هل تحتاج إلى آلة يمكنها إجراء تريليونات من حسابات الفاصلة العائمة في ثانية؟ أم أنك بحاجة إلى قصة رائعة عن حاسوبك الفائق الشخصي الذي أطفأ الأنوار في قريتك؟ يعد بناء كمبيوتر عملاق تحديًا مثيرًا للاهتمام إذا كنت عبقريًا ثريًا ولديك بعض أوقات فراغك. من الناحية الفنية ، يعد الكمبيوتر الفائق متعدد المعالجات عبارة عن شبكة من أجهزة الكمبيوتر التي تعمل معًا لحل مشكلة ما. ستناقش هذه المقالة بإيجاز كل مرحلة من مراحل إنشائها ، مع التركيز على الأجهزة والبرامج.
خطوة
الخطوة 1. أولاً ، تعرف على مكونات الأجهزة التي ستحتاج إليها
عقدة رئيسية واحدة ، ما لا يقل عن اثنتي عشرة عقدة حسابية متطابقة ، ومحول إيثرنت ، ووحدة توزيع طاقة (PDU) ، وحامل خادم. تعرف أيضًا على احتياجات الكهرباء والتبريد والمساحة. حدد عنوان IP للشبكة الخاصة ، وأسماء العقد ، وحزم البرامج التي تريد تثبيتها ، والتقنية التي تريد استخدامها لجعلها تعمل معًا لأداء الحوسبة المتوازية (المزيد حول ذلك أدناه).
- على الرغم من أن الأجهزة التي ستحتاج إليها باهظة الثمن ، إلا أن البرنامج الموجود في هذا الدليل مجاني ، ومعظمه مفتوح المصدر.
- إذا كنت تريد معرفة مدى سرعة جهاز الكمبيوتر الخاص بك (نظريًا) ، فاستخدم هذا:
الخطوة 2. بناء عقد الحساب
يمكنك تجميع عقد الحوسبة التي تحتاجها بنفسك أو استخدام خادم جاهز.
- اختر إطار عمل خادم كمبيوتر يعمل على زيادة المساحة والتبريد وكفاءة الطاقة.
- أو يمكنك استخدام ما يقرب من اثني عشر خادمًا قديمًا. عند استخدامها معًا ، تكون مفيدة أكثر بكثير من استخدامها بشكل فردي ، ويمكنك توفير القليل جدًا. يجب أن تكون جميع المعالجات ومحولات الشبكة واللوحات الأم هي نفسها لضمان عمل النظام بسلاسة. بالطبع ، لا تنسَ ذاكرة الوصول العشوائي وسعة التخزين لكل عقدة ومحرك أقراص ضوئي واحد على الأقل للعقدة الرئيسية.
الخطوة 3. قم بتركيب الخادم الذي قمت بتضمينه في حامل الخادم
ابدأ من الأسفل لتجنب الاعتراضات في الأعلى. قم بدعوة صديق لمساعدتك ، حيث يمكن أن تصبح مجموعات الخوادم المزدحمة ثقيلة للغاية بحيث يصعب وضعها في الأدراج.
الخطوة 4. قم بتركيب مفتاح Ethernet أعلى إطار الخادم
اغتنم هذه الفرصة لتكوينه: امنحه حجم إطار 9000 بايت ، واضبط عنوان IP على العنوان الثابت الذي حددته في الخطوة 1 ، وقم بإيقاف تشغيل بروتوكولات التوجيه غير الضرورية مثل SMTP Snooping.
الخطوة 5. قم بتركيب وحدة توزيع الطاقة
قد تحتاج إلى 220 فولت للحوسبة عالية الأداء ، اعتمادًا على مقدار التيار الذي تتطلبه العقدة عند أقصى حمل.
الخطوة 6. بمجرد تثبيت كل شيء ، يمكنك بدء عملية التكوين
Linux هو نظام تشغيل يجب استخدامه لمجموعات الحوسبة عالية الأداء ، لأنه بصرف النظر عن كونه مثاليًا للحوسبة العلمية ، فهو أيضًا مجاني بنسبة 100٪. مع العقد التي تصل إلى المئات أو حتى الآلاف ، سيكون بالتأكيد مكلفًا للغاية إذا كنت تستخدم Windows!
- ابدأ بتثبيت أحدث إصدار من BIOS للوحة الأم والبرامج الثابتة. يجب أن يكون الإصدار المثبت هو نفسه لجميع العقد. ابدأ بتثبيت أحدث إصدار من BIOS للوحة الأم والبرامج الثابتة ، والتي يجب أن تكون هي نفسها على جميع العقد.
- قم بتثبيت توزيعة Linux التي تريدها على كل عقدة ، بواجهة رسومية على العقدة الرئيسية. الخيارات الشائعة هي CentOS و OpenSuse و Scientific Linux و RedHat و SLES.
- يوصي المؤلف بشدة باستخدام Rocks Cluster Distribution. ستقوم Rocks على الفور بتثبيت جميع البرامج التي يحتاجها الكمبيوتر العملاق الخاص بك للعمل ، واستخدام طريقة رائعة لـ "مشاركة" نفسه عبر جميع العقد الموجودة باستخدام التمهيد PXE الخاص بـ Red Hat وإجراء "بدء التشغيل".
الخطوة 7. قم بتثبيت واجهة المراسلة وإدارة الموارد ومكتبات البرامج الأساسية الأخرى
إذا لم تقم بتثبيت Rocks في الخطوة السابقة ، فسيتعين عليك إعداد البرنامج المطلوب لتشغيل آلية الحوسبة المتوازية بنفسك.
- أولاً ، ستحتاج إلى نظام إدارة bash محمول مثل Torque Resource Manager ، والذي سيقوم بمشاركة الوظائف بين الأجهزة.
- قم بإقران عزم الدوران مع Maui Cluster Scheduler لإكمال الإعداد.
- بعد ذلك ، تحتاج إلى تثبيت واجهة المراسلة ، وهي ضرورية لجعل عقد الحوسبة المنفصلة تشترك في نفس البيانات. OpenMP هو اختيار محدد.
- لا تنس مكتبات ومجمعات الرياضيات متعددة الخيوط لبناء برامج الحوسبة المتوازية التي تحتاجها. أو فقط قم بتثبيت Rocks لجعلها أسهل.
الخطوة 8. اجمع كل عقد الحساب في شبكة
سترسل العقدة الرئيسية المهام الحسابية إلى عقدة الحوسبة ، والتي يجب أن ترسل النتائج مرة أخرى أثناء تبادل الرسائل مع بعضها البعض. عاجلا كان ذلك أفضل.
- استخدم شبكة إيثرنت خاصة لتوصيل جميع العقد في مجموعة أجهزة الكمبيوتر العملاقة.
- يمكن أن تكون العقدة الأساسية خادم NFS و PXE و DHCP و TFTP و NTP في شبكة الإيثرنت.
- يجب فصل هذه الشبكة عن الشبكة العامة للتأكد من أن الحزم المرسلة لا تتداخل مع الشبكات الأخرى في شبكتك المحلية.
الخطوة 9. اختبر الكمبيوتر العملاق الذي قمت بإنشائه
قبل أن يستخدمه الآخرون ، نوصيك باختبار أداء الكمبيوتر العملاق الخاص بك أولاً. يعد HPL (High Performance Linpack) معيارًا شائعًا لقياس سرعة الحوسبة لأجهزة الكمبيوتر العملاقة. ستحتاج إلى التحويل البرمجي من المصدر ، مع جميع خيارات التحسين التي يوفرها المترجم الذي تستخدمه للبنية التي اخترتها.
- بالطبع ، تحتاج إلى التجميع من المصدر مع جميع خيارات التحسين الممكنة لمنصتك. على سبيل المثال ، إذا كنت تستخدم وحدة المعالجة المركزية AMD ، فقم بتجميعها باستخدام Open64 بمستوى التحسين -0 fast.
- قارن نتائج الاختبار الخاصة بك على TOP500.org لمقارنة الكمبيوتر العملاق الخاص بك بأسرع 500 كمبيوتر خارق في العالم!
نصائح
- للحصول على سرعات عالية للشبكة ، ألق نظرة على واجهة شبكة InfiniBand. بالطبع ، يجب أن تكون مستعدًا لدفع سعر أعلى.
- يمكن لـ IPMI تبسيط إدارة مجموعات الحواسيب العملاقة الكبيرة من خلال توفير KVM-over-IP والتحكم في دورة الطاقة عن بُعد وميزات أخرى.
- استخدم Ganglia لمراقبة الحمل الحسابي على العقد.
