Che cosè un cluster?

Molte persone hanno solo un computer per controllare la posta elettronica e i social media e per svolgere le attività di ufficio di base. Se questo è il tuo carico di lavoro, non hai bisogno di molta potenza di elaborazione. Un laptop sottile e leggero può gestire rapidamente le tue esigenze di elaborazione. Questi dispositivi possono avere processori che richiedono così poca energia da non aver nemmeno bisogno di una ventola per il raffreddamento attivo. Tuttavia, molti carichi di lavoro richiedono più potenza di quella.

Ad esempio, i computer da gioco tendono ad avere molto più raffreddamento per la CPU, in particolare per la GPU, poiché richiedono più potenza e, quindi, più raffreddamento. Altre attività richiedono ancora più potenza di elaborazione, potenzialmente richiedendo una potenza di elaborazione significativamente maggiore di quella che può essere inserita in un gigantesco case di computer.

Per gestire i requisiti di elaborazione estesi, ci sono alcune opzioni. Tutto l'hardware può essere collegato il più strettamente possibile per creare un singolo supercomputer. Se il carico di lavoro è sufficientemente distinto, è possibile eseguire il "grid computing", in cui a diversi computer vengono assegnate attività e quindi restituire il risultato. I supercomputer sono molto costosi da costruire ed eseguire e richiedono software specializzato o addirittura personalizzato per sfruttare al meglio le loro prestazioni teoriche.

Il costo iniziale, in particolare, è significativo in quanto possono essere piuttosto difficili da aggiornare nel tempo con la natura altamente integrata. Il grid computing è molto più economico ma funziona bene solo per carichi di lavoro specifici e ha prestazioni limitate dall'hardware disponibile. Ad esempio, non aiuta disegnare una griglia di una mezza dozzina di laptop sottili e leggeri.

Raggruppamento nella Terra di Mezzo

Una via di mezzo è il cluster computing. Un cluster di computer dispone di diversi computer collegati localmente tramite rete ad alta velocità e può essere gestito come un gruppo. L'architettura del cluster ha una serie di vantaggi. Ad esempio, puoi aggiungere più computer al cluster se hai bisogno di più potenza di elaborazione. Diversi computer aggiungono anche tolleranza agli errori, poiché un computer che si blocca non fa crollare l'intero gruppo; riduce solo la sua potenza di elaborazione.

L'utilizzo di una suite di gestione over-the-top consente di gestire l'intero cluster in una sola volta o di indirizzare i singoli dispositivi. Ciò può essere utile per ridurre al minimo i flussi di lavoro duplicati su più computer senza eliminare la possibilità di aggiornare il cluster in modo frammentario per garantire la stabilità. Una suite di gestione non può abbattere alcuni problemi che non possono essere parallelizzati. Tuttavia, avere una panoramica completa dell'intero cluster e delle sue prestazioni consente di gestire il carico di lavoro meglio di quanto possa fare una griglia.

Un altro vantaggio dei cluster è che possono avere costi di installazione relativamente bassi. In genere, l'hardware di base verrà acquistato esplicitamente per lo scopo. La possibilità di acquistare un computer o un server standard e aggiungerlo al cluster significa che non vi sono costi aggiuntivi particolari per l'hardware specializzato. Puoi anche spendere quanto il budget lo consente e aggiungere altro il prossimo trimestre, ad esempio.

I cicli di aggiornamento non devono nemmeno necessariamente aggiungere hardware identico. È possibile inserire modelli più recenti con maggiore potenza di elaborazione. Questo può essere fatto anche senza dover sostituire i vecchi modelli. Questo approccio significa che non è necessario sostituire tutto l'hardware a ogni ciclo di aggiornamento. Dopo alcuni cicli, tuttavia, potrebbe valere la pena sostituire completamente i modelli precedenti. I modelli più vecchi saranno meno efficienti dal punto di vista energetico e meno potenti.

A cosa servono i cluster?

I cluster di computer possono essere utilizzati per molte attività, con la loro competenza che dipende dall'hardware. Ad esempio, un gruppo di computer Raspberry Pi potrebbe essere raggruppato per fungere da piccolo web o file server. Le applicazioni più comuni sarebbero i grandi data center che lavorano o elaborano carichi di lavoro aziendali o scientifici. Ci sono anche vie di mezzo. Ad esempio, anche una farm di rendering costituita da pochi computer desktop è un cluster di computer.

Alcuni supercomputer nell'elenco TOP500 dei supercomputer più veloci sono cluster di computer. Il computer giapponese K ne è un esempio.

Conclusione

Un computer cluster è un gruppo di più computer su una singola LAN. I nodi in un cluster sono progettati per lavorare insieme per elaborare carichi di lavoro distribuiti. I computer a grappolo sono distinti dai supercomputer monolitici più integrati. Tuttavia, possono anche essere classificati come supercomputer quando sono sufficientemente potenti. Il cluster computing differisce anche dal grid computing che utilizza una potenza di calcolo più distribuita geograficamente. Il cluster computing offre alta disponibilità, scalabilità e vantaggi di gestione rispetto ad alcune alternative per l'elaborazione ad alte prestazioni. Quali sono i tuoi pensieri? Fatemi sapere nei commenti.