O que é um cluster?

Muitas pessoas usam apenas um computador para verificar e-mails e mídias sociais e realizar tarefas básicas de escritório. Se esta for sua carga de trabalho, você não precisará de muito poder de processamento. Um laptop fino e leve pode atender rapidamente às suas necessidades de processamento. Esses dispositivos podem ter processadores que requerem tão pouca energia que nem precisam de um ventilador para resfriamento ativo. Muitas cargas de trabalho precisam de mais energia do que isso, no entanto.

Por exemplo, computadores gamers tendem a ter muito mais refrigeração para a CPU, principalmente a GPU, pois precisam de mais potência e, portanto, mais refrigeração. Outras tarefas exigem ainda mais poder de processamento, potencialmente exigindo muito mais poder de processamento do que pode caber em um gabinete de computador gigante.

Para lidar com requisitos de processamento extensos, existem algumas opções. Todo o hardware pode ser conectado o mais próximo possível para criar um único supercomputador. Se a carga de trabalho for suficientemente distinta, você pode executar “computação em grade”, em que diferentes computadores recebem tarefas e retornam o resultado. Os supercomputadores são muito caros para construir e operar e requerem software especializado ou mesmo customizado para fazer bom uso de seu desempenho teórico.

O custo inicial, em particular, é significativo, pois pode ser muito difícil atualizá-los ao longo do tempo com a natureza altamente integrada. A computação em grade é muito mais barata, mas só funciona bem para cargas de trabalho específicas e tem desempenho limitado pelo hardware disponível. Por exemplo, não adianta desenhar em uma grade de meia dúzia de laptops finos e leves.

Agrupamento no meio termo

Um meio-termo é a computação em cluster. Um cluster de computadores tem vários computadores diferentes conectados localmente por redes de alta velocidade e podem ser gerenciados como um grupo. A arquitetura de cluster tem uma série de benefícios. Por exemplo, você pode adicionar mais computadores ao cluster se precisar de mais capacidade de processamento. Computadores diferentes também adicionam tolerância a falhas, pois um computador travando não derruba todo o grupo; apenas reduz seu poder de processamento.

O uso de um pacote de gerenciamento over-the-top permite que todo o cluster seja gerenciado de uma só vez ou para dispositivos individuais de destino. Isso pode ser útil para minimizar fluxos de trabalho duplicados em vários computadores, sem eliminar a capacidade de atualizar o cluster de forma fragmentada para garantir a estabilidade. Um pacote de gerenciamento não pode resolver alguns problemas que não podem ser paralelizados. No entanto, ter uma visão geral completa de todo o cluster e seu desempenho permite que ele gerencie a carga de trabalho melhor do que uma grade.

Outro benefício dos clusters é que eles podem ter custos de configuração relativamente baixos. Normalmente, o hardware de commodity será adquirido explicitamente para esse fim. Ser capaz de comprar um computador ou servidor padrão e adicioná-lo ao cluster significa que não há custo extra específico para hardware especializado. Você também pode gastar o máximo que o orçamento permitir e adicionar mais no próximo trimestre, por exemplo.

Os ciclos de atualização nem precisam necessariamente adicionar hardware idêntico. Modelos mais novos com maior capacidade de processamento podem ser encaixados. Isso também pode ser feito sem a necessidade de substituir os modelos antigos. Essa abordagem significa que você não precisa substituir todo o hardware a cada ciclo de atualização. Após alguns ciclos, no entanto, pode valer a pena substituir os modelos mais antigos. Os modelos mais antigos serão menos eficientes em termos de energia e menos potentes.

Para que são usados ​​os clusters?

Clusters de computadores podem ser usados ​​para muitas tarefas, com sua proficiência dependendo do hardware. Por exemplo, um grupo de computadores Raspberry Pi pode ser agrupado para atuar como um pequeno servidor web ou de arquivos. Aplicações mais comuns seriam grandes centros de dados trabalhando ou processando cargas de trabalho científicas ou de negócios. Existem meios-termo também. Por exemplo, um farm de renderização que consiste em alguns computadores desktop também é um cluster de computadores.

Alguns supercomputadores na lista TOP500 de supercomputadores mais rápidos são clusters de computadores. O computador K do Japão é um exemplo.

Conclusão

Um computador de cluster é um grupo de vários computadores em uma única LAN. Os nós em um cluster são projetados para trabalhar juntos para processar cargas de trabalho distribuídas. Os computadores de cluster são diferentes dos supercomputadores monolíticos mais integrados. No entanto, eles também podem ser classificados como supercomputadores quando suficientemente poderosos. A computação em cluster também difere da computação em grade, que utiliza mais poder de computação distribuído geograficamente. A computação em cluster oferece alta disponibilidade, escalabilidade e vantagens de gerenciamento em relação a algumas alternativas para computação de alto desempenho. Quais são seus pensamentos? Deixe-me saber nos comentários.