Isi

• Langkah
• Tips
• Peringatan

Mencari mesin yang mampu melakukan ratusan triliun kalkulasi floating point per detik? Atau apakah Anda hanya ingin membual kepada teman tentang superkomputer yang dipasang di kamar Anda? Membangun cluster komputasi berkinerja tinggi, atau superkomputer, adalah tantangan yang dapat dicapai oleh setiap penggemar dengan akhir pekan gratis dan sejumlah uang yang tersisa. Secara teknis, superkomputer multiprosesor adalah jaringan komputer yang bekerja sama untuk memecahkan suatu masalah. Artikel ini akan menjelaskan secara singkat setiap langkah dalam proses, dengan fokus pada perangkat keras dan perangkat lunak.

Langkah

1. 

   Tentukan dulu komponen perangkat keras dan sumber daya yang dibutuhkan. Anda memerlukan node kepala, setidaknya 12 node jaringan yang identik, sakelar Ethernet, unit distribusi daya, dan rak. Tentukan kebutuhan listrik, pendingin, dan ruang. Juga putuskan alamat IP mana yang Anda inginkan untuk jaringan pribadi Anda, bagaimana memberi nama node, paket perangkat lunak mana yang ingin Anda instal dan teknologi mana yang akan digunakan untuk melakukan komputasi paralel (lebih lanjut tentang itu nanti).
   • Meskipun perangkat kerasnya mahal, semua program yang tercantum dalam panduan ini gratis, dan kebanyakan dari mereka adalah sumber terbuka.
   • Jika Anda ingin melihat seberapa cepat superkomputer Anda secara teoritis, gunakan alat ini: http://hpl-calculator.sourceforge.net/

2. 

   
   
   Buat node. Anda perlu memasang node atau membeli server yang telah dirakit sebelumnya.
   • Pilih sasis server yang memaksimalkan ruang, pendinginan, dan penggunaan daya.
   • Anda juga dapat menggunakan beberapa server lama - yang total biayanya akan lebih besar daripada jumlah bagiannya, tetapi Anda masih akan menghemat banyak. Semua prosesor, adaptor jaringan, dan motherboard harus identik agar sistem dapat bekerja dengan baik. Tentunya, pastikan untuk menyertakan RAM dan penyimpanan pada setiap node dan setidaknya satu drive optik untuk node kepala.

3. 

   
   
   Pasang server di rak. Mulailah dari bawah, agar bagian atasnya tidak terlalu berat. Anda akan membutuhkan bantuan dari teman-teman Anda untuk ini - server yang padat bisa sangat berat, dan membimbing mereka di sepanjang jalur yang menahan mereka itu sulit.

4. 

   Pasang sakelar Ethernet di atas sasis server. Luangkan waktu ini untuk mengkonfigurasi sakelar: aktifkan ukuran bingkai jumbo sebesar 9000 byte, setel alamat IP ke alamat statis yang ditentukan di langkah pertama, dan nonaktifkan protokol perutean yang tidak perlu, seperti Pengintai SMTP.

5. 

   
   
   Pasang unit distribusi daya. Bergantung pada berapa banyak arus yang dibutuhkan node pada beban penuh, Anda mungkin memerlukan 220 volt untuk komputasi berkinerja tinggi.

6. 

   Dengan semua yang terinstal, Anda dapat memulai proses konfigurasi. Linux adalah OS yang ideal untuk cluster HPC - tidak hanya lingkungan yang ideal untuk komputasi ilmiah, Linux juga gratis untuk diinstal pada ratusan atau bahkan ribuan node. Bayangkan berapa biaya untuk menginstal Windows di semua node ini?
   • Mulailah dengan menginstal versi terbaru dari BIOS motherboard dan firmware, yang harus identik pada semua node.
   • Instal versi Linux favorit Anda di setiap node, dengan antarmuka grafis di node kepala. Pilihan populer termasuk CentOS, OpenSuse, Scientific Linux, RedHat, dan SLES.
   • Anda juga dapat menggunakan Distribusi Cluster Rocks. Selain menginstal semua alat yang diperlukan agar cluster berfungsi, Rocks menggunakan metode yang sangat baik untuk mendistribusikan beberapa instance itu sendiri ke node dengan sangat cepat menggunakan boot PXE dan prosedur 'Kick Start' Red Hat.

7. 

   Instal antarmuka perpesanan, manajemen sumber daya, dan pustaka lain yang diperlukan. Jika Anda tidak menginstal Rocks pada langkah sebelumnya, Anda perlu mengkonfigurasi perangkat lunak yang diperlukan secara manual untuk mengaktifkan mekanisme komputasi paralel.
   • Pertama, Anda memerlukan sistem manajemen skala besar portabel, seperti Torque Resource Manager, yang memungkinkan Anda membagi dan mendistribusikan tugas ke beberapa mesin.
   • Pasangkan Torsi dengan Maui Cluster Scheduler untuk menyelesaikan penginstalan.
   • Selanjutnya, Anda perlu menginstal antarmuka transmisi pesan, yang diperlukan untuk proses individual dari node yang berbeda untuk berbagi data yang sama. OpenMP mudah digunakan.
   • Jangan lupakan perpustakaan matematika multi-threading untuk program komputasi paralel. Ini benar-benar lebih mudah jika Anda menginstal Rocks.

8. 

   Hubungkan node komputer. Kepala node mengirimkan tugas ke node komputer, yang kemudian perlu mengirim hasilnya kembali, serta mengirim pesan satu sama lain. Lebih cepat lebih baik.
   • Gunakan jaringan ethernet pribadi untuk menghubungkan semua node di cluster.
   • Node kepala juga dapat bertindak sebagai server NFS, PXE, DHCP, TFTP, dan NTP melalui jaringan Ethernet.
   • Anda perlu memisahkan jaringan ini dari jaringan publik, yang memastikan bahwa paket transmisi tidak akan mengganggu jaringan lain di LAN Anda.

9. 

   Uji cluster. Hal terakhir yang ingin Anda lakukan sebelum melepaskan semua kekuatan komputasi itu kepada pengguna Anda adalah menguji kinerja mereka. Tolok ukur HPL (High Performance Lynpack) adalah pilihan populer untuk mengukur kecepatan komputasi cluster. Anda perlu mengkompilasinya dari sumber dengan semua kemungkinan optimasi yang ditawarkan oleh compiler untuk arsitektur yang dipilih.
   • Jelas, Anda perlu mengkompilasi dari sumber dengan semua kemungkinan pengoptimalan untuk platform Anda. Misalnya, saat menggunakan CPU AMD, kompilasi dengan Open 64 dengan -0tingkat pengoptimalan cepat.
   • Bandingkan hasil di TOP500.org untuk membandingkan cluster Anda dengan 500 superkomputer tercepat di dunia!

Tips

• IPMI dapat membuat pengelolaan cluster besar menjadi mudah, menyediakan KVM-over-IP, relai pemrosesan jarak jauh, dan banyak lagi.
• Untuk mencapai kecepatan jaringan yang sangat tinggi, cari antarmuka jaringan InfiniBand. Namun, harganya tidak terlalu terjangkau.
• Gunakan Ganglia untuk memantau beban komputasi pada node.

Peringatan

• Pastikan infrastruktur Anda dapat menangani beban yang dibebankan padanya.