КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Персональные суперкомпьютерыВ настоящее время суперкомпьютер можно приобрести и в личное пользование. Так, например, фирма «Серверные системы» предлагает персональный суперкомпьютер STSS Flagman WX240T.2, построенный на процессорах Intel Xeon и графических процессорах NVIDIA Tesla. (Слайд 21) Графические процессоры (вычислители) NVIDIA Tesla объединяют 1792 параллельных процессорных ядра и способны обрабатывать тысячи параллельных потоков, достигая суммарной пиковой производительности в 4 Терафлопа на операциях с одинарной точностью и 2 Терафлопа на операциях с двойной точностью.
Основные характеристики:
В минимальной конфигурации – однопроцессорная система
· 4-х ядерный процессор Intel Xeon 5630 2.53 GHz · два суперкомпьютерных вычислителя NVIDIA Tesla C2040 · – стоимость около 8500 у.е.
В максимальной конфигурации – двухпроцессорная система
· два 6-ти ядерных процессора IntelXeon 5690 3.73 GHz · четыре суперкомпьютерных вычислителя NVIDIA Tesla C2070 · до 96GB оперативной памяти DDR3 · дисковая подсистема (8 жёстких дисков SATA 3000 GB -общая емкость 24 ТВ) с поддержкой «горячей замены» · – стоимость около 30000 у.е. (данные – декабрь 2011 года)
3. Типовые вычислительные структуры - кластерные системы
Вычислительные системы как мощные средства обработки заданий пользователей широко используются не только автономно, но и в сетях ЭВМ в качестве серверов. С увеличением размеров сетей и их развитием возрастают плотности информационных потоков, нагрузка на средства доступа к сетевым ресурсам и на средства обработки заданий. Круг задач, решаемый серверами, постоянно расширяется, становится многообразным и сложным. Чем выше ранг сети, тем более специализированными они становятся. Администраторы сетей должны постоянно наращивать их мощь и количество, оптимизируя характеристики сети под возрастающие запросы пользователей. В сетях первых поколений серверы строились на основе больших и очень дорогих ЭВМ (mainframe), выпускаемых целым рядом компаний: Compaq, IBM, Hewlett-Packard. Все они работали под управлением ОС Unix и способны были объединяться для совместной работы. Успехи микроэлектроники, повсеместное применение ПК, широкое распространение Интернет - Интранет технологий позволили перейти к более простым и дешевым системам. Одним из перспективных направлений здесь является кластеризация, то есть технология, с помощью которой несколько серверов, сами являющиеся вычислительными системами, объединяются в единую систему более высокого ранга для повышения эффективности функционирования системы в целом. Другими словами, отдельные, независимые суперкомпьютеры вытесняются группами высокопроизводительных серверов, объединяемых в т.н. кластер.
Удобство построения кластерных ВС - возможность гибко регулировать необходимую производительность системы, подключая к кластеру с помощью специальных аппаратных и программных интерфейсов обычные серийные серверы до тех пор, пока не будет получен суперкомпьютер требуемой мощности. Кластеризация (Слайд 22)позволяет манипулировать группой серверов как одной системой, упрощая управление и повышая надежность. Целями построения кластеров служат:
· улучшение масштабируемости (способность к наращиванию мощности); · повышение надежности и готовности системы в целом; · увеличение суммарной производительности; · эффективное перераспределение нагрузок между компьютерами кластера; · эффективное управление и контроль работы системы и т.п. Улучшение масштабируемости (способность к наращиванию мощности)предусматривает, что все элементы кластера имеют аппаратную, программную и информационную совместимость, что дает возможность при добавлении новых процессоров, дисковых систем и пр. увеличить производительность и надежность системы. Масштабируемость используемых SMP- и МРР- структур достаточно ограничена. При большом числе процессоров в SMP-структурах (SMP — Shared Memory multiprocessing, - технологиямультипроцессирования с разделением памяти- см. п.2) возрастает число конфликтов при обращении к общей памяти. В МРР- структурах (МРР- Mass-ParallelProcessing - система с массовым параллелизмом - каждый процессор системы имеет собственную память - см. п.2)плохо решаются задачи преобразования и разбиения приложений на отдельные задания процессорам. В кластерах же администраторы сетей получают возможность увеличивать пропускную способность сети за счет включения в него дополнительных серверов даже уже из числа работающих с учетом того, что балансировка и оптимизация нагрузки будут выполняться автоматически. Проблема обеспечения доступа любого сервера к любому блоку как оперативной, так и дисковой памяти успешно решается, например, объединением систем SMP- архитектуры на базе автономных серверов для организации общего поля оперативной памяти и использованием дисковых систем RAID для внешней памяти. Повышение надежности и готовности системы в целомобеспечивается избыточностью, изначально заложенной в кластеры. Основой этого служит возможность каждого сервера кластера работать автономно, но в любой момент он может переключиться на выполнение работ другого сервера в случае его отказа. Коэффициент готовности систем (по Пятибратову) рассчитывается по формуле:
КТ = Тр1(Тр+Т0),
где Тр - полезное время работы системы;
|