Cela rend un modèle multiprocesseur attrayant si vous souhaitez utiliser votre superordinateur pour exécuter des applications multithread traditionnelles telles que des outils de rendu 3D ou des encodeurs multimédias.
Former un cluster
L'approche multiprocesseur a ses limites. Une fois que vous avez installé vos deux processeurs coûteux dans votre carte mère coûteuse, il n'y a presque aucune possibilité d'expansion organique ; vous pouvez installer plus de RAM ou échanger vos processeurs contre une paire de modèles plus puissants, mais en gros, vous avez un système fermé. Une approche plus flexible est le clustering.
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Un cluster est un groupe d'ordinateurs, généralement connectés via un réseau local, qui agit comme s'il s'agissait d'un système unique.
Un cluster de calcul peut être considéré comme un macrocosme d'un système multiprocesseur, avec plusieurs ordinateurs physiques travaillant sur leurs tâches individuelles en parallèle
Les clusters peuvent être utilisés à toutes sortes de fins, telles que l'équilibrage de charge et la tolérance aux pannes pour les services réseau, mais le modèle se prête particulièrement bien aux applications de supercalcul. En effet, une approche de clustering a été la base de la plupart des supercalculateurs les plus connus de l'histoire, y compris l'ordinateur K de Fujitsu, le meilleur au monde.
La philosophie derrière le clustering de supercalculateurs est simple. Une machine physique (ou virtuelle) est configurée comme système maître ou nœud principal, et c'est sur ce système que s'exécute le code principal de l'application. Les autres nœuds ne font que s'asseoir et attendre que le système maître leur délègue les charges de travail ; lorsque ceux-ci sont reçus, ils font le travail et renvoient les résultats le plus rapidement possible.
Un cluster de calcul peut être considéré comme un macrocosme d'un système multiprocesseur, avec plusieurs ordinateurs physiques travaillant en parallèle sur leurs tâches individuelles.
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La différence est que des nœuds peuvent être ajoutés à votre cluster, ou supprimés de celui-ci, aussi facilement que de connecter un nouveau PC à un réseau ; et, de plus, il n'y a aucune exigence pour le matériel du nœud d'utiliser une architecture particulière.
Si vous le souhaitez, vous pouvez assembler un cluster à partir d'une multitude de systèmes, notamment des netbooks, des ordinateurs portables, des stations de travail et des serveurs hautes performances. La seule exigence est que chaque nœud exécute un logiciel client approprié.
On peut soutenir que les exemples les plus connus de clusters informatiques sont les projets [email protected] et [email protected] - mais le terme cluster implique plus généralement un système géré de manière centralisée (les projets qui combinent la puissance d'ordinateurs distants sont plutôt appelés ).
Les nœuds d'un cluster sont également généralement connectés via un lien beaucoup plus rapide qu'une connexion Internet ordinaire, afin de minimiser la latence impliquée dans l'envoi de charges de travail dans les deux sens. Dans votre cluster domestique, cela peut être Gigabit ou 10GbE ; l'ordinateur K utilise une interconnexion propriétaire appelée Tofu, qui fournit 100 Go/s de bande passante.
En savoir plus
Codage de supercalculateur
Les clusters Windows peuvent être assemblés assez facilement à l'aide du système d'exploitation Windows HPC Server 2008, et Microsoft fournit des directives pour la création d'applications prenant en charge les clusters qui utiliseront les ressources du cluster lorsqu'elles seront exécutées sur un tel système. Alternativement, il existe diverses distributions Linux gratuites conçues pour le clustering, telles que openMosix et ClusterKnoppix. Ceux-ci offrent une expérience conviviale qui permet de configurer presque sans effort un cluster de toute taille à l'aide du système populaire Beowulf.
Quelle que soit la route que vous choisissez, cependant, une limitation que vous êtes susceptible de rencontrer est le manque d'applications préexistantes conçues pour utiliser les ressources du cluster. Ce n'est pas nécessairement un problème, car les tâches du superordinateur sont généralement effectuées par du code sur mesure.
Cartes complémentaires
L'approche de cluster est flexible, mais assez coûteuse - cela signifie essentiellement laisser un ordinateur entier allumé et consommer de l'énergie lorsque vous n'utilisez généralement que quelques fonctions du processeur.
Une approche plus économe en énergie consiste à monter un grand nombre de cœurs de processeur sur une carte d'extension et à utiliser ces cœurs comme cluster virtuel.
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