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高性能计算虚拟化的三个关键因素

来源:机房360 作者:Harris编译 更新时间:2016-2-4 7:08:15

摘要:

    在过去,很多人会说,你根本无法虚拟化高性能计算工作负载。他们需要专门的资源集合,工作负载本身是非常繁重的,很多架构从来没有考虑过虚拟化。
  
  如今,这一观点是非常不同的。虚拟化技术使高性能计算(HPC)和其他工作负载可以更加有效地利用资源,并进入云计算之后,有更多的可扩展性。例如,虚拟机是打包和部署在异构系统科学应用的简便方法。应用程序可以打包带他们所需的库和支持程序,包括(也许)一个分布式文件系统,否则将没有特权或难以安装。
  
  从vHPC的角度来看,在创造一个虚拟的HPC架构的时候,有一些关键的方面考虑:
  
  虚拟机管理程序
  
  现代化的管理程序已经走过了很长的路。所以,如果你在HPC领域,对于有关创建vHPC集群仍持怀疑态度的话,可以考虑以下这些问题。重要的是要在这里解释什么是在现代管理程序中运行计算密集型代码。由于是直接的半虚拟化的优化,即工作量基本上是在裸机架构上运行。是的,在存储器层级的另一个层次,但是功能强大的虚拟化技术已经表明,这通常不会有什么性能问题,可以得到芯片供应商的硬件支持。事实上,硬件加速技术的持续发展,虚拟化是另一个重要的考虑点:
  
  •围绕CPU虚拟化的进步
  
  •优化的内存虚拟化
  
  •现代的I/O虚拟化技术
  
  这些都有助于减少运行虚拟化HPC工作负载应用程序的开销。
  
  资源和数据控制
  
  一旦被转移到一个虚拟化的环境,虚拟机的抽象提供了一些额外的好处,能够把你自己的软件应用到集群。分离成多个虚拟机工作负载可以增加价值:
  
  •用于集中多个组到一个集群或用于与每个项目数据安全问题小组(例如在生命科学环境中获得的基因组数据可能需要被控制,并限制特定的研究人员),则VM抽象提供了ISN安全分离',在传统的HPC环境中不可用。在这些环境中,批处理调度程序调度作业基于可用的计算资源,将来自不同团队的工作应用于相同的操作系统实例中。利用多批批处理队列进行聚类分析,其结果并不太好。
  
  •在裸机环境中,在同一个操作系统实例中运行多个用户的工作可能会导致数据泄露。如果工作进程扰乱操作系统(填充/tmp,崩溃进程等),这些故障会影响其他无关的工作。抽象虚拟机可以保护用户的工作,避免其他工作负载引起的故障。
  
  •在资源层中的可见性是至关重要的。最终用户需要操作,企业能够为用户创造以成本为基础的方案,另外企业也要让其环境有着更好的安全性和数据控制。例如,可以存档的虚拟机是确保保存用于某些类型的HPC工作量的软件环境的一种简单方法。同样,对于学术界和其他机构来说,他们的科学研究的可重复性,或随后的审计研究成果也要能够保存,然后在他们的研究过程中,恢复其使用的确切的软件环境是非常重要的。
  
  云端
  
  虚拟化和云计算创造一个强大的vHPC集群中扮演重要角色。想象一下,一个生态系统,商业、政府和制药平台可以动态地扩展他们的HPC工作负载到一个可控的云环境。使用这些技术,企业能够创建自助服务门户私有云环境。这些门户网站然后让整个研究团队有效地检查出他们的要求预配置vHPC集群的规模。现在,可以想象一下能够将这种私有云的架构扩展成混合云模型。
  
  现在是虚拟化你的HPC工作负载的时候吗?有可能。云计算,复制数据的能力,需要处理更多的信息的能力,使虚拟化HPC工作负载一个非常现实的选择。记住,信息的本质和量化的能力很快就会继续进化。数字世界正在扩大,越来越多的并行应用程序被部署到计算非常复杂的过程。人们担心资源开销和系统的稳定性,甚至管理都应该作为虚拟技术已经到了一个地步,HPC系统可以从这种结构中直接受益。记住,这个想法是让你的系统运行得更加优化,并帮助提高IT功能,更好地与组织的目标一致。
  
  编辑:Harris

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