude teško odozgo. Tijekom ovog posla najvjerojatnije će vam trebati pomoć prijatelja, jer gusto montirani serveri mogu biti vrlo teški.
Instalirajte Ethernet prekidač iznad kućišta servera. Odvojite vrijeme za konfiguriranje prekidača: postavite veličinu okvira podataka na 9000 bajtova, postavite IP adresu na statičku adresu koju ste odabrali i isključite nepotrebne protokole usmjeravanja kao što je npr. STMP snooping. Ovisno o količini struje koja će vašim čvorovima trebati pod najvećim opterećenjem, najvjerojatnije će vam trebati 220 volti za visoke performanse.
Konfiguracija sistema
Linux je operativni sistem koji se najčešće koristi za takve računarske sisteme. Ne samo da je idealno okruženje za računanje u naučnoistraživačkom radu, već vam doslovno nije potreban ni dinar da biste ga instalirali na stotine ili čak hiljade čvorova. Zamislite koliko bi koštala instalacija Windows-a na svim tim čvorovima.
Započnite instaliranjem BIOS-a na sve matične ploče (trebali biste koristiti iste verzije BIOS-a ako su ploče identične). Instalirajte Linux distribuciju koju ste odabrali na sve čvorove. Važno je da Linux verzija glavnog čvora ima grafičko korisničko sučelje. Popularni izbori su CentOS, OpenSuse, Red Hat Enterprise Linux i SLES. Vjerovatno je najbolji izbor distribucija klastera stijena.
Instalirajte sučelje za razmjenu poruka, sistem za upravljanje resursima i druge potrebne biblioteke. Prvo će vam trebati prijenosni sistemski upravitelj kao što je Torque Resource Manager koji vam omogućava podijeliti zadatke i distribuirati ih na mašinama. Sada trebate upariti moment sa Maui planerom klastera da biste dovršili postavljanje sistema.
Sljedeći je korak instaliranje sučelja za razmjenu poruka koje je potrebno za pojedinačnu obradu na različitim računalnim čvorovima koji koriste iste podatke. Najbolji izbor je OpenMP. Ne zaboravite na višenitne biblioteke i kompajlere bez kojih ne možete implementirati paralelnu obradu na sistemu.
Ostao vam je još jedan korak, a to je da umrežite računarske čvorove. Glavni čvor šalje zadatke računarskim čvorovima, koji moraju poslati rezultate obrade nazad. Računarski čvorovi, takođe, komuniciraju i međusobno. Koristite privatnu eternet mrežu kako biste povezali sve čvorove u klaster. Ova mreža mora biti izolovana od javnih mreža što će osigurati da se paketi koje sistem šalje neće mešati sa paketima drugih mreža.
Za sami kraj testirajte klaster kako provjerili ispravnost rada i količine performansi koje možete izvuči iz ovog super računara. Najpopularniji softverski paket za testiranje performansi takvih sistema je HLP benchmark.