Wat is een cluster?

Veel mensen hebben alleen een computer om e-mail en sociale media te checken en basistaken op kantoor uit te voeren. Als dit uw werklast is, heeft u niet veel rekenkracht nodig. Een dunne en lichte laptop kan snel aan uw verwerkingsbehoeften voldoen. Deze apparaten kunnen processors hebben die zo weinig stroom verbruiken dat ze niet eens een ventilator nodig hebben voor actieve koeling. Veel workloads hebben echter meer vermogen nodig.

Spelcomputers hebben bijvoorbeeld vaak veel meer koeling voor de CPU, vooral de GPU, omdat ze meer vermogen en dus meer koeling nodig hebben. Andere taken vereisen nog meer verwerkingskracht en vereisen mogelijk aanzienlijk meer verwerkingskracht dan in een gigantische computerbehuizing past.

Om aan uitgebreide verwerkingsvereisten te voldoen, zijn er een paar opties. Alle hardware kan zo dicht mogelijk op elkaar worden aangesloten om één supercomputer te creëren. Als de werklast voldoende verschillend is, kunt u 'grid computing' uitvoeren, waarbij verschillende computers taken toegewezen krijgen en vervolgens het resultaat retourneren. Supercomputers zijn erg duur om te bouwen en te gebruiken en vereisen gespecialiseerde of zelfs aangepaste software om goed gebruik te maken van hun theoretische prestaties.

Met name de kosten vooraf zijn aanzienlijk, omdat ze in de loop van de tijd behoorlijk moeilijk te upgraden zijn vanwege de sterk geïntegreerde aard. Grid computing is veel goedkoper, maar werkt alleen goed voor specifieke workloads en de prestaties worden beperkt door de beschikbare hardware. Het helpt bijvoorbeeld niet om een ​​raster van zes dunne en lichte laptops in te tekenen.

Clustering op de middelste grond

Een middenweg is clustercomputing. Een computercluster heeft verschillende computers die lokaal met elkaar zijn verbonden via snelle netwerken en die als een groep kunnen worden beheerd. De clusterarchitectuur heeft een scala aan voordelen. U kunt bijvoorbeeld meer computers aan het cluster toevoegen als u meer rekenkracht nodig heeft. Verschillende computers voegen ook fouttolerantie toe, aangezien één crashende computer niet de hele groep neerhaalt; het vermindert gewoon de verwerkingskracht.

Door een over-the-top beheersuite te gebruiken, kan het hele cluster in één keer worden beheerd of kan het op afzonderlijke apparaten worden gericht. Dit kan handig zijn om gedupliceerde workflows over meerdere computers te minimaliseren zonder de mogelijkheid uit te sluiten om het cluster stukje bij beetje te upgraden om stabiliteit te garanderen. Een beheersuite kan sommige problemen niet oplossen die niet kunnen worden geparalleliseerd. Door een volledig overzicht te hebben van het hele cluster en de prestaties ervan, kan het de werklast echter beter beheren dan een grid dat kan.

Een ander voordeel van clusters is dat ze relatief lage oprichtingskosten kunnen hebben. Gewoonlijk wordt commodity-hardware expliciet voor dit doel aangeschaft. Doordat u een standaardcomputer of -server kunt kopen en aan het cluster kunt toevoegen, zijn er geen bijzondere extra kosten voor gespecialiseerde hardware. U kunt ook zoveel uitgeven als het budget toelaat en bijvoorbeeld volgend kwartaal meer toevoegen.

Upgradecycli hoeven niet eens per se identieke hardware toe te voegen. Nieuwere modellen met meer rekenkracht kunnen worden ingeschoven. Dit kan ook zonder de oude modellen te hoeven vervangen. Deze aanpak betekent dat u niet elke upgradecyclus alle hardware hoeft te vervangen. Na een paar cycli kan het echter de moeite waard worden om oudere modellen te vervangen. Oudere modellen zullen minder energiezuinig en minder krachtig zijn.

Waar worden clusters voor gebruikt?

Computerclusters kunnen voor veel taken worden gebruikt, waarbij hun vaardigheid afhangt van de hardware. Een groep Raspberry Pi-computers kan bijvoorbeeld worden geclusterd om te fungeren als een kleine web- of bestandsserver. Meer gebruikelijke toepassingen zijn grote datacenters die werken of zakelijke of wetenschappelijke workloads verwerken. Er zijn ook middenwegen. Een renderfarm die uit enkele desktopcomputers bestaat, is bijvoorbeeld ook een computercluster.

Sommige supercomputers in de TOP500-lijst van snelste supercomputers zijn computerclusters. De Japanse K-computer is een voorbeeld.

Conclusie

Een clustercomputer is een groep van meerdere computers op één LAN. Knooppunten in een cluster zijn ontworpen om samen te werken om gedistribueerde workloads te verwerken. Clustercomputers onderscheiden zich van meer geïntegreerde monolithische supercomputers. Ze kunnen echter ook worden geclassificeerd als supercomputers als ze voldoende krachtig zijn. Clustercomputing verschilt ook van gridcomputing, waarbij gebruik wordt gemaakt van meer geografisch verspreide rekenkracht. Clustercomputing biedt hoge beschikbaarheid, schaalbaarheid en beheervoordelen ten opzichte van sommige alternatieven voor high-performance computing. Wat zijn uw gedachten? Laat het me weten in de reacties.