【導讀】.集群管理軟件系統(tǒng).........

　　

【正文】 、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡、管理網(wǎng)絡、監(jiān)控網(wǎng)絡、電源網(wǎng)絡、 KVM 網(wǎng) 絡等，這些線纜需要連接到每一個計算單元。尤其是在高密度、計算單元數(shù)目又比較多的情況下，系統(tǒng)布線是令設(shè)計人員頭疼的問題。 刀片式集群系統(tǒng)可以大大減少系統(tǒng)布線的數(shù)量。多個刀片服務器可以共用冗余電源，內(nèi)置的交換機將高速網(wǎng)絡（ Infiniband 等）、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡、管理網(wǎng)絡、 KVM 網(wǎng)絡集成在一起，只需要對刀片柜進行布線，刀片柜內(nèi)部的計算刀片通過背板連接，無需布線。根據(jù)計算，使用刀片式集群，可以節(jié)省 85%以上的系統(tǒng)布線。 可靠性提高 曙光刀片服務器采用無源背板進行系統(tǒng)互連，與傳統(tǒng)的線纜連接方式相比，把可靠性提高到 了一個數(shù)量級以上。刀片系統(tǒng)采取模塊化、冗余、熱插拔設(shè)計，進一步提高了系統(tǒng)的可靠性。 可靠性的提高對高性能計算應用有著重要的價值。目前，采取進程動態(tài)遷移和Checkpoint 來保證并行作業(yè)的可靠性還不成熟，所以對高性能計算機系統(tǒng)的整體可靠性要求 Page 23 of 62 比較高。在并行作業(yè)運行的一個周期內(nèi)，要求所有參與運算的部件都不能出現(xiàn)故障，曙光刀片集群系統(tǒng)的高可靠性是其用戶高性能計算的一大保證。 管理方便 曙光刀片服務器管理監(jiān)控高度集成：通過統(tǒng)一的監(jiān)控界面，監(jiān)控所有刀片資源，包括機箱電源、風扇、計算刀片、背板、交換機。管理系統(tǒng)整 合目前兩大監(jiān)控技術(shù)，即 IPMI 以及KVM (Over IP)，真正實現(xiàn)監(jiān)視控制一體化。同時，為實現(xiàn)方便快捷的刀片服務器管理，通過優(yōu)化的管理軟硬件設(shè)計，改善可管理性，增強部署和可服務性，這些將降低總的所有權(quán)成本。 . 胖服務器節(jié)點 首先動畫渲染是一個計算密集型的計算，對 CPU 的浮點運算能力要求較高，而胖節(jié)點架構(gòu)將使用更多的 CPU，這就增加了線程數(shù)，有利于快速完成大規(guī)模的計算量。其次，胖節(jié)點架構(gòu)有利于性能的提高，因為它采用一種進程 /線程間通訊，即胖節(jié)點采用 CPU 間通訊方式，系統(tǒng)將任務隊列對稱地分布于多個 CPU 之上， 從而極大地提高了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。而其他架構(gòu)則采用節(jié)點間網(wǎng)絡通訊的方式，眾所周知并行程序運算的瓶頸在于通訊，過大的通訊延遲將影響運算速度，而胖節(jié)點很好的屏蔽了這一點，極大的提高了性能。另外胖節(jié)點架構(gòu)提過對大內(nèi)存支持，節(jié)點中任何一個 CPU 都可以使用節(jié)點內(nèi)全部的內(nèi)存，在運行串行程序時，這個程序可以申請很大的內(nèi)存。同時提供多線程的支持，一個節(jié)點中采用多個 CPU，這些 CPU 之間可以進行多線程的并行。 根據(jù)以上我們對動畫渲染軟件對于硬件的需求，推薦用戶使用采用 四 路 雙核 /四核Opteron 處理器的曙光 A820rF 服務器或具有更高性能的采用 八 路 雙核 /四核 Opteron 處理器的曙光 A950rF 服務器。我們的理由是： ? 性能的極大提升 由于采用了支持 4 路的 Opteron CPU 帶來的性能提高。 4P 或 8P SMP 節(jié)點機系統(tǒng)會比 2個 2 路的節(jié)點機用目前的任何網(wǎng)絡連接要快。在 4 路 SMP 中， CPU 與 CPU 的數(shù)據(jù)傳遞的帶寬在 ，延遲為 60ns 左右。而現(xiàn)在的高性能網(wǎng)絡是遠遠達不到這一點的，特別是對計算性能影響最大的延遲方面差 2 個數(shù)量級。所以同是 4 個 CPU， 2 個 2 路節(jié)點機之間的通訊和其他性能不能與 4 路節(jié)點相比。減少了節(jié)點規(guī)模帶 來了通訊性能的提高。眾所周知，節(jié)點規(guī)模越小，效率越高，通訊性能越好。 4 路節(jié)點機使整個機群系統(tǒng)的節(jié)點規(guī)模比 2 路減少了一半，而 8 路節(jié)點機更是減少了四分之三，這樣帶來了機群通訊性能的極大提高。 ? 成本的極大降低 網(wǎng)絡設(shè)備的大量減少：通常，按照一個節(jié)點機配置 2 塊網(wǎng)卡的通用模式，那么對于擁有128 個處理器的系統(tǒng)，如果采用 1U2P 的架構(gòu)得話，則需要 64 個節(jié)點機，那么至少需要 128 Page 24 of 62 塊網(wǎng)卡設(shè)備，而如果采用 2U4P 的架構(gòu)得話，則只需要 32 個節(jié)點機，即 64 個網(wǎng)卡設(shè)備。而相對于網(wǎng)卡的簡單減少，網(wǎng)絡交換機的成本則可能得到非常大的降低 ，例如，對于 64 個 2P節(jié)點，如果希望得到全線速的以太網(wǎng)交換能力，則通常采用模塊化的大型交換機設(shè)備（普通的全線速交換機設(shè)備端口最多 48 個）或者可堆疊式的交換機，而這樣的設(shè)備通常比正常的48 口交換機設(shè)備昂貴很多，也就是需要更高的成本才能夠提供全線速的交換能力。這樣的特點更加突出體現(xiàn)在高速專用網(wǎng)絡上，一方面高速專用網(wǎng)絡的網(wǎng)卡設(shè)備數(shù)會明顯降低，而這些網(wǎng)卡通常都非常昂貴，另一方面由于高速專用網(wǎng)絡通常都采用全交換的拓撲結(jié)構(gòu)，交換機數(shù)將會隨節(jié)點數(shù)的提高而快速上升，這些交換機的成本也非常昂貴。主板個數(shù)的減半：很顯然，作為服 務器系統(tǒng)一個很大成本因素之一的主板個數(shù)將從 4P 和 8P 節(jié)點中獲益。機柜的節(jié)?。汗?jié)點數(shù)的減少可能會導致機柜數(shù)量的減少。曙光監(jiān)控系統(tǒng)部件的節(jié)?。菏锕獗O(jiān)控板卡和曙光的 SKVM 系統(tǒng)都是隨著節(jié)點數(shù)的增多而正比例提高的，因此采用 4P 或 8P 主板的節(jié)點會極大地減少這些部件的開銷，從而降低整個節(jié)點的成本。 ? 功耗的降低 采用 4P 或 8P 節(jié)點機使故障點減少，由于系統(tǒng)部件的大量減少，從而導致系統(tǒng)的故障點而因此減少。也因此降低了系統(tǒng)的維護成本。同時節(jié)點數(shù)目的減少，使電源得功耗也相應減少。如果采用 1U2P 單電源節(jié)點，則電源數(shù)隨著節(jié)點數(shù)的增 多而增加，而結(jié)點數(shù)減少，相應的電源個數(shù)也減少，這樣就降低了功耗節(jié)約開支，同時減少了由于節(jié)點過多需要大功率制冷設(shè)備的開銷。 . Intel 四核也是選擇之一 四核英特爾 174。 至強 174。 處理器 5300 系列在同等功耗條件下 185。，較業(yè)界領(lǐng)先的雙核英特爾174。 至強 174。 處理器性能提升可高達 50％，較其它同類產(chǎn)品性能 178。提升可高達 150％。以較低的冷卻成本實現(xiàn)更高的性能，這些基于四核的服務器使您可以使用較少的系統(tǒng)資源運行更多的應用程序，為您提供了一種前所未有的以較少投入獲取較大收益的方法。 英特爾全新的低壓四核英特爾 174。 至強 174。處 理器（ L5320 和 L5310）與英特爾現(xiàn)有的 80 瓦和 120 瓦四核服務器產(chǎn)品相比，在功耗方面降低了 35% 到 60%。當今 IT 業(yè)越來越注重節(jié)省計算基礎(chǔ)設(shè)施在用電和冷卻方面的開支，這些全新的處理器（四個內(nèi)核中，每個內(nèi)核功耗僅為 瓦）不僅可以提供毫不遜色的性能，同時 在能耗方面樹立了新的標準 。如果采用低壓四核英特爾至強處理器替換陳舊的基礎(chǔ)設(shè)施并部署虛擬化技術(shù)，那么在每個服務器的生命周期內(nèi)，每年將有望節(jié)約成本高達 6000 美元。 滿足更為高端的需求 無論是編碼、渲染、編輯還是傳輸，通過采用英特爾 174。 酷睿 ?2 四核處理器的個人電腦，充分發(fā)揮專業(yè)水準的多媒體應用程序的優(yōu)勢。憑借四個處理內(nèi)核，總?cè)萘扛哌_ 8MB 的 Page 25 of 62 二級高速緩存 185。，以及高達 1066 MHz 的前端總線，該款處理器將為您帶來更為刺激的娛樂體驗和更加強大的多任務處理能力，會將您的家變成一個異彩紛 呈的多媒體世界。 特性與優(yōu)勢 英特爾 174。 多路（ Wide）動態(tài)執(zhí)行，每時鐘周期可傳遞更多的指令，從而節(jié)省執(zhí)行時間并提高能效 英特爾 174。 智能功效管理，旨在為筆記本電腦提供更高的節(jié)能效果及更卓越的電池使用效率 英特爾 174。 智能內(nèi)存訪問，通過優(yōu)化可用數(shù)據(jù)帶寬的使用率來提高系統(tǒng)性能 英特爾 174。 高級智能高速緩存，提供更高的性能以及更有效的緩存子系統(tǒng)。已針對多核處理器和雙核處理器做了優(yōu)化 英特爾 174。 高級數(shù)字多媒體增強技術(shù)，擴大應用范圍，包括視頻、語音和圖像、照片處理、加密、金融、工程和科學等應用領(lǐng)域 體驗高度線程化應用 程序所帶來的無限樂趣。利用英特爾四核技術(shù)，跟上高度線程化程序不斷增長的步伐。憑借四個處理內(nèi)核，基于英特爾酷睿 2 四核處理器的個人電腦將為您帶來更為刺激的娛樂體驗和更加強大的媒體多任務處理能力。 . 基礎(chǔ)設(shè)施支撐平臺 . 機柜及工業(yè)布線子系統(tǒng) 概述 曙光天潮系列型材機柜 (41U)是曙光公司基于國際電工委員會 IEC297 標準及電子工業(yè)部《電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》自主開發(fā)生產(chǎn)的 19 英寸工業(yè)標準機柜。憑借該產(chǎn)品的全模塊化設(shè)計、裝卸便捷、可擴展及高可靠性等特點，而廣泛應用于電信、能源、政府、教育等行業(yè)，可在 科學計 算 和 信息服務 兩大領(lǐng)域提供理想的結(jié)構(gòu)件集成解決方案。 Page 26 of 62 隨著網(wǎng)絡時代的到來，設(shè)備的集成化程度越來越高，其對于安裝環(huán)境、設(shè)備承重、布線規(guī)范及外觀審美的要求也越來越高，對機柜的要求既要考慮安全性、耐久性，又要考慮完善的整體設(shè)計、合理的布線等綜合因素。曙光天潮系列型材機柜專為曙光天潮超級服務器系統(tǒng)而設(shè)計，具有技術(shù)先進、與用戶應用需求結(jié)合緊密、工藝精湛、形象美觀、性價比高等諸多優(yōu)點，在國內(nèi)外同類產(chǎn)品中，具有很高的認知度和多方面的綜合優(yōu)勢。多年來曙光公司一直秉承自主創(chuàng)新、不斷改進的方針，曙光品牌影響力和產(chǎn)品的工 業(yè)化水平不斷提升，使得該產(chǎn)品具有更好的通用性和適用性。 曙光天潮系列型材機柜 (41U)產(chǎn)品采用鋅鋁合金型材的框架結(jié)構(gòu)，減輕了產(chǎn)品的重量，提高了產(chǎn)品的加工精度，增加了產(chǎn)品的堅固性和抗震能力。機柜系統(tǒng)使用模塊化配置方案，保證了所有部件的互換性。該產(chǎn)品延續(xù)了曙光傳統(tǒng)風格的外觀設(shè)計，加上高檔的噴涂工藝，注重使用功能與設(shè)計的完美結(jié)合，展示了全新的、高品質(zhì)、專業(yè)化的結(jié)構(gòu)件設(shè)計理念。曙光天潮系列新型的型材機柜具有很強的通用性和靈活性，配件種類齊全，適合安裝各種 19 英寸工業(yè)標準設(shè)備，是一款高標準工業(yè)化機柜產(chǎn)品。 機柜 特點 ? 遵循工業(yè)標準的專業(yè)化設(shè)計，支持 41U 內(nèi)部擴展空間。 ? 機柜采用的材料以鋅鋁合金壓鑄件、鋁型材和冷軋鋼板組成。全部采用模具成型，設(shè)備具有剛性強、精度高、棱角挺拔、園弧順滑一致等特點。其表面先采用電氧化處理，提高了骨架的耐氧化性，也增加了漆膜的附著力度。 ? 機柜為框架結(jié)構(gòu)，正面為單扇鈑金波浪式，背面為旋轉(zhuǎn)式鋼板門。后門高密度通風孔開孔率可達 70％。側(cè)門可拆卸并具有并柜安裝設(shè)計。前門、后門亦可以很方便拆卸，方便運輸和內(nèi)部設(shè)備安裝、維護，便于布線操作。 Page 27 of 62 ? 前后門轉(zhuǎn)動靈活，前門可以轉(zhuǎn)動不小于 90 度，后門可以轉(zhuǎn)動不小于 100 度。 ? 機柜底部及頂部預留橡膠封口的走線口，便于上下引入電源及數(shù)據(jù)線。機柜底部具有防蟲、防塵設(shè)計。 ? 精心設(shè)計的內(nèi)部網(wǎng)絡和電源排布線系統(tǒng) (提供 36 個電源插座 )，采用就近插接，構(gòu)造了整潔的機柜內(nèi)部環(huán)境，極大的方便了用戶設(shè)備調(diào)試和問題分析。 ? 可選配 12”真彩色 LCD 觸摸屏，安裝在機柜的前門上。通過該觸摸屏（配合曙光天潮專用管理服務節(jié)點使用）可以監(jiān)控整個曙光天潮系列超級服務器系統(tǒng)的軟、硬件運行狀態(tài)。用戶無需培訓即可以直接對觸摸屏進行操作，機群應用狀態(tài)一目了然。 ? 可配置曙光天潮系列的 HPCPMU 電源管理單元，為 整個機群進行供電分配和電源管理，一個 HPCPMU 管理單元最多支持 5 個機柜的設(shè)備供電。 ? HPCPMU 中可以選配電源監(jiān)視管理系統(tǒng)（配合曙光天潮專用管理服務節(jié)點使用）。 ? 曙光 HPCPMU 可以選擇兩相 220V 或三相 380V 的交流電壓輸入。 機柜主要技術(shù)指標 序號 項目 技術(shù)參數(shù) 1 外形尺寸 寬 600mmX深 1107mmX高 2020mm 2 立柱可用高度 41U 3 立柱安裝孔中心距 177。（可調(diào)） 4 機柜并柜節(jié)距 605mm 5 機柜總承載重量 500Kg 6 機柜自 重 100Kg 7 走線面積 (單方向 ) 100平方厘米 Page 28 of 62 8 機柜防塵網(wǎng) 可拆卸清潔 9 固定托軌承重 50100Kg 10 前門轉(zhuǎn)動角度 90176。 11 后門轉(zhuǎn)動角度 100176。 . 電源輸入及分配系統(tǒng) 曙光 4000 電源系統(tǒng)是曙光為機群系統(tǒng)設(shè)計的專用電源系統(tǒng)，包含了電源檢測模塊、電源監(jiān)控模塊、負載均衡設(shè)計、單片機分時上電設(shè)計以及獨特的端子排設(shè)計，能夠支持 220V雙相電和 380V 三相交流電，整個機群電源系統(tǒng)的設(shè)計符合航空標準。 ? 穩(wěn)定可靠的航空標準電源系統(tǒng) 電源檢測模塊能夠及時跟蹤當前電流電 壓的情況并判斷是否超出常規(guī)，并將數(shù)值顯示在電源系統(tǒng)的表頭上。如果電壓電流過大，檢測模塊將自動切斷電源供應以保護機群中的節(jié)點和交換、存儲設(shè)備。電源監(jiān)控模塊主要是和機群的監(jiān)控系統(tǒng)配合使用，通過監(jiān)控模塊測試到當前電源的電流值、電壓值、相位等參數(shù)的模擬值，通過 A/D 轉(zhuǎn)換后從 I2C 網(wǎng)絡傳送到機群監(jiān)控系統(tǒng)，顯示在主機柜觸摸屏上。曙光機群電源有著良好的負載均衡設(shè)計，能夠使從端子排輸入的多路雙線電和三相交流電的各路（相）之間的負載通過機群電源系統(tǒng)后是均衡的，這樣避免了機群中某一路（相）電的負載過重而跳閘的隱患。 ? 獨具特色的 分時上電功能 Page 29 of 62 曙光機群電源系統(tǒng)中還提供了單片機的分時上電功能，機群中的設(shè)備眾多，如果同時上電，會產(chǎn)生巨大的沖擊電流市的供電系統(tǒng)或機群電源系統(tǒng)跳閘。人工單臺設(shè)備分別上電會占用管理員大量的人力和時間。同時在機群中有些設(shè)備之間的上電時有次序的，違反了上電次序可能會造成機群系統(tǒng)部能夠正常工作。機群的自動分時上電系統(tǒng)很好的解決了這些問題，解決了沖擊電流問題和上電順序問題。