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Aufbau des X-Clusters

23.01.2004 | 10:22 Uhr | Peter Müller

Aufbau des X-Clusters

Nach einer kurzen Testphase orderte Varadarajan 1100 Dual-Prozessor PowerMac G5 aus dem Apple Store. Zum damaligen Zeitpunkt hoffte er zwar insgeheim, mit seinem X-Cluster in die Top10 der Supercomputer-Rangliste vorzustoßen. Doch die tatsächliche Performance war theoretisch nicht abzuschätzen.

Dicht an dicht: Die PCs stehen ordentlich in den Regalen, die Verkabelung ist jedoch noch nicht abgeschlossen. (Quelle: vt.edu)
Vergrößern Dicht an dicht: Die PCs stehen ordentlich in den Regalen, die Verkabelung ist jedoch noch nicht abgeschlossen. (Quelle: vt.edu)
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Die Rechner trafen bald darauf zwischen dem 5. und 11. September 2003 ein. Gemeinsam mit Apple-Experten bauten 165 Studenten und Wissenschaftler der Fakultät das knapp zwanzig Tonnen schwere Monster aus G5-Rechnern, Routern und anderen Komponenten innerhalb von zehn Tagen zusammen. Bereits am 23. September konnten sie die ersten Testprogramme auf dem Cluster starten.

Vernetzung

Für die Vernetzung der G5-Rechner wählte Virginia Tech die kalifornische Mellanox Technologies, einen der führenden Hersteller von InfiniBand-Lösungen. Sie lieferten das primäre Kommunikationssystem, bestehend aus PCI-X-InfiniBand-Karten und InfiniBand-Switches.

Die 1100 Cluster-Knoten tauschen über das InfiniBand-Netz die Daten aus, die für die Berechnung wichtig sind. Die Topologie des Netzwerks ist ein "Fat Tree": Jedem Knoten steht darin eine Bandbreite von 20 Gbit/s (Gigabit pro Sekunde) zur Verfügung. Ebenso entscheidend wie die Datentransferrate ist die Latenzzeit: InfiniBand bietet bei kurzen Datenpaketen Verzögerungen von unter 7 µs.
Als Schaltzentralen setzt Mellanox zwei Dutzend 96-Port-InfiniBand-Switches ein. Jeder Switch hat eine Bandbreite von 1,92 Tbit/s. Damit kann der Cluster eine aggregierte theoretische Bandbreite von 46 Tbit/s nutzen.

Für das zweite Kommunikationsnetz wählte Virginia Tech Cisco Systems. Das Unternehmen gewährte einen großzügigen Forschungsrabatt und sorgte für die Gigabit-Verbindungen via Ethernet.

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