Що таке кластер?

Багато людей мають комп’ютер лише для того, щоб перевірити електронну пошту та соціальні мережі та виконати основні офісні завдання. Якщо це ваше робоче навантаження, вам не потрібна велика обчислювальна потужність. Тонкий і легкий ноутбук може швидко впоратися з вашими потребами обробки. Ці пристрої можуть мати процесори, які потребують настільки мало енергії, що їм навіть не потрібен вентилятор для активного охолодження. Однак багато робочих навантажень вимагають більше енергії.

Наприклад, ігрові комп’ютери, як правило, мають набагато більше охолодження для центрального процесора, особливо для графічного процесора, оскільки їм потрібна більша потужність і, отже, більше охолодження. Інші завдання вимагають ще більшої обчислювальної потужності, потенційно вимагаючи значно більшої обчислювальної потужності, ніж може вмістити гігантський корпус комп’ютера.

Для виконання значних вимог до обробки є кілька варіантів. Усе апаратне забезпечення можна з’єднати якомога тісніше, щоб створити єдиний суперкомп’ютер. Якщо робоче навантаження є досить різним, ви можете виконати «системні обчислення», коли різні комп’ютери розподіляють завдання, а потім повертають результат. Створення та експлуатація суперкомп’ютерів дуже дорогі, і для ефективного використання їх теоретичної продуктивності потрібне спеціалізоване або навіть спеціалізоване програмне забезпечення.

Попередня вартість, зокрема, є значною, оскільки їх може бути досить важко оновити з часом через високоінтегрований характер. Грід-обчислення набагато дешевше, але добре працює лише для певних робочих навантажень і має продуктивність, обмежену доступним апаратним забезпеченням. Наприклад, не допомагає намалювати в сітку півдюжини тонких і легких ноутбуків.

Кластеризація на середині

Середня позиція — кластерні обчислення. Комп’ютерний кластер містить кілька різних комп’ютерів, з’єднаних локально за допомогою високошвидкісної мережі, і ними можна керувати як групою. Кластерна архітектура має ряд переваг. Наприклад, ви можете додати більше комп’ютерів до кластера, якщо вам потрібна більша обчислювальна потужність. Різні комп’ютери також додають відмовостійкість, оскільки один комп’ютер, що вийшов з ладу, не виводить із ладу всю групу; це просто зменшує його обчислювальну потужність.

Використання набору поверхневого керування дозволяє одночасно керувати всім кластером або націлюватися на окремі пристрої. Це може бути корисним для мінімізації повторюваних робочих процесів на кількох комп’ютерах, не позбавляючи можливості оновлювати кластер по частинах для забезпечення стабільності. Пакет керування не може розібрати деякі проблеми, які не можна паралелізувати. Однак наявність повного огляду всього кластера та його продуктивності дозволяє йому краще керувати робочим навантаженням, ніж грід.

Ще одна перевага кластерів полягає в тому, що вони можуть мати відносно низькі витрати на встановлення. Як правило, стандартне обладнання купується спеціально для цієї мети. Можливість придбати стандартний комп’ютер або сервер і додати його до кластера означає відсутність додаткових витрат на спеціалізоване обладнання. Ви також можете витратити стільки, скільки дозволяє бюджет, і додати більше наступного кварталу, наприклад.

Цикли оновлення навіть не обов’язково потребують додавання ідентичного обладнання. Новіші моделі з більшою обчислювальною потужністю можна встановити в гніздо. Це також можна зробити без заміни старих моделей. Такий підхід означає, що вам не потрібно замінювати все обладнання кожного циклу оновлення. Однак після кількох циклів, можливо, варто повністю замінити старіші моделі. Старі моделі будуть менш енергоефективними та менш потужними.

Для чого використовуються кластери?

Комп’ютерні кластери можна використовувати для багатьох завдань, причому їх майстерність залежить від апаратного забезпечення. Наприклад, групу комп’ютерів Raspberry Pi можна об’єднати в кластер, щоб діяти як невеликий веб- або файловий сервер. Більш поширеними застосуваннями є великі центри обробки даних, які працюють або обробляють ділові чи наукові навантаження. Є й золота середина. Наприклад, ферма візуалізації, що складається з кількох настільних комп’ютерів, також є комп’ютерним кластером.

Деякі суперкомп’ютери зі списку TOP500 найшвидших суперкомп’ютерів є комп’ютерними кластерами. Одним із прикладів є японський комп’ютер K.

Висновок

Кластерний комп’ютер — це група кількох комп’ютерів в одній локальній мережі. Вузли в кластері призначені для спільної роботи для обробки розподілених робочих навантажень. Кластерні комп’ютери відрізняються від більш інтегрованих монолітних суперкомп’ютерів. Однак їх також можна класифікувати як суперкомп’ютери, якщо вони достатньо потужні. Кластерні обчислення також відрізняються від мережевих обчислень, які використовують більш територіально розподілену обчислювальну потужність. Кластерні обчислення пропонують високу доступність, масштабованість і переваги в управлінні порівняно з деякими альтернативами для високопродуктивних обчислень. які ваші думки Дайте мені знати в коментарях.