Кластерные системы
ин из коммутаторов, но нет
необходимости в соединении всех узлов через единый коммутатор. Благодаря
оптимизации программного обеспечения под архитектуру AMD и топологии FNN
удалось добиться рекордного соотношения цена/производительность – 650 долл.
за 1 GFLOPS.
Идея разбиения кластера на разделы получила интересное воплощение в проекте
Chiba City [6], реализованном в Аргоннской Национальной лаборатории.
Главный раздел содержит 256 вычислительных узлов, на каждом
из которых установлено два процессора Pentium III/500 МГц, 512 Мбайт
оперативной памяти и локальный диск емкостью 9 Гбайт. Кроме вычислительного
раздела в систему входят раздел визуализации (32 персональных компьютера
IBM Intellistation с графическими платами Matrox Millenium G400, 512 Мбайт
оперативной памяти и дисками 300 Гбайт), раздел хранения данных (8 серверов
IBM Netfinity 7000 с процессорами Xeon/500 МГц и дисками по 300 Гбайт) и
управляющий раздел (12 компьютеров IBM Netfinity 500). Все они объединены
сетью Myrinet, которая используется для поддержки параллельных приложений,
а также сетями Gigabit Ethernet и Fast Ethernet для управляющих и служебных
целей. Все разделы делятся на «города» (town) по 32 компьютера. Каждый из
них имеет своего «мэра», который локально обслуживает свой «город», снижая
нагрузку на служебную сеть и обеспечивая быстрый доступ к локальным
ресурсам.
Кластерные проекты в России
В России всегда была высока потребность в высокопроизводительных
вычислительных ресурсах, и относительно низкая стоимость кластерных
проектов послужила серьезным толчком к широкому распространению подобных
решений в нашей стране. Одним из первых появился кластер «Паритет»,
собранный в ИВВиБД и состоящий из восьми процессоров Pentium II, связанных
сетью Myrinet. В 1999 году вариант кластерного решения на основе сети SCI
был апробирован в НИЦЭВТ, который, по сути дела, и был пионером
использования технологии SCI для построения параллельных систем в России.
Высокопроизводительный кластер на базе коммуникационной сети SCI,
установлен в Научно-исследовательском вычислительном центре Московского
государственного университета [7]. Кластер НИВЦ включает 12
двухпроцессорных серверов «Эксимер» на базе Intel Pentium III/500 МГц, в
общей сложности 24 процессора с суммарной пиковой производительностью 12
млрд. операций в секунду. Общая стоимость системы – около 40 тыс. долл. или
примерно 3,33 тыс. за 1 GFLOPS.
Вычислительные узлы кластера соединены однонаправленными каналами сети SCI
в двумерный тор 3x4 и одновременно подключены к центральному серверу через
вспомогательную сеть Fast Ethernet и коммутатор 3Com Superstack. Сеть SCI –
это ядро кластера, делающее данную систему уникальной вычислительной
установкой суперкомпьютерного класса, ориентированной на широкий класс
задач. Максимальная скорость обмена данными по сети SCI в приложениях
пользователя составляет более 80 Мбайт/с, а время латентности около 5,6
мкс. При построении данного вычислительного кластера использовалось
интегрированное решение Wulfkit, разработанное компаниями Dolphin
Interconnect Solutions и Scali Computer (Норвегия).
Основным средством параллельного программирования на кластере является MPI
(Message Passing Interface) версии ScaMPI 1.9.1. На тесте LINPACK при
решении системы линейных уравнений с матрицей размера 16000х16000 реально
полученная производительность составила более 5,7 GFLOPS. На тестах пакета
NPB производительность кластера сравнима, а иногда и превосходит
производительность суперкомпьютеров семейства Cray T3E с тем же самым
числом процессоров.
Основная область применения вычислительного кластера НИВЦ МГУ – это
поддержка фундаментальных научных исследований и учебного процесса.
Из других интересных проектов следует отметить решение, реализованное в
Санкт-Петербургском университете на базе технологии Fast Ethernet [8]:
собранные кластеры могут использоваться и как полноценные независимые
учебные классы, и как единая вычислительная установка, решающая единую
задачу. В Самарском научном центре
пошли по пути создания неоднородного вычислительного кластера, в составе
которого работают компьютеры на базе процессоров Alpha и Pentium III. В
Санкт-Петербургском техническом университете собирается установка на основе
процессоров Alpha и сети Myrinet без использования локальных дисков на
вычислительных узлах. В Уфимском государственном авиационном техническом
университете проектируется кластер на базе двенадцати Alpha-станций, сети
Fast Ethernet и ОС Linux.
| |  скачать работу |
Кластерные системы |
