Implementación de un clúster de alto rendimiento en la E.N.E.S. Morelia

Abstract

We live in an era in which technological advances occur with great speed thanks to the same technology. In a proportional way also the necessities grow to have technologically powerful equipment capable of solving problems increasingly complex and require much greater computation, many more resources to be solved in an optimal time. Unfortunately, the development of more powerful computing devices has a great limitation: the size-portability relationship, i.e. a central processing unit, which is responsible for the tasks, cannot be smaller than already is like to be able to place more of these transistors in the same space. This coupled with the amount of heat that dissipate and materials unable to withstand such temperatures. If it were possible to develop these materials and products, the cost grows even more quick. So how do you achieve the computing power that is required to give solution to the tasks that the era requires us? The solution is found in the implementation and programming of clusters of computers capable of sharing resources, divide tasks and provide a solution to problems in record time, and above all, to do so at a much cheaper cost than would involve building a supercomputer capable of solving our problem. In this thesis I´ll to summarize all the considerations to be taken into account for the implementation and programming of a high-performance, from physical and system installation to performance testing parallelization.

Vivimos en una época en la que los avances tecnológicos se dan con gran velocidad gracias a la misma tecnología. De manera proporcional también crecen las necesidades de disponer de equipos tecnológicamente poderosos capaces de resolver problemas cada vez exponencialmente más complejos y que requieren mucho mayor poder de cómputo, muchos más recursos para ser solucionados en un tiempo óptimo. Desafortunadamente, el desarrollo de dispositivos de cómputo más poderosos también tiene una gran limitante: la relación tamaño-portabilidad, es decir, los transistores que componen una unidad central de proceso, que es la encargada de realizar las tareas, no pueden ser más pequeños de lo que ya son como para poder colocar más de estos transistores en el mismo espacio, esto aunado a la cantidad de calor que disiparían y los materiales incapaces de soportar dichas temperaturas. Si fuera posible desarrollar esos materiales y productos, el costo crece aún más rápido. Entonces ¿Cómo hacer para alcanzar el poder de cómputo que se requiere para dar solución a las tareas que la era nos exige? La solución se encuentra en la implementación y programación de clústers de computadoras capaces de compartir recursos, dividir tareas y aportar una solución a los problemas en tiempos record, y sobre todo, hacerlo con un costo considerablemente mucho más económico que el que implicaría construir una supercomputadora capaz de resolver nuestro problema. En esta tesis se describen de manera resumida todas las consideraciones a tomar en cuenta para la implementación y programación de un clúster de alto rendimiento, desde la instalación física y de sistema hasta la ejecución de pruebas de paralelización.