trúc tính toán CPU-GPU
Việc xây dựng các siêu máy tính tiêu tốn rất nhiều thời gian và chi phí. Nhƣ ta đã thấy các siêu máy tính trị giá khoảng 100 triệu đô la và trải qua nhiều lần nâng cấp. Với tiêu chí đảm bảo tỷ lệ chi phí trên hiệu năng tính toán ở mức tối ƣu, tác giả lựa chọn siêu máy tính dựa trên mô hình máy tính Beowulf – mô hình máy tính cụm tuy nhiên để tận dụng sức mạnh tính toán song song cao cấp của GPU, mỗi một nút tính toán lại là sử dụng kiến trúc mô hình tính toán không đồng nhất CPU-GPU.
Vậy hệ thống này có thể coi là đồng nhất giữa các nút tính toán vì các nút tính toán có cùng số lƣợng CPU và GPU nên có cùng sức mạnh tính toán nhƣng nếu xét chi tiết đến loại bộ xử lý thì hệ thống này là không đồng nhất vì sử dụng cả CPU và GPU. Về cơ bản, kiến trúc phần cứng của hệ thống này có thể đƣợc mô tả tổng quan nhƣ hình dƣới:
82
Hình 36: Mô hình siêu máy tính loại Beowulf sử dụng kiến trúc tính toán CPU- GPU
Nhƣ các hệ thống siêu máy tính Beowulf khác, hệ thống siêu máy tính này cũng bao gồm các thành phần chính
Nút điều khiển (Master node) đóng vai trò máy chủ quản lý và phân bổ công việc cho các nút tính toán đồng thời đảm nhận nhiệm vụ tƣơng tác với ngƣời sử dụng. Ngƣời sử dụng có thể làm việc trực tiếp trên nút master để thực thi tính toán, sửa chƣơng trình, quản lý trạng thái các nút tính toán hoặc có thể làm việc từ xa qua các ứng dụng điều khiển từ xa nhƣ Telnet, v.v…
Nút tính toán (Computing node): là các máy trạm theo mô hình tính toán kết hợp CPU và GPU đóng vai trò cung cấp toàn bộ sức mạnh tính toán cho siêu máy tính. Các nút tính toán này là các máy tính độc lập nhƣng không có các thiết bị ngoại vi nhƣ màn hình hay bàn phím, các tùy chỉnh từng máy đƣợc thực hiện trên nút máy chủ hoặc trực tiếp qua truy cập từ xa. Ngoài việc không có các thiết bị ngoại vi thì các nút tính
83
toán này là một máy tính hoàn chỉnh bao gồm CPU, GPU, cạc mạng, ổ cứng, v.v…
Nút lƣu trữ (Storage node): là một máy chủ cung cấp kết nối cho các phần còn lại của siêu máy tính tới hệ thống lƣu trữ dữ liệu tập trung của hệ thống (để lƣu lại các kết quả tính toán có dung lƣợng lớn hoặc các thông tin khác). Ngoài ra để giảm tải cho nút máy chủ thì nút lƣu trữ cũng quản lý các thiết bị ngoại vi I/O của hệ thống.
Thành phần kết nối: là các thiết bị cung cấp kết nối giữa các nút với nhau nhƣ: dây mạng, switch, v.v…
Các thành phần khác: tƣờng lửa để ngăn chặn các kết nối không mong muốn từ mạng bên ngoài vào máy chủ, các thiết bị ngoại vi, v.v…