Виды кластерных систем. Их особенности. Примеры.(Погосов)

Виды кластеров:

• Отказоустойчивые кластеры (High-availability clusters, кластеры высокой доступности). Создаются для обеспечения высокой доступности сервиса, предоставляемого кластером. Избыточное число узлов, входящих в кластер, гарантирует предоставление сервиса в случае отказа одного или нескольких серверов.

• Кластеры с балансировкой нагрузки (Load balancing clusters). Принцип их действия строится на распределении запросов через один или несколько входных узлов, которые перенаправляют их на обработку в остальные, вычислительные узлы. Первоначальная цель такого кластера — производительность, однако, в них часто используются также и методы, повышающие надёжность. Подобные конструкции называются серверными фермами.

• Вычислительные кластеры (Computing clusters). Для вычислительных кластеров существенными показателями являются высокая производительность процессора в операциях над числами с плавающей точкой (flops) и низкая латентность объединяющей сети, и менее существенными — скорость операций ввода-вывода.

• Системы распределенных вычислений (grid-системы). Такие системы не принято считать кластерами, но их принципы в значительной степени сходны с кластерной технологией. Их также называют grid-системами. Главное отличие — низкая доступность каждого узла, то есть невозможность гарантировать его работу в заданный момент времени (узлы подключаются и отключаются в процессе работы), поэтому задача должна быть разбита на ряд независимых друг от друга процессов.

Примеры:

IBM Roadrunner — суперкомпьютер в Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико, США. Разработан в расчёте на пиковую производительность в 1,042 петафлопса. В списке top500 занимает 22 место (ноябрь 2012).

Ломоносов — суперкомпьютер, построенный компанией «Т-Платформы» для МГУ им. М.В. Ломоносова. По состоянию на 13 ноября 2012 — 26 место в спске Top500.

Особенности архитектуры power.(Сёмин)

POWER (сокр. от англ. PerformanceOptimizationWithEnhanced RISC) —микропроцессорная архитектура с ограниченным набором команд (RISC), разработанная и развиваемая компанией IBM. Этим словом также называется серия микропроцессоров, использующая этот набор команд. Они применяются в качестве центрального процессора во многих микрокомпьютерах, встраиваемых системах, рабочих станциях, мейнфреймах и суперкомпьютерах.

Архитектура POWER во многих отношениях представляет собой традиционную RISC-архитектуру. Она сохраняет наиболее важные особенности RISC: фиксированную длину команд, архитектуру регистр-регистр, простые способы адресации и команд, большой регистровый файл, а также трехоперандный формат инструкций. Однако POWER имеет и несколько дополнительных свойств, отличающих ее от других RISC-архитектур.

Особенности:

Набор команд POWER изначально был основан на идее суперскалярной обработки. В базовой архитектуре команды распределяются по трем независимым исполнительным устройствам: целочисленной и вещественной арифметики, а также переходов. Для сокращения времен выполнения архитектуру POWER расширили несколькими специальными командами. В частности, были введены команды групповой загрузки и записи, которые обеспечивали пересылку содержимого нескольких регистров в память (и обратно) с помощью единственной команды. Архитектура переходов POWER была организована с учетом их предварительного просмотра и методики свертывания. Кстати, реализация условных переходов, используемая в POWER, уникальна по отношению к другим RISC-процессорам.