Назначение вычислительного кластера - Администрирование параллельных процессов

Кластеры используются в вычислительных целях, в частности в научных исследованиях. Для вычислительных кластеров существенными показателями являются высокая производительность процессора на операциях над числами с плавающей точкой (Flops) и низкая латентность объединяющей сети, и менее существенными -- скорость операций ввода-вывода, которая в большей степени важна для баз данных и web-сервисов. Вычислительные кластеры позволяют уменьшить время расчетов, по сравнению с одиночным компьютером, разбивая задание на параллельно выполняющиеся ветки, которые обмениваются данными по связывающей сети. Одна из типичных конфигураций -- набор компьютеров, собранных из общедоступных компонентов, с установленной на них операционной системой Linux, и связанных сетью Ethernet, Myrinet, InfiniBand или другими относительно не дорогими сетями. Такую систему принято называть кластером Beowulf. Специально выделяют высокопроизводительные кластеры (Обозначаются англ. аббревиатурой HPC Cluster -- High-performance computing cluster).

Beowulf (Beowolf) -- кластер, который состоит из широко распространенного аппаратного обеспечения, работающий под управлением операционной системы, распространяемой с исходными кодами (например, GNU/Linux или FreeBSD).

Особенностью такого кластера также является масштабируемость, то есть возможность увеличения количества узлов системы с пропорциональным увеличением производительности. Узлами в кластере могут служить любые серийно выпускаемые автономные компьютеры, количество которых может быть от 2 до 1024 и более. Для передачи информации между узлами обычно используются протоколы MPI или PVM.

Вычислительный кластер кафедры АИС создается для параллельных вычислений. Круг задач решаемых в процессе функционирования кластера обширен. Далее представлены наиболее распространенные классы задач, которые можно эффективно распараллелить:

    1. Цикл для вычисления элементов одномерного массива, когда его элементы представлены довольно сложным выражением. 2. При решение алгебраических вычислений над матрицами, которые решаются при исполнении вложенных циклов. 3. Алгоритм решения системы дифференциальных уравнений можно распараллелить на кластере. 4. Вычисления при решении граничных и эволюционных задач для сложных волновых структур с физическими средами, обладающими пространственно-временной зависимостью электродинамических параметров. 5. Решения задач неорганической химии, связанные с квантовыми расчетами твердого тела и моделирования структуры вещества методами молекулярной динамики. 6. Прикладные расчеты нагружения деформируемых тел, обладающих сложными реологическими свойствами, течений жидкости и газа с сопутствующими теплофизическими процессами.

Похожие статьи




Назначение вычислительного кластера - Администрирование параллельных процессов

Предыдущая | Следующая