Quest-ce quun cluster ?

Beaucoup de gens n'ont qu'un ordinateur pour consulter leurs e-mails et les réseaux sociaux et pour effectuer des tâches de bureau de base. S'il s'agit de votre charge de travail, vous n'avez pas besoin de beaucoup de puissance de traitement. Un ordinateur portable fin et léger peut répondre rapidement à vos besoins de traitement. Ces appareils peuvent avoir des processeurs qui nécessitent si peu d'énergie qu'ils n'ont même pas besoin d'un ventilateur pour le refroidissement actif. Cependant, de nombreuses charges de travail nécessitent plus de puissance que cela.

Par exemple, les ordinateurs de jeu ont tendance à avoir beaucoup plus de refroidissement pour le CPU, en particulier le GPU, car ils ont besoin de plus de puissance et, par conséquent, de plus de refroidissement. D'autres tâches nécessitent encore plus de puissance de traitement, nécessitant potentiellement beaucoup plus de puissance de traitement que ce qui peut être intégré dans un boîtier d'ordinateur géant.

Pour gérer les exigences de traitement étendues, il existe quelques options. Tout le matériel peut être connecté aussi étroitement que possible pour créer un seul supercalculateur. Si la charge de travail est suffisamment distincte, vous pouvez effectuer un "grid computing", où différents ordinateurs se voient attribuer des tâches, puis renvoient le résultat. Les supercalculateurs sont très coûteux à construire et à faire fonctionner et nécessitent des logiciels spécialisés, voire personnalisés, pour tirer le meilleur parti de leurs performances théoriques.

Le coût initial, en particulier, est important car ils peuvent être assez difficiles à mettre à niveau au fil du temps avec la nature hautement intégrée. L'informatique en grille est beaucoup moins chère, mais ne fonctionne bien que pour des charges de travail spécifiques et ses performances sont limitées par le matériel disponible. Par exemple, il ne sert à rien de dessiner une grille d'une demi-douzaine d'ordinateurs portables fins et légers.

Regroupement au juste milieu

Un terrain d'entente est l'informatique en cluster. Un cluster d'ordinateurs comprend plusieurs ordinateurs différents connectés localement par un réseau à haut débit et peut être géré en tant que groupe. L'architecture en cluster présente de nombreux avantages. Par exemple, vous pouvez ajouter plus d'ordinateurs au cluster si vous avez besoin de plus de puissance de traitement. Différents ordinateurs ajoutent également une tolérance aux pannes, car un ordinateur en panne ne fait pas tomber tout le groupe ; cela réduit simplement sa puissance de traitement.

L'utilisation d'une suite de gestion over-the-top permet de gérer l'ensemble du cluster en une seule fois ou de cibler des appareils individuels. Cela peut être utile pour minimiser les flux de travail dupliqués sur plusieurs ordinateurs tout en n'éliminant pas la possibilité de mettre à niveau le cluster de manière fragmentaire pour assurer la stabilité. Une suite de gestion ne peut pas décomposer certains problèmes qui ne peuvent pas être parallélisés. Cependant, avoir une vue d'ensemble complète de l'ensemble du cluster et de ses performances lui permet de mieux gérer la charge de travail qu'une grille.

Un autre avantage des clusters est qu'ils peuvent avoir des coûts de mise en place relativement faibles. En règle générale, le matériel de base sera acquis explicitement à cette fin. Pouvoir acheter un ordinateur ou un serveur standard et l'ajouter au cluster signifie qu'il n'y a pas de coût supplémentaire particulier pour du matériel spécialisé. Vous pouvez également dépenser autant que le budget le permet et en ajouter davantage le trimestre suivant, par exemple.

Les cycles de mise à niveau n'ont même pas nécessairement besoin d'ajouter du matériel identique. Des modèles plus récents avec plus de puissance de traitement peuvent être insérés. Cela peut également être fait sans avoir à remplacer les anciens modèles. Cette approche signifie que vous n'avez pas à remplacer tout le matériel à chaque cycle de mise à niveau. Après quelques cycles, cependant, il peut devenir intéressant de remplacer purement et simplement les anciens modèles. Les anciens modèles seront moins économes en énergie et moins puissants.

A quoi servent les clusters ?

Les grappes d'ordinateurs peuvent être utilisées pour de nombreuses tâches, leur compétence dépendant du matériel. Par exemple, un groupe d'ordinateurs Raspberry Pi pourrait être regroupé pour agir comme un petit serveur Web ou de fichiers. Les applications les plus courantes seraient les grands centres de données travaillant ou traitant des charges de travail commerciales ou scientifiques. Il y a aussi des terrains d'entente. Par exemple, une ferme de rendu composée de quelques ordinateurs de bureau est également un cluster d'ordinateurs.

Certains supercalculateurs de la liste TOP500 des supercalculateurs les plus rapides sont des grappes d'ordinateurs. L'ordinateur japonais K en est un exemple.

Conclusion

Un ordinateur en cluster est un groupe de plusieurs ordinateurs sur un seul réseau local. Les nœuds d'un cluster sont conçus pour fonctionner ensemble afin de traiter des charges de travail distribuées. Les ordinateurs en cluster sont distincts des supercalculateurs monolithiques plus intégrés. Cependant, ils peuvent également être classés comme supercalculateurs lorsqu'ils sont suffisamment puissants. L'informatique en cluster diffère également de l'informatique en grille qui utilise une puissance de calcul plus distribuée géographiquement. L'informatique en cluster offre des avantages de haute disponibilité, d'évolutivité et de gestion par rapport à certaines alternatives pour l'informatique haute performance. Quelles sont vos pensées? Faites-moi savoir dans les commentaires.