Hva er en klynge?

Mange mennesker bare en datamaskin for å sjekke e-post og sosiale medier og for å utføre grunnleggende kontoroppgaver. Hvis dette er din arbeidsmengde, trenger du ikke mye prosessorkraft. En tynn og lett bærbar PC kan raskt håndtere behandlingsbehovene dine. Disse enhetene kan ha prosessorer som krever så lite strøm at de ikke engang trenger en vifte for aktiv kjøling. Mange arbeidsmengder trenger imidlertid mer kraft enn det.

For eksempel har spilldatamaskiner en tendens til å ha mye mer kjøling for CPU, spesielt GPU, ettersom de trenger mer kraft og derfor mer kjøling. Andre oppgaver krever enda mer prosessorkraft, og krever potensielt betydelig mer prosessorkraft enn det som kan passes inn i en gigantisk datakasse.

For å håndtere omfattende behandlingskrav er det noen få alternativer. All maskinvaren kan kobles så tett som mulig for å lage en enkelt superdatamaskin. Hvis arbeidsmengden er tilstrekkelig distinkt, kan du utføre "grid computing", der forskjellige datamaskiner tildeles oppgaver og deretter returnere resultatet. Superdatamaskiner er svært dyre å bygge og kjøre og krever spesialisert eller til og med tilpasset programvare for å få god bruk av deres teoretiske ytelse.

Spesielt forhåndskostnadene er betydelige ettersom de kan være ganske vanskelige å oppgradere over tid med den svært integrerte naturen. Grid-databehandling er mye billigere, men fungerer bare bra for spesifikke arbeidsbelastninger og har ytelse begrenset av tilgjengelig maskinvare. Det hjelper for eksempel ikke å tegne inn et rutenett med et halvt dusin tynne og lette bærbare datamaskiner.

Klynger på mellomgrunnen

En mellomting er cluster computing. En datamaskinklynge har flere forskjellige datamaskiner koblet lokalt med høyhastighetsnettverk og kan administreres som en gruppe. Klyngearkitekturen har en rekke fordeler. Du kan for eksempel legge til flere datamaskiner i klyngen hvis du trenger mer prosessorkraft. Ulike datamaskiner legger også til feiltoleranse, ettersom en datamaskin som krasjer ikke ødelegger hele gruppen; det reduserer bare prosessorkraften.

Ved å bruke en over-the-top-administrasjonspakke kan hele klyngen administreres på en gang eller målrette mot individuelle enheter. Dette kan være nyttig for å minimere dupliserte arbeidsflyter over flere datamaskiner uten å eliminere muligheten til å oppgradere klyngen på en stykkevis måte for å sikre stabilitet. En administrasjonspakke kan ikke bryte ned noen problemer som ikke kan parallelliseres. Men å ha full oversikt over hele klyngen og ytelsen gjør det i stand til å håndtere arbeidsmengden bedre enn et rutenett kan.

En annen fordel med klynger er at de kan ha relativt lave etableringskostnader. Vanligvis vil råvaremaskinvare bli anskaffet eksplisitt for formålet. Å kunne kjøpe en standard datamaskin eller server og legge den til i klyngen betyr at det ikke er noen spesiell ekstra kostnad for spesialisert maskinvare. Du kan også bruke så mye som budsjettet tillater og legge til mer neste kvartal, for eksempel.

Oppgraderingssykluser trenger ikke engang nødvendigvis å legge til identisk maskinvare. Nyere modeller med mer prosessorkraft kan stikkes inn. Dette kan også gjøres uten å måtte erstatte de gamle modellene. Denne tilnærmingen betyr at du ikke trenger å bytte ut all maskinvare hver oppgraderingssyklus. Etter noen sykluser kan det imidlertid bli verdt å bytte ut eldre modeller. Eldre modeller vil være mindre energieffektive og mindre kraftige.

Hva brukes klynger til?

Dataklynger kan brukes til mange oppgaver, med deres ferdigheter avhengig av maskinvaren. For eksempel kan en gruppe Raspberry Pi-datamaskiner grupperes for å fungere som en liten nett- eller filserver. Mer vanlige applikasjoner vil være store datasentre som arbeider eller behandler forretnings- eller vitenskapelige arbeidsbelastninger. Det er mellomgrunner også. For eksempel er en gjengivelsesfarm som består av noen få stasjonære datamaskiner også en datamaskinklynge.

Noen superdatamaskiner på TOP500-listen over raskeste superdatamaskiner er dataklynger. Japans K-datamaskin er ett eksempel.

Konklusjon

En klyngedatamaskin er en gruppe med flere datamaskiner på et enkelt LAN. Noder i en klynge er designet for å fungere sammen for å behandle distribuerte arbeidsbelastninger. Klyngedatamaskiner er forskjellig fra mer integrerte monolittiske superdatamaskiner. Imidlertid kan de også klassifiseres som superdatamaskiner når de er tilstrekkelig kraftige. Cluster computing skiller seg også fra grid computing som utnytter mer geografisk distribuert datakraft. Cluster computing tilbyr høy tilgjengelighet, skalerbarhet og administrasjonsfordeler i forhold til enkelte alternativer for høyytelses databehandling. Hva er dine tanker? Gi meg beskjed i kommentarene.