HPC – computing la un alt nivel

HP vă duce în lumea HPC. Ce înseamnă High Performance Computing? O piaţă, o disciplină? Nu. Este o activitate care se desfăşoară în mai multe verticale de piaţă şi care are ca scop îmbunătăţirea înţelegerii şi inovaţiei pentru a ridica standardele competitivităţii şi calităţii. Astfel, HPC îşi poate găsi aplicaţii în multe domenii, precum inginerie mecanică (proiectare şi producţie), design de electronice, ştiinţe naturale (inclusiv previziuni şi hărţi meteo sau management al resurselor naturale), medicină, finanţe şi investiţii (de exemplu, analize de risc), securitate şi apărare, precum şi în tot ceea ce ţine de cercetarea ştiinţifică. Se poate vedea, astfel, cum acest supercomputing devine un instrument cu adevărat important în toate activităţile tradiţionale teoretice şi experimentale în ştiinţă şi inginerie.

În High Performance Computing se folosesc unităţi de calcul denumite computing clusters pentru a rezolva probleme complexe şi avansate care presupun fie multe calcule, fie multe date, fie ambele variante. Aceste procese re prezintă deseori simulări matematice de produse, procese, fenomene etc., iar rezultatele trebuie să fie cât mai aproape de realitate. Cei de la IDC au ajuns să folosească termenul HPC pentru a descrie toate serverele tehnice folosite de oamenii de ştiinţă, de ingineri, analişti financiari şi alţii.

După cum se poate vedea şi în ilustraţie, un cluster de High Performance Computing este un sistem scalabil cu mai multe componente interconectate. Acest sistem se bazează pe hardware normal, tip commodity, o reţea privată pentru provizionare, monitorizare şi atribuire de sarcini, o reţea de mare viteză pentru comunicare în aplicaţii, plus o infrastructură software bazată pe protocoale, sisteme de operare, sisteme de fişiere, instrumente de administrare şi monitorizare pentru cluster şi de management pentru nivelul de încărcare, librării, compilatori şi, în final, aplicaţii.

În general, acel commodity hardware despre care am vorbit presupune două componente: servere şi stocare.

Serverele sunt construite special pentru High Performance Computing şi scalabilitate. Cea mai simplă configuraţie HPC conţine două tipuri de noduri: un nod de management (cunoscut şi ca nod de admin, head node etc.) este nodul de administrare centrală a cluster-ului care instalează celelalte noduri, le administrează şi le monitorizează; apoi, urmează nodurile de computing, cele care fac calculele. În configuraţii complexe, mai pot exista noduri pentru înregistrarea utilizatorilor, noduri de service etc. HP a lansat BL 2x220c G7, care este un sistem tip double-density blade, care poate conţine până la 12 nuclee de procesor, 96 GB de RAM şi un card Mellanox ConnectX-2 10GbE/IB pe placa de bază. În afară de sistemele blade, HP mai oferă şi alte configuraţii de top, precum familia SL6500 şi, în special, sistemele SL390 cu ConnectX-2 pe placa de bază şi până la 7 procesoare grafice Nvidia.

Stocarea la High Performance Computing este şi ea specială pentru înaltă performanţă şi scalabilitate, întrucât trebuie să poată lucra cu PetaBytes şi să aibă următoarele caracteristici: viteză mare (pentru a putea muta rapid cantităţi mari de date în şi din cluster), scalabilitate (pentru a putea adăposti seturi de date mari sau care cresc), fiabilitate (pentru a putea oferi viteză şi disponibilitate chiar şi în situaţii adverse), eficienţă în reţea şi simplitate din punct de vedere administrativ. În ceea ce priveşte stocarea, Hewlett Packard va pune la dispoziţie Ibrix X9000 Network Storage Solution (ideală pentru un număr mare de fişiere mici, pentru rate ridicate de operaţiuni cu metadate, care sunt distribuite între serverele de stocare pentru scalabilitate).

O a doua soluţie este Lustre rezultatul unui parteneriat Data Direct Networks/Hewlett Packard ( pentru tranzit secvenţial scalabil pentru fişiere singulare mari şi puţine operaţiuni cu metadate unde setul de date este împărţit pe mai multe servere de stocare pentru lăţime de bandă maximă la scriere/citire).

Partea de reţelistică din cluster poate fi rezolvată prin două soluţii. Ethernet este cea mai bună soluţie acolo unde costurile sunt cele mai importante. Deocamdată, această soluţie oferă viteze de 10 Gb/s şi se pregăteşte să ajungă la 40 Gb/s. Infiniband este soluţia dacă vă doriţi performanţă. Aceasta deja oferă viteze de 40 Gb/s şi va atinge 56 Gb/s în curând. HP vă oferă tehnologii pentru ambele variante. Acest lucru este posibil graţie parteneriatelor companiei cu Mellanox şi Qlogic, dar şi propriilor soluţii care au îmbogăţit portofoliul companiei odată cu achiziţionarea 3-COM.

Cât priveşte infrastructura software, soluţiile pe care HP le oferă sunt dintre cele mai variate, atât open-source, cât şi comerciale:
1. Sistem de operare:
* Linux, în diverse distribuţii: Redhat, Suse, Debian, CentOS, etc.
* Windows – Microsoft HPC Server 2008.
2. Sistem de fişiere:
* Local, NFS, Parallel File System
3. Instrumente de management:
* Cluster Management Utility (HP) ori software open source, precum ROCKS, OSCAR sau Onesis.
4. Middleware software:
* Compilatori: Intel, PGI, GNU gcc.
* Librării: Blas goto, mkl
* Interfaţă pentru mesagerie: Platform MPI, Intel MPI sau openmpi ori mvapich (open-source)
5. Manager de resurse şi sarcini:
* LSF, PBS ori Torque (open- source).
6. Aplicaţia dumneavoastră.

Pentru cei care au nevoie de soluţii de computing de înaltă performanţă, HP are răspunsul.