Kako napraviti super računar

Da li vam je potrebna mašina koja može izvesti hiljade triliona decimalnih kalkulacija u sekundi? Izgradnja vašeg sopstvenog računarskog klastera visokih performansi, ili prostije rečeno super računara, je izazov koji svaki malo bolji kompjuterski stručnjak može savladati, uz nešto utrošenog novca, za nedelju dana. Tehnički govoreći, moderni, multiprocesorski super računar čini mreža računara koji rade zajedno ne bi li rešili neki problem. U ovom članku ćemo ukratko pokriti svaki od koraka koje je neophodno preduzeti ne bi li ste izgradili super računar u vašoj garaži.

Kako napraviti super računar

1. Prvo je potrebno odrediti hardverske komponente i resurse koje imate na raspolaganju. Biće vam potreban jedan glavni čvor, bar dvanaest identičnih čvorova, eternet prekidač, jedinica za distribuciju napajanja i postolje. Odredite jačinu napajanja koje će vam biti potrebno, sistem za hlađenje i količinu slobodnog prostora u kojem ćete smestiti superračunar. Takođe morate odrediti IP adresu koju ćete koristiti u vašoj mreži, imena čvorova, koje ćete softverske pakete instalirati i kojom ćete tehnologijom realizovati paralelnu obradu podataka(o ovome ćemo govoriti kasnije).
2. Izgradite računarske čvorove. Izaberite serversko kućište koje obezbeđuje najviše prostora, najbolje hlađenje i efikasnost utroška električne energije. Pouzdan izbor je kućište sa četiri čvora i dva identična napajanja(pretražite Internet za kućišta ovog tipa koja su dostupna kod nas). Druga, i verovatnija, opcija je da ćete koristiti dvanaestak zastarelih servera. Ovo će vam uštedeti mnogo novca. Svi procesori, mrežni adapteri i matične ploče trebalo bi da su identični da ne bi dolazilo do problema nekompatibilnosti. Naravno, ne zaboravite na RAM i memorijski prostor za skladištenje svakog od čvorova. Morate obezbediti bar jedan optički ROM za glavni čvor.
3. Instalirajte servere na postolje. Počnite od dna tako da postolje ne bude teško na vrhu. Najverovatnije će vam biti potrebna pomoć prijatelja prilikom ovog posla zato što gusto montirani serveri mogu biti veoma teški.
4. Instalirajte eternet prekidač iznad kućišta servera. Odvojite vreme da konfigurišete prekidač: podesite veličinu frejma podataka na 9000 bajtova, postavite IP adresu na statičku adresu koju ste izabrali i isključite nepotrebne ruting protokole kao što je npr. STMP snooping.
5. Instalirajte jedinicu za distribuciju napajanja. U zavisnosti od količine struje koja će biti potrebna vašim čvorovima pod najvećim oterećenjem, biće vam najverovatnije potrebno 220 volti za visoke performanse.
6. Kada ste instalirali sav hardver pozabavite se konfigurisanjem. Linux je operativni sistem koji se najčešće koristi za ovakve računarske sisteme. Ne samo da je idealno okruženje za naučno-istraživačko računarstvo, već vam bukvalno nije potreban ni dinar da biste ga instalirali na stotine ili čak hiljade čvorova. Zamislite koliko bi koštalo da instalirate Windows na sve ove čvorove.
7. Započnite sa instalacijom BIOS-a na sve matične ploče(trebalo bi da koristite iste verzije BIOS-a ako su ploče identične). Instalirajte Linux distribuciju koju ste izabrali na sve čvorove. Bitno je da verzija Linuksa na glavnom čvoru ima grafički korisnički interfejs. Popularni izbori su CentOS, OpenSuse, Red Hat Enterprise Linux, i SLES. Najverovatnije najbolji izbor čini Rocks Cluster distribucija.
8. Instalirajte interfejs za razmenu poruka, sistem za upravljanje resursima i druge neophodne biblioteke. Prvo će vam biti potreban prenosiv menadžer sistema kao što je Torque Resource Manager koji vam dozvoljava da podelite poslove i da ih distribuirate po mašinama. Sada je potrebno upariti Torque sa Maui Cluster Scheduler-om kako biste završili postavku sistema. Sledeći korak je instaliranje interfejsa za razmenu poruka koji je neophodan za individualno procesiranje na različitim računarskim čvorovima koji koriste iste podatke. Najbolji izbor je OpenMP. Ne zaboravite multithread biblioteke i kompajlere bez kojih ne možete realizovati paralelnu obradu na sistemu.
9. 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.
10. Testirajte klaster. Poslednja stvar koji biste trebali da učinite pre puštanja u rad sistema ie testiranje njegovih performansi. Najpopularniji softverski paket za testiranje performansi ovakvih sistema je HLP benchmark.

Saveti

1. Koristite Ganglia softver kako biste pratili opterećenje na čvorovima.
2. Za veoma visoke mrežne brzine možete koristiti InfiniBand mrežni protokol. Ako se odlučite za ovu opciju budite spremni da izdvojite dosta novca

Upozorenja

1. Pobrinite se da vaša infrastruktura može da izdrži opterećenje.