История компьютерных кластеров

Историю компьютерных кластеров лучше всего отражает сноска в книге Грега Пфистера « В поисках кластеров» : «Практически в каждом пресс-релизе DEC , в котором упоминаются кластеры, говорится: «DEC, которая изобрела кластеры...». IBM их тоже не изобретала. Клиенты изобрели кластеры . , как только они не могли уместить всю свою работу на одном компьютере или нуждались в резервной копии. Дата первого неизвестна, но было бы удивительно, если бы это было не 1960-е или даже конец 1950-х годов». ^[1]

Формальная инженерная основа кластерных вычислений как средства выполнения любой параллельной работы, возможно, была изобретена Джином Амдалом из IBM , который в 1967 году опубликовал то, что стало считаться основополагающим документом по параллельной обработке: Закон Амдала . Закон Амдала математически описывает ускорение, которого можно ожидать от распараллеливания любой данной задачи, которая в противном случае выполнялась бы последовательно в параллельной архитектуре. В этой статье определены инженерные основы как для многопроцессорных вычислений, так и для кластерных вычислений, где основным отличием является то, поддерживается ли межпроцессорная связь «внутри» компьютера (например, на настроенной внутренней коммуникационной шине или сети) или «вне» компьютера. в товарной сети.

Следовательно, история ранних компьютерных кластеров более или менее напрямую связана с историей ранних сетей, поскольку одним из основных мотивов развития сети было объединение вычислительных ресурсов, создавая фактический компьютерный кластер. Сети с коммутацией пакетов были концептуально изобретены корпорацией RAND в 1962 году. Используя концепцию сети с коммутацией пакетов, проект ARPANET преуспел в создании в 1969 году, возможно, первого в мире компьютерного кластера на базе товарной сети, соединив четыре разных компьютерных центра (каждый из которых сам по себе был чем-то вроде «кластера», но, вероятно, не сырьевого кластера). Проект ARPANET перерос в Интернет , который можно назвать «матерью всех компьютерных кластеров» (как объединения почти всех вычислительных ресурсов, включая кластеры, которые оказались соединены между собой). Он также установил парадигму, используемую сегодня всеми компьютерными кластерами в мире, — использование сетей с коммутацией пакетов для межпроцессорной связи между процессорами (наборами), расположенными в разрозненных кадрах.

Разработка клиентских и исследовательских кластеров шла рука об руку с развитием сетей и операционной системы Unix с начала 1970-х годов, когда и TCP/IP , и проект Xerox PARC создавали и формализовали протоколы для сетевых коммуникаций. Операционная система Hydra была создана для кластера DEC PDP-11 миникомпьютеров под названием C.mmp в Университете Карнеги-Меллон в 1971 году. Однако только примерно в 1983 году были определены протоколы и инструменты для простого удаленного распределения заданий и обмена файлами. (в основном в контексте BSD Unix, реализованной Sun Microsystems ) и, следовательно, стал общедоступным коммерчески вместе с общей файловой системой.

Первым в 1977 году. ARCnet не имел коммерческого успеха , коммерческим продуктом кластеризации был ARCnet , разработанный Datapoint и кластеризация как таковая не получила широкого распространения до тех пор, пока Digital Equipment Corporation не выпустила свой VAXcluster продукт в 1984 году для операционной системы VAX/VMS . Продукты ARCnet и VAXcluster поддерживали не только параллельные вычисления , но и общие файловые системы и периферийные устройства. Идея заключалась в том, чтобы обеспечить преимущества параллельной обработки, сохраняя при этом надежность и уникальность данных. VAXcluster, теперь VMScluster, по-прежнему доступен на OpenVMS, работающем в системах Alpha, Itanium и x86-64. ^[2]

Двумя другими заслуживающими внимания ранними коммерческими кластерами были Tandem Himalaya (продукт высокой доступности примерно 1994 года) и IBM S/390 Parallel Sysplex (также примерно 1994 года, в основном для бизнес-использования).

Никакая история обычных компьютерных кластеров не была бы полной, если бы не отметить решающую роль, которую сыграла разработка программного обеспечения для параллельных виртуальных машин (PVM) в 1989 году. Это программное обеспечение с открытым исходным кодом , основанное на коммуникациях TCP/IP, позволило мгновенно создать виртуальный суперкомпьютер — высокопроизводительный компьютер. кластер производительных вычислений, состоящий из любых систем, подключенных по протоколу TCP/IP. Гетерогенные кластеры свободной формы, построенные на основе этой модели, быстро достигли общей пропускной способности в FLOPS , которая значительно превысила пропускную способность даже самых дорогих суперкомпьютеров с « большим железом ». PVM и появление недорогих сетевых ПК привели в 1993 году к проекту НАСА по созданию суперкомпьютеров из товарных кластеров. В 1995 году был изобретен кластер «Беовульф» — кластер, построенный на базе обычной сети с конкретной целью «быть суперкомпьютером», способным выполнять тесно связанные параллельные вычисления HPC . ^[3] что стимулировало независимое развитие грид-вычислений как именованного объекта, хотя кластеризация в стиле Grid существовала, по крайней мере, до тех пор, пока были названы операционная система Unix и Arpanet, независимо от того, была ли она или нет, или кластеры, которые ее использовали.

См. также

История суперкомпьютеров

Ссылки

^ Пфистер, Грегори (1998). В поисках кластеров (2-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: PTR Prentice Hall. п. 36 . ISBN 0-13-899709-8 .
^ «Кластерные системы VSI OpenVMS» (PDF) . ВСИ. Август 2019 года . Проверено 13 января 2021 г.
^ http://www.beowulf.org/overview/history.html

[1] Пфистер, Грегори (1998). В поисках кластеров (2-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: PTR Prentice Hall. п. 36 . ISBN 0-13-899709-8 .

[2] «Кластерные системы VSI OpenVMS» (PDF) . ВСИ. Август 2019 года . Проверено 13 января 2021 г.

[3] ttp://www.beowulf.org/overview/history.html

[1]

[2]

[3]