Raqamli texnologiyalar vazirligi muhammadal-xorazmiy nomidagi

III-BOB. KLASTERLI HISOBLASH TIZIMLARI

3.1. Klasterli hisoblash tizimlarini o’rganish

Klaster hisoblash tizimlari MPA tizimlari arxitekturasiga xos g'oyalar rivojlanishining davomi bo'ldi. Agar MPA tizimida protsessor moduli to'liq hisoblash tuguni vazifasini bajarsa, klaster tizimlarida bunday hisoblash tugunlari sifatida sotiladigan kompyuterla ishlatiladi. Aloqa texnologiyalarining rivojlanishi, ya'ni tezkor tarmoq uskunalari va maxsus dasturiy kutubxonalarning paydo bo'lishi, masalan, standart tarmoq protokollari orqali xabarlarni uzatish mexanizmini amalga oshiradigan MPI (Message Passing Interface). Hozirgi vaqtda laboratoriyada yoki kompyuterlarning hisoblash quvvatini birlashtirish orqali ko'plab kichik klaster tizimlari yaratilmoqda.
Klaster texnologiyalarining jozibali xususiyati shundaki, ular kerakli ko'rsatkichlarga erishish uchun heterojen tizimlarni yaratishga imkon beradi, ya'ni har xil turdagi kompyuterlarni birlashgan hisoblash tizimlariga, shaxsiy kompyuterlardan kuchli superkompyuterlarga qadar. Klaster texnologiyalari ommaviy ishlab chiqarish tarkibiy qismlaridan superkompyuter sinfidagi tizimlarni yaratish vositasi sifatida keng tarqaldi, bu hisoblash tizimining narxini sezilarli darajada pasaytiradi.
Penn State University aerokosmik muhandisligi professori Lyle Longning fikricha, nisbatan arzon klasterli hisoblash tizimlari ilmiy tashkilotlarda qimmat superkompyuterlarga muqobil bo'lib xizmat qilishi mumkin. Uning rahbarligida universitetda COCOA klasteri qurildi. Ushbu loyiha doirasida 25 ta ish olib borilmoqda har birida ikkita Pentium II / 400 MGts protsessorlari, 512 MB RAM, 4 GB SCSI qattiq disk va tezkor chekilgan tarmoq adapteri bo'lgan DELL barrel stantsiyalari.
Klaster tizimlarining superkompyuterlardan ustunligi shundaki, ularning egalari yirik superkompyuter markazlarida bo'lgani kabi protsessor vaqtini boshqa foydalanuvchilar bilan bo'lishishi shart emas.


3.2 Klasterli hisoblash tizimlarni qurish

Albatta, ushbu tizimlarning to'liq ekvivalenti haqida gapirishning hojati yo'q. Ma'lumki, taqsimlangan xotiraga ega tizimlarning ishlashi kommutatsiya muhitining ishlashiga juda bog'liq bo'lib, uni ikkita parametr bilan tavsiflash mumkin: kechikish - xabarni yuborishda kechikish vaqti va tarmoqli kengligi - axborot uzatish tezligi. Masalan, Cray T3D kompyuteri uchun bu parametrlar navbati bilan 1 mk va 480 Mb / s ni tashkil qiladi va Fast Ethernet tarmog'i kommutatsiya vositasi sifatida ishlatiladigan klaster uchun bu parametrlar 100 mk va 10 Mb / s ni tashkil qiladi. Bu qisman superkompyuterlarning juda

yuqori narxini tushuntiradi. Ko'rib chiqilayotgan klaster kabi parametrlar bilan, juda ko'p miqdordagi protsessorlarda samarali echilishi mumkin bo'lgan juda ko'p vazifalar mavjud emas.
Yuqoridagilardan kelib chiqib, biz ta'rif beramiz: klaster - bu bitta hisoblash manbai sifatida ishlatiladigan o'zaro bog'liq bo'lgan to'liq kompyuterlarning to'plamidir. Klaster tugunlari sifatida bir xil (bir hil klasterlar) va har xil (heterojen klasterlar) kompyuterlardan foydalanish mumkin. Arxitekturasiga ko'ra, klasterli hisoblash tizimi erkin bog'langan. Klasterlarni yaratish uchun odatda oddiy bitta protsessorli shaxsiy kompyuterlar yoki ikkita yoki to'rt protsessorli SMP serverlardan foydalaniladi. Bu tugunlarning tarkibi va arxitekturasiga cheklovlar qo'ymaydi. Tugunlarning har biri o'z operatsion tizimi ostida ishlashi mumkin. Eng ko'p ishlatiladigan standart operatsion tizimlar Linux, FreeBSD, Solaris, Tru64 Unix, Windows NT.