ورود به سایت

ثبت نام در سایت

Registration confirmation will be e-mailed to you.

فراموشی رمز

نوزده + هفده =

بستن
بستن

چگونه یک سوپر کامپیوتر بسازیم؟

چگونه یک سوپر کامپیوتر بسازیم؟

آیا تا به حال برایتان پیش آمده که نیاز به یک ماشینی داشته باشید که در هر ثانیه صدها تریلیون محاسبات اعشاری برایتان انجام دهد ساختن یک محاسبه گر با کارایی بالا، یک سوپر کامپیوتر a.k.a، یک چالشی است که هر متخصص حرفه ای می تواند با وقت آزاد آخر هفته و مقداری پول، آن را انجام دهد. به لحاظ فنی، یک ابر رایانه مدرن و چند پردازنده ای، یک شبکه کامپیوتری است که به طور موازی برای حل یک مشکل کار می کند.

این مقاله به طور خلاصه هر مرحله از فرایند را توصیف می کند، و تمرکز آن بر سخت افزار و نرم افزار است.ادامه مقاله را از دست ندهید…

مطالب مرتبط


گام 1 - ایجاد یک سوپر کامپیوتر

ایجاد یک سوپر کامپیوتر

ابتدا تجهیزات سخت افزاری و منابع مورد نیاز را تعیین و تهیه کنید. 

  • شما یک Head Node، حداقل دوازده گره محاسبه یکسان
  • یک سوئیچ اترنت
  • یک واحد توزیع برق و یک قفسه نیاز خواهید داشت.
  • برق،خنک کننده و فضای مورد نیاز را تعیین کنید.

همچنین تعیین کنید که چه آدرس IP برای شبکه خصوصی خود می خواهید، و چه نامی برای گره ها و چه نرم افزارهایی برای نصب کردن و چه تکنولوژی برای فراهم کردن قابلیت های محاسباتی موازی می خواهید.

اگر چه سخت افزار گران است ولی تمامی نرم افزارهای لیست شده در این جا رایگان بوده و منبع باز هستند. اگر می خواهید بدانید که سرعت سوپرکامپیوتر شما چقدر است، از این ابزار استفاده کنید:

http://hpl calculator.sourceforge.net/

ایجاد یک سوپر کامپیوتر

گره های محاسبه را بسازید. شما نیاز به جمع آوری گره های محاسبه یا خرید سرورهای پیش ساخته دارید. یک شاسی سرور کامپیوتری را انتخاب کنید که فضا، خنک کننده و بهره وری انرژی را به حداکثر برساند. یا می توانید از قطعات سالم سرورهای منسوق شده و قدیمی استفاده کنید و با این روش پول خود را ذخیره کنید. تمام پردازنده ها، آداپتورهای شبکه و مادربورد ها باید برای کل سیستم یکسان باشند تا با هم سازگار باشند. البته، در مورد RAM و ذخیره سازی برای هر گره و حداقل یک درایو نوری برای Head Node را فراموش نکنید.

ایجاد یک سوپر کامپیوتر

سرورها را در قفسه نصب کنید. از پایین شروع کنید، رک خیلی سنگین نیست. شما برای کمک به یک دوست نیاز دارید - سرورهای متراکم می توانند بسیار سنگین باشند و هدایت آنها را به ریل هایی که آنها را در قفسه نگه می دارد دشوار است.

ایجاد یک سوپر کامپیوتر

سوئیچ اترنت را بالای شاسی سرور نصب کنید. در این لحظه برای پیکربندی سوئیچ کارهای زیر را انجام دهید:

 برای قاب jumbo  با اندازه 9000 بایت را مجاز کنید، آدرس IP را به آدرس ایستا که در مرحله 1 تصمیم گرفته اید، تنظیم کنید، و پروتکل های مسیریابی غیر ضروری مانند SMTP Snooping را خاموش کنید.

ایجاد یک سوپر کامپیوتر

PDU (واحد توزیع برق) را نصب کنید. با توجه به اینکه گره های فعلی شما حداکثر بار را نیاز دارند، ممکن است برای محاسبات با کارایی بالا 220 وات نیاز داشته باشید.

ایجاد یک سوپر کامپیوتر

با نصب شدن همه چیز، می توانید روند پیکربندی را آغاز کنید. لینوکس عامل اصلی برای خوشه های HPC است - نه تنها محیط ایده آل برای محاسبات علمی است، بلکه هزینه ای برای نصب آن در صدها یا حتی هزاران گره نیست. تصور کنید چقدر برای نصب ویندوز روی تمام گره ها هزینه خواهد شد! شروع به نصب آخرین نسخه BIOS مادربرد و سیستم عامل، که باید در همه گره ها یکسان باشد، بکنید. توزیع لینوکس مورد نظر خود را با یک UI گرافیکی برای Head Node بر روی هر گره نصب کنید.

انتخاب های محبوب شامل CentOS، OpenSuse، Scientific Linux، RedHat و SLES هستند.

نویسنده به شدت توصیه می کند از توزیع خوشه های راک استفاده کنید. علاوه بر نصب تمامی ابزار لازم برای خوشه محاسباتی عملیات، Rock با استفاده از روش عالی برای توزیع بسیاری از موارد، خود به سرعت با استفاده از بوت PXE و «Kick Start» کار می کند.

ایجاد یک سوپر کامپیوتر

دیگر رابط های ارسال پیام را از مدیریت منابع و کتابخانه ها نصب کنید. اگر شما Rock ها را در مرحله قبل نصب نکرده باشید مجبورید نرم افزار را به صورت دستی نصب کنید تا مکانیزم های محاسباتی آن فعال شود. در ابتدا شما به یک سیستم مدیریتی قابل حمل مانند مدیریت منابع Torque نیاز دارید که بتوانید وظایف را بین چند ماشین (سرویس) تقسیم کنید. Torque  های جفتی (جفت شده) با برنامه زمانبندی شده بهترین تنظیمات را در اختیار شما قرار خواهند داد. پس باید رابط ارسال پیام را برای پردازش های جداگانه در گره های اطلاعاتی مشابه نصب کنید. پردازش چندگانه پلتفرم ها (OpenMP) یک برنامه جامع است که به هیچ برنامه دیگری نیاز ندارد. فراموش نکنید که کامپایلرهای ریاضی از کتابخانه های مختلف برای محاسبات موازی برنامه ها استفاده می کنید. آیا من اشاره کردم که شما فقط باید Rock ها را نصب کنید؟

ایجاد یک سوپر کامپیوتر

گره های محاسبه را با هم شبکه کنید. گره هد (Head Node) وظایف محاسبه را به گره های محاسبه می فرستد، که به نوبه خود باید نتیجه را ارسال کند، و همچنین پیام ها را به یکدیگر ارسال می کنند. هر چه سریع تر بهتر. از یک شبکه خصوصی اترنت برای اتصال تمام گره ها در خوشه استفاده کنید. گره هد (Head Node) نیز می تواند به عنوان یک سرور NFS، PXE، DHCP، TFTP و NTP در شبکه اترنت عمل کند.

نکته : شما باید این شبکه را از شبکه های عمومی جدا کنید، که تضمین می کند بسته های پخش شده با شبکه های دیگر در تداخل نباشند.

ایجاد یک سوپر کامپیوتر

خوشه را تست کنید. آخرین چیزی که ممکن است بخواهید قبل از انتشار محاسبات قدرتی به کاربران خود، انجام دهید، این است که عملکرد آن را تست کنید.

معیار (HPL(High Performance Lynpack  انتخاب محبوبی برای اندازه گیری سرعت محاسبات خوشه است. با تمامی بهینه سازی های ممکنِ کامپایلرتان که برای معماری انتخابی شما ارائه می دهد، نیاز دارید آن را از منبع کامپایل کنید. البته باید از منبع با تمام گزینه های بهینه سازی برای پلتفرم خود کامپایل کنید.

برای مثال، اگر با استفاده از پردازنده های AMD، با Open64 با سطح بهینه سازی 0fast کامپایل کنید.

نتایج خود را در TOP500.org مقایسه کنید!

اطلاعات مطلب

  • آموزشی
  • 1,197 بازدید
  • (5 votes, average: 5٫00 out of 5)
    Loading...
  • آخرین ویرایش توسط : مهدی هاتفی نیا - چهارشنبه, ۰۹ خرداد ۹۷, ۲:۲۵ ب.ظ
  • دریافت فایل

دیدگاه کاربران

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *


مطالب تصادفی پر بازدید