Các yêu cầu khi xây dựng hệ thống HPC

Các yêu cầu khi xây dựng hệ thống HPC:

Liên kết:

• Gigabit Ethernet: Chi phí cho Gigabit chưa bao giờ tốt như hiện tại, mỗi Server tiêu chuẩn đều có ít nhất một bộ chuyển đổi Gigabit onboard. Hiện nay hầu hết các thiết bị chuyển mạch đều có kích thước từ 4 cổng đến hàng trăm cổng. Các thiết bị Switch 48 cổng giá cả phải chăng và có thẻ mở rộng cho các nút bổ sung. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, Gigabit có thể là giải pháp hoàn hảo. Với Switch Gigabit tiêu chuẩn tốc độ có thể đặt 1Gb/s và độ trễ 30µs. Nếu bạn cần băng thông cao hoặc độ trễ thấp, một kết nối tốc độ cao có thể là giải pháp tốt hơn cho cụm của bạn.
• Infiniband : Với việc triển khai ngày càng tăng của nhiều CPU trong máy chủ và hệ thống lưu trữ , hiệu quả tổng thể nền tảng của CPU và bộ nhớ phụ thuộc nhiều vào kết nối băng thông và độ trễ. Để có hiệu suất tốt nhất, các nền tảng với các bộ xử lý đa lõi có thể yêu cầu băng thông kết nối lên đến 100GB/s

Yêu cầu vật lý:

• Nguồn cấp điện: Khi xây dựng một hệ thống HPC chúng ta thường quan tâm tới tốc độ, số lượng máy trong cụm. Nhưng nếu không có đủ thiết bị cung cấp điện , cụm máy đó sẽ không thể hoạt động được, nên nguồn điện phải được chuẩn bị trước. Phần lớn người dùng cuối không có lượng điện vô hạn, do đó điều quan trọng là phải biết bạn có gì hoặc bạn có thể có bao nhiêu trước khi xây dựng một hệ thống HPC mới. Biết  thông tin nguồn điện cơ bản có thể giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc. Sẽ rất khó chịu khi xây dựng một hệ thống HPC nhưng lại không thể hoạt động bởi vì nguồn điện chưa được lắp đặt hoặc các phích cắm không đúng kiểu.
• Hệ thống làm mát: Nhiệt độ sẽ làm ảnh hưởng đến hệ thống của bạn. Để đảm bảo hiệu suất tối ưu của cụm thì hệ thống làm mát cần phải cung cấp đủ. Nhiệt độ cho hệ thống cần phải được giữ trong khoảng 20 – 22 độ C và không vượt quá 25 độ C.
• Đo lường hệ thống làm mát: Nhiệt độ được đo bằng đơn vị BTU.

– 1W ~ 3.4BTU/h

– 1000BTU/h ~ 293W

• Không gian để chứa cụm: Các không gian văn phòng cá nhân không phải là nơi thích hợp để lắp đặt cụm. Việc lưu trữ cụm tính toán hiệu suất cao nên đặt trong các phòng thí nghiệm hoặc trung tâm dữ liệu.

Công cụ quản lý:

Quản lý cụm có thể là một nhiệm vụ khó khăn. Nó có thể dễ dàng nếu có các phần mềm quản lý cụm tiên tiến, miễn phí với bất kỳ cụm HPC nào . Một số thiết bị phần cứng cần thiết để quản lý cụm như là:

IPMI (Intelligent Platform Management Interface)

Là một hệ thống quản lý mở được thiết kế để giám sát và kiểm soát máy chủ từ xa. IPMI vận hành bằng cách nhúng một bộ xử lý dịch vụ hoặc bộ điều khiển quản lý (BMC) vào hệ thống. BMC hoạt động ngay cả khi hệ thống đã tắt, hệ điều hành bị hỏng và cả các lỗi phần cứng. BMC có thể được kiểm soát in-band qua hệ điều hành chạy trên máy chủ hoặc out-of-band qua kết nối TCP/IP. Trong một môi trường cụm chức năng quản lý out-of-band rất hữu ích. Quản lý out-of-band cho phép người quản trị hệ thống kiểm soát mọi nút trong cụm từ một điểm trung tâm. Người quản lý sẽ có tùy chọn kiểm tra dữ liệu cảm biến điện áp, nhiệt độ, nguồn điện, bật tát hệ thống hoặc kết nối với bảng điều khiển của máy.

Serial Console

Bảng điều khiển nối tiếp là một thiết bị phần cứng khác có thể được sử dụng để quản lý out-of-band. Với những thiết bị này, bạn có thể kết nối với bảng điều khiển của mỗi nút từ bất cứ noi nào bạn cho phép truy cập. Kiểu truy cập này có thể tiết kiệm thời gian thực thi khi cụm của bạn nằm trong trung tâm dữ liệu hoặc ở xa. Hầu hết các nút tính toán của cụm đều cho phép chuyển tiếp BIOS tuần tự, vì vậy bạn có thể theo dõi hoặc thay đổi bất kỳ xác lập mức bảng mà không cần đứng gần máy tính. Việc cài đặt và cho phép chuyển hướng hàng loạt của BIOS , boot-loader và hệ điều hành giúp bạn điều khiển từ xa trên toàn bộ hệ thống của mình.

KVM Switch (Keyboard, Video, Mouse)

Là một thiết bị phần cứng cho phép người dùng kiểm soát nhiều hệ thống từ một bàn phím, màn hình và chuột. Mỗi hệ thống được kết nối với KVM thông qua một cáp riêng. Việc kiểm soát giữa các hệ thống có thể làm bằng cách ấn nút trên thiết bị KVM hoặc bằng các phím nóng trên bàn phím (thường kết hợp CTRL hoặc SCROLL LOCK). Nhiều tùy chọn KVM có sẵn cho phép từ ít đến hai máy tính hoặc hàng trăm máy tính.

Mạng điều khiển PDU

Để cho phép người quản trị quản lý hoàn toàn cụm, cần sử dụng các thiết bị điều khiển nguồn điện từ xa. Các thiết bị độc lập này là một bộ điều khiển điện kết hợp và đơn vị phân phối điện. Thay vì phải nhớ ổ cắm nào, trên thiết bị nào bạn có thể dùng một công cụ dòng lệnh đợn giản để bật, tắt hoặc khởi động lại phần cứng.