ITKN.RU
Информационные технологии и
коммуникации
ЗВОНИТЕ: +7(495)989-22-01
0
Элемента (ов)
Главное меню

Вычислительные кластеры


Вычислительный кластер – это набор узлов, предназначенных для решения распределенных задач в параллельном режиме, с производительностью в сотни миллиардов операций в секунду. Каждый вычислительный узел имеет свою оперативную память и работает под управлением своей операционной системы.

Для того чтобы создать вычислительный кластер, который полностью будет решать поставленные перед организацией задачи, требуется определенный опыт и знания, поэтому в данной ситуации обязательно потребуется помощь квалифицированного специалиста компании «ИТК».

Узлы объединены высокопроизводительной коммуникационной сетью, обладающей минимальными задержками и широкой полосой пропускания информации.

Выполняемые на кластере приложения должны быть адаптированы для использования в кластерном окружении, чтобы получить преимущества по производительности.

Применение такого оборудования необходимо во множестве направлений фундаментальной науки и прикладных расчетах. Требуется применение высокопроизводительных вычислений для таких задач, как моделирование физических процессов, решение математических уравнений, расчеты геологических пластов, аэродинамика и гидродинамика, инженерные расчеты, когнитивный анализ и многие другие области.

Вычислительный кластер на основе Unix-подобных систем

Многие из существующих в мире вычислительных кластеров работают под управлением операционных систем семейства UNIX. Среди них имеются как свободно распространяемые системы, так и коммерческие системы.

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.

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 и тестирование на совместимость с конкретными версиями операционных систем: дорогостоящие и высокотехнологичные компоненты должны пройти тщательное предварительное тестирование и проверку на производительность.

Разработка приложений осуществляется с помощью свободно распространяемых библиотек и компиляторов, существуют утилиты, позволяющие 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.

Вычислительный кластер на базе Microsoft HPC Server 2008

Вычислительные кластеры на базе Windows HPC Server 2008 повышают эффективность работы пользователей и облегчает задачу администратора кластера. Данное решение позволяет достичь максимальной продуктивности работы с HPC-системами за счет интеграции с остальной инфраструктурой организации, а также увеличить скорость вычислений на 30% по сравнению с предыдущей версией решения -– Windows Compute Cluster Server 2003.

Полностью 64-разрядная архитектура и усовершенствованные протоколы обмена информацией вместе с удобными инструментами управления и мониторинга, механизмом создания сценариев командной строки дают широкие перспективы использования кластерной платформы Microsoft HPC Server 2008. Наличие стандартных инструментов по разработке приложений в Microsoft Visual Studio 2008 позволяет осуществлять разработку приложений гораздо быстрее с полной гарантией интеграции.

Кластер для расчета трехмерных моделей и сцен

Такие популярные пакеты по созданию трехмерной графики, как 3dMax и Maya, могут потребоваться значительные вычислительные ресурсы для рендеринга сцен и моделей. C нарастанием сложности трехмерных сцен и объектов стали актуальны системы, которые позволяют распределять вычисления по нескольким узлам и значительно сокращать время на рендеринг.

Реализация распределенных вычислений возможна с использованием функций, встроенных в базовые программные продукты, с использованием дополнительных модулей и использованием специализированных систем с применением центрального управляющего сервера. Для каждой задачи производится анализ существующих аппаратных мощностей, включая использующиеся рабочие станции, а также на основании потребностей и запланированного бюджета вырабатывается вариант распределенной вычислительной фермы.

Вычислительный кластер данного типа не является выделенным ресурсом, и каждый узел используется как рабочее место дизайнера. Важным фактором в построении кластера является аппаратная идентичность вычислительных узлов и пропускная способность локальной сети, иначе можно столкнуться с существенным снижением производительности.

Объединение однотипных рабочих станций, используемых в работе дизайнерами, в производительный кластер позволит создать вычислительную сеть для расчета трехмерных моделей и сцен и равномерно задействовать процессорное время. Это достигается за счет использования специализированных агентов, устанавливаемых на каждую рабочую станцию, общей координацией работы и предоставлением общего доступа к требующимся ресурсам на управляющем сервере.

Управляющее программное обеспечение позволяет задавать приоритеты каждому заданию рендеринга с возможностью просчета нескольких десятков сцен последовательно или одновременно. Возможно выполнение заданий сетевого рендеринга в ночные часы и выходные дни с максимальным приоритетом, в то время как в бизнес-часы приоритет может быть меньше для снижения влияния просчета сцен на работу сотрудников. Чем больше компьютеров находится в вычислительной сети, тем меньше времени требуется на просчет сцен и моделей.