Вычислительный кластер
Большинство существующих в мире вычислительных кластеров работают под управлением операционных систем семейства UNIX. Среди них имеются как свободно распространяемые системы, так и коммерческие системы с развитой технической поддержкой с применением соглашения об уровне обслуживания (SLA). Сочетание производительности и наличия гарантий решения проблем, получения необходимых обновлений и исправлений делает коммерческие UNIX-платформы оптимальным выбором для построения высокопроизводительных кластеров. Немаловажным фактором является тщательный подбор компонентов кластера и тестирование на совместимость с конкретными версиями операционных систем: дорогостоящие и высокотехнологичные компоненты должны пройти тщательное предварительное тестирование и проверку на производительность.
Разработка приложений для вычислительного кластера осуществляется с помощью свободно распространяемых библиотек и компиляторов, существует ряд утилит, позволяющих обеспечить удаленный мониторинг загруженности вычислительных узлов и доступ для копирования данных и запуска исполняемых модулей. Существует большое количество пособий и ресурсов, посвященных разработке и оптимизации программных модулей для параллельных вычислений.
Физическая реализация платформы представлена в нескольких высокопроизводительных серверах в различных вариантах исполнения: в виде стандартных 1U серверов, либо в виде серверов-лезвий (blade servers) для оптимизации размещения большого количества серверных узлов. Ключевым компонентом любого вычислительного кластера является шина передачи данных между вычислительными узлами, которая должна обеспечивать крайне высокую скорость обмена информацией. Построение платформы подразумевает широкий выбор возможных компонентов и модулей – от процессоров и оперативной памяти до систем хранения и компонентов высокоскоростных сетей Infiniband, что позволяет произвести полный комплект оборудования на одной сборочной линии и установить операционную системы на этапе производства. Для организации систем хранения информации могут использованы NAS-хранилища.
Область применения
Выделяется три основных класса потребителей вычислительных кластерных решений: промышленные предприятия, занимающиеся разведкой и добычей полезных ископаемых, машиностроением, производством лекарственных препаратов; научные институты и университеты; пользователи кластерных баз данных. Использование UNIX-платформ может дать ценовые преимущества в виде оптимизации начальных затрат на приобретение программного обеспечения и реализовать максимальную производительность. Кроме этого, часть специализированного программного обеспечения для вычислительных кластеров работает только на UNIX-платформах.
Сферы приминения HPC-кластеров:
Добывающая промышленность, нефтегазовые компании
Разработка электронных компонентов
Научные отраслевые институты
Высшие учебные заведения
Конструкторские бюро
Атомная энергетика
Фармацевтика и разработка новых лекарств
Погодное прогнозирование и метеоанализ
Статистические управления
Аналитические центры обработки информации
Логистическая обработка данных
Функциональная схема:
