NSC bygger vidare

DET byggs på NSC som aldrig förr. I artikeln PC-kluster - ett alternativ? i nummer 5 av Nytt från NSC berattade vi hur vi förra sommaren byggde vårt första PC-kluster på NSC. Den här sommaren har vi byggt ytterligare ett PC-kluster och nu i dagarna är det tredje klustret redan på väg att levereras.

Byggandet av PC-kluster denna sommar har skett i samarbete med SKF. SKF har utvecklat ett programpaket för kullagersimuleringar som fungerar bra i klustermiljö. Programmet har rullat(!) i ett år nu på Banan, vårt första kluster, och behöver nu mer beräkningskapacitet allteftersom komplexiteten på modellerna ökar.

Klustret heter Alice och består av 25 stycken AMD Athlon-processorer som klockas i 700 MHz. Det finns fortfarande inga moderkort för processorer från AMD som klarar av mer än en processor så därför sitter varje processor is sin egen PC-låda, har sin egen disk, sitt eget nätaggregat, sitt eget minne och sitt eget nätverkskort. När man tittar på prestanda visar sig den här konfigurationen vara lyckosam. Eftersom processorn inte behöver konkurrera med någon annan för att komma åt varken minne eller nätverk är detta kluster betydligt snabbare än det första vi byggde (banan). Naturligtvis spelar också valet av processor och den ökade klockfrekvens en viss roll.

Datorkluster bör vara homogena.

Det kan tyckas att en lösning där två processorer delar på resurserna bör bli billigare men det är inte fallet här. Ett bra moderkort för två processorer kan vara dyrare än vad en extra låda, nätaggregat, disk, nätverkskort och ett extra moderkort kostar. Tar man dessutom med prestandan i bilden, är datorer med endast en processor per låda klart mera prisvärda. Detta gäller så länge som vi håller oss till ungefär de komponenter vi valt ovan. Tittar vi på andra lösningar, t.ex. snabbare nätverk blir ekvationen annorlunda.

Ett annat argument för två-processors datorer som ofta dyker upp är de högre lokala kommunikationshastigheterna som erhålls så länge man stannar innanför lådans väggar. Det må vara sant men applikationer som drar nytta av denna fördel och är optimerade för denna arkitektur är få till antalet om det överhuvutaget finns några. Portabilitet är en mycket viktigare faktor hos programvara idag vilket gör att datorer och datorkluster bör vara så homogena som möjligt.

Självklart ville vi mäta hur snabb Alice blev innan vi införlivade den i produktionen. Med LINPACK (SLbench från www.netlib.org) mätte vi upp 10024 MFlops på 24 av Alice' 25 processorer när vi faktoriserar en matris på 26000 x 26000 element. (jmfr: 4000 GFlops på alla 20 Banan-processorerna). Och detta utan att modifiera en enda källkodsrad. Det bör noteras att vi fortfarande bara använder FastEthernet (100 Mbit/s) för den interna kommunikationen i klustret.

Utgående från de erfarenheter vi fått, bygger vi nu ett PC-kluster för NSCs användare. Klustret kommer att integreras i NSCs produktionsmiljö och vara tillgängligt för forskare i Sverige på samma sätt som de större maskinerna, T3E och SGI2000.

Athlon blir grundstenen även i detta, NSCs tredje, PC-kluster. Intel har ju inte lyckats producera något bra chipset sen det nu mångåriga 440BX-chipet. Athlon-processorn i Alice visade sig vara snabb på flyttalsberäkningar. Dessutom fungerar den bra tillsammans med VIAs chipset. Vi använder dock en nyare variant av processorn, Thunderbird, där andranivås-cachen har visserligen halverats men istället integrerats på processorchipet. Klockfrekvensen blir 900 MHz och antalet processorer minst 33 st. Till en början använder vi FastEthernet även i detta kluster men planer finns att införskaffa och implementera ett betydligt snabbare nätverk. Läs mer om detta i nästa nummer av "Nytt från NSC".

Niclas Andersson
NSC