Τι είναι ένα σύμπλεγμα;

Πολλοί άνθρωποι έχουν μόνο έναν υπολογιστή για να ελέγχουν τα email και τα μέσα κοινωνικής δικτύωσης και να εκτελούν βασικές εργασίες γραφείου. Εάν αυτός είναι ο φόρτος εργασίας σας, δεν χρειάζεστε μεγάλη επεξεργαστική ισχύ. Ένας λεπτός και ελαφρύς φορητός υπολογιστής μπορεί να χειριστεί γρήγορα τις ανάγκες επεξεργασίας σας. Αυτές οι συσκευές μπορούν να έχουν επεξεργαστές που απαιτούν τόσο λίγη ισχύ που να μην χρειάζονται καν ανεμιστήρα για ενεργή ψύξη. Ωστόσο, πολλοί φόρτοι εργασίας χρειάζονται περισσότερη ισχύ από αυτήν.

Για παράδειγμα, οι υπολογιστές παιχνιδιών τείνουν να έχουν πολύ περισσότερη ψύξη για τη CPU, ειδικά τη GPU, καθώς χρειάζονται περισσότερη ισχύ και, επομένως, περισσότερη ψύξη. Άλλες εργασίες απαιτούν ακόμη περισσότερη επεξεργαστική ισχύ, δυνητικά απαιτώντας σημαντικά περισσότερη επεξεργαστική ισχύ από αυτή που μπορεί να χωρέσει σε μια τεράστια θήκη υπολογιστή.

Για να χειριστείτε εκτεταμένες απαιτήσεις επεξεργασίας, υπάρχουν μερικές επιλογές. Όλο το υλικό μπορεί να συνδεθεί όσο πιο στενά γίνεται για να δημιουργηθεί ένας μόνο υπερυπολογιστής. Εάν ο φόρτος εργασίας είναι αρκετά διακριτός, μπορείτε να εκτελέσετε "υπολογισμό πλέγματος", όπου σε διαφορετικούς υπολογιστές εκχωρούνται εργασίες και στη συνέχεια να επιστρέψετε το αποτέλεσμα. Η κατασκευή και η λειτουργία των υπερυπολογιστών είναι πολύ δαπανηρή και απαιτούν εξειδικευμένο ή ακόμα και προσαρμοσμένο λογισμικό για την καλή χρήση της θεωρητικής τους απόδοσης.

Το αρχικό κόστος, ειδικότερα, είναι σημαντικό, καθώς μπορεί να είναι πολύ δύσκολο να αναβαθμιστούν με την πάροδο του χρόνου με την εξαιρετικά ενσωματωμένη φύση. Ο υπολογισμός πλέγματος είναι πολύ φθηνότερος, αλλά λειτουργεί καλά μόνο για συγκεκριμένους φόρτους εργασίας και έχει περιορισμένη απόδοση από το διαθέσιμο υλικό. Για παράδειγμα, δεν βοηθάει να σχεδιάσετε ένα πλέγμα από μισή ντουζίνα λεπτούς και ελαφρούς φορητούς υπολογιστές.

Συγκέντρωση στο μεσαίο έδαφος

Μια μέση λύση είναι ο υπολογισμός συμπλέγματος. Ένα σύμπλεγμα υπολογιστών έχει πολλούς διαφορετικούς υπολογιστές συνδεδεμένους τοπικά μέσω δικτύωσης υψηλής ταχύτητας και μπορεί να διαχειρίζεται ως ομάδα. Η αρχιτεκτονική συμπλέγματος έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα. Για παράδειγμα, μπορείτε να προσθέσετε περισσότερους υπολογιστές στο σύμπλεγμα εάν χρειάζεστε περισσότερη επεξεργαστική ισχύ. Διαφορετικοί υπολογιστές προσθέτουν επίσης ανοχή σφαλμάτων, καθώς ένας υπολογιστής που κολλάει δεν καταστρέφει ολόκληρη την ομάδα. απλώς μειώνει την επεξεργαστική του ισχύ.

Η χρήση μιας υπερσύγχρονης σουίτας διαχείρισης επιτρέπει τη διαχείριση ολόκληρου του συμπλέγματος ταυτόχρονα ή τη στόχευση μεμονωμένων συσκευών. Αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο για την ελαχιστοποίηση των διπλότυπων ροών εργασίας σε πολλούς υπολογιστές, ενώ δεν εξαλείφεται η δυνατότητα αποσπασματικής αναβάθμισης του συμπλέγματος για τη διασφάλιση της σταθερότητας. Μια σουίτα διαχείρισης δεν μπορεί να αναλύσει ορισμένα προβλήματα που δεν μπορούν να παραλληλιστούν. Ωστόσο, η πλήρης επισκόπηση ολόκληρου του συμπλέγματος και της απόδοσής του του επιτρέπει να διαχειρίζεται τον φόρτο εργασίας καλύτερα από ό,τι ένα πλέγμα.

Ένα άλλο πλεονέκτημα των clusters είναι ότι μπορούν να έχουν σχετικά χαμηλό κόστος εγκατάστασης. Συνήθως, το υλικό εμπορευμάτων θα αποκτηθεί ρητά για το σκοπό αυτό. Το να μπορείτε να αγοράσετε έναν τυπικό υπολογιστή ή διακομιστή και να τον προσθέσετε στο σύμπλεγμα σημαίνει ότι δεν υπάρχει ιδιαίτερο επιπλέον κόστος για εξειδικευμένο υλικό. Μπορείτε επίσης να ξοδέψετε όσο το επιτρέπει ο προϋπολογισμός και να προσθέσετε περισσότερα το επόμενο τρίμηνο, για παράδειγμα.

Οι κύκλοι αναβάθμισης δεν χρειάζεται καν να προσθέσουν το ίδιο υλικό. Μπορούν να τοποθετηθούν νεότερα μοντέλα με μεγαλύτερη επεξεργαστική ισχύ. Αυτό μπορεί επίσης να γίνει χωρίς να χρειαστεί να αντικαταστήσετε τα παλιά μοντέλα. Αυτή η προσέγγιση σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να αντικαθιστάτε όλο το υλικό σε κάθε κύκλο αναβάθμισης. Μετά από μερικούς κύκλους, ωστόσο, μπορεί να αξίζει να αντικαταστήσετε τα παλαιότερα μοντέλα. Τα παλαιότερα μοντέλα θα είναι λιγότερο ενεργειακά αποδοτικά και λιγότερο ισχυρά.

Σε τι χρησιμεύουν τα συμπλέγματα;

Τα συμπλέγματα υπολογιστών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για πολλές εργασίες, με την επάρκειά τους ανάλογα με το υλικό. Για παράδειγμα, μια ομάδα υπολογιστών Raspberry Pi θα μπορούσε να συγκεντρωθεί για να λειτουργήσει ως ένας μικρός διακομιστής ιστού ή αρχείων. Πιο κοινές εφαρμογές θα ήταν μεγάλα κέντρα δεδομένων που εργάζονται ή επεξεργάζονται επιχειρηματικό ή επιστημονικό φόρτο εργασίας. Υπάρχουν και μεσαίες βάσεις. Για παράδειγμα, μια φάρμα απόδοσης που αποτελείται από μερικούς επιτραπέζιους υπολογιστές είναι επίσης ένα σύμπλεγμα υπολογιστών.

Ορισμένοι υπερυπολογιστές στη λίστα TOP500 των ταχύτερων υπερυπολογιστών είναι συμπλέγματα υπολογιστών. Ο υπολογιστής K της Ιαπωνίας είναι ένα παράδειγμα.

συμπέρασμα

Ένας υπολογιστής συμπλέγματος είναι μια ομάδα πολλών υπολογιστών σε ένα μόνο LAN. Οι κόμβοι σε ένα σύμπλεγμα έχουν σχεδιαστεί για να συνεργάζονται για την επεξεργασία κατανεμημένων φόρτων εργασίας. Οι υπολογιστές συμπλέγματος διαφέρουν από τους πιο ολοκληρωμένους μονολιθικούς υπερυπολογιστές. Ωστόσο, μπορούν επίσης να ταξινομηθούν ως υπερυπολογιστές όταν είναι αρκετά ισχυροί. Ο υπολογισμός συμπλέγματος διαφέρει επίσης από τον υπολογισμό πλέγματος που χρησιμοποιεί περισσότερη γεωγραφικά κατανεμημένη υπολογιστική ισχύ. Το Cluster Computing προσφέρει υψηλή διαθεσιμότητα, επεκτασιμότητα και πλεονεκτήματα διαχείρισης σε σχέση με ορισμένες εναλλακτικές λύσεις για υπολογιστές υψηλής απόδοσης. Ποιες είναι οι σκέψεις σου? Επιτρέψτε μου να μάθω στα σχόλια.