Как да създадем суперкомпютър от 10 компютъра

Въведение

Суперкомпютрите се създават в отговор на нуждата от огромна изчислителна мощ. Приложения като медицински изследвания и прогнози за времето са само два от многото реални примери, където тази технология е незаменима. Според списъка Top 500, над 78 % от най‑мощните системи в света работят под Linux – операционна система с отворен код, която позволява свободен достъп до изходния код и е предпочитана в повечето проекти за събиране на компютри.

Стъпка 1 – Подготовка на главния възел

Изберете най‑мощния от десетте компютъра и го определете като главен възел (master). Инсталирайте Linux и необходимите пакети – най‑важните са NFS (Network File System) за споделяне на файлове и SSH (Secure Shell) за безопасно отдалечено управление.

Стъпка 2 – Инсталиране на MPI

На главния възел инсталирайте библиотеката за предаване на съобщения (MPI). Популярен избор е LAM‑MPI, но може да използвате и OpenMPI или друга отворена реализация. Ако има готови пакети за вашата дистрибуция, инсталирайте ги; в противен случай ще трябва да компилирате софтуера от изходния код.

Стъпка 3 – Конфигуриране на помощните възли

На останалите девет компютъра също инсталирайте Linux, NFS и SSH. Не е необходимо да добавяте допълнителни пакети – всичко се управлява от главния възел след стартиране на клъстъра.

Проверка на инсталацията

Рестартирайте всички машини и се уверете, че се стартират без проблеми. От главния възел се опитайте да се свържете с всеки от помощните възли чрез SSH. Ако всичко работи, стартирайте вашето MPI приложение (LAM‑MPI, OpenMPI и др.).

Съвети

• Осигурете достатъчно захранване за десетте компютъра, мрежовия превключвател, монитор и периферия. Проверете дали електрическата верига поема натоварването и помислете за UPS, особено ако системата се използва в професионална среда.
• Подредете компютрите така, че всеки да има добър въздушен поток. Ако нямате сървърен шкаф, уверете се, че вентилаторите не са блокирани и няма прегряване.
• Прочетете внимателно ръководствата и бележките към софтуера, който избирате. Настройването на 10‑компютърен клъстер изисква внимание към детайлите.

Внимание

• Добавянето на такъв клъстер към офисна или академична мрежа може да увеличи трафика и да повлияе на работата на другите устройства. Уверете се, че мрежовата инфраструктура е проектирана да поеме допълнителното натоварване.

Необходими материали

• 10 работни станции с процесор Intel i586 или по-нов, или еквивалентен AMD процесор, и мрежови карти.
• Мрежов превключвател (switch) с минимум 11 порта, предпочитано 16‑портов.
• Монитор и клавиатура за настройка.
• Linux дистрибуция.
• MPI библиотека (LAM‑MPI, OpenMPI и др.).