🥇३२ जीबी र्‍याम भएको मिनी ITX क्लस्टर ट्युरिङ पाई २

Habr समुदाय को नमस्कार! मैले भर्खरै हाम्रो पहिलो संस्करण क्लस्टर बोर्डको बारेमा लेखे [V1]। र आज म तपाईंलाई बताउन चाहन्छु कि हामीले संस्करणमा कसरी काम गर्यौं ट्युरिङ V2 32 GB सँग अनियमित पहुँच मेमोरी।

हामी मिनी सर्भरहरूको शौकीन छौं जुन स्थानीय विकास र स्थानीय होस्टिङ दुवैको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ। डेस्कटप कम्प्यूटर वा ल्यापटपहरू जस्तो नभई, हाम्रा सर्भरहरू 24/7 काम गर्न डिजाइन गरिएका छन्, तिनीहरू द्रुत रूपमा संघीय गर्न सकिन्छ, उदाहरणका लागि, त्यहाँ क्लस्टरमा 4 प्रोसेसरहरू थिए, र 5 मिनेट पछि त्यहाँ 16 प्रोसेसरहरू थिए (कुनै अतिरिक्त नेटवर्क उपकरणहरू छैनन्) र यी सबै एक कम्प्याक्ट फारम कारक मौन र ऊर्जा कुशल।

हाम्रो सर्भरहरूको वास्तुकला निर्माणको क्लस्टर सिद्धान्तमा आधारित छ, अर्थात्। हामी क्लस्टर बोर्डहरू बनाउँछौं जुन, बोर्डमा इथरनेट नेटवर्क प्रयोग गरेर, धेरै कम्प्युटिङ मोड्युलहरू (प्रोसेसरहरू) जडान गर्दछ। सरल बनाउनको लागि, हामीले हाम्रो आफ्नै कम्प्युटिङ मोड्युलहरू अझै बनाउँदैनौं, तर रास्पबेरी पाई कम्प्युट मोड्युलहरू प्रयोग गर्छौं र हामीले नयाँ CM4 मोड्युलको लागि आशा गरेका थियौं। तर, सबै कुरा तिनीहरूको नयाँ फारम कारकको साथ योजनाहरू विरुद्ध गयो र मलाई लाग्छ धेरै निराश छन्।

कट अन्तर्गत, हामी कसरी V1 बाट V2 मा गयौं र कसरी हामीले नयाँ Raspberry Pi CM4 फारम कारकको साथ बाहिर निस्कनुपर्‍यो।

त्यसोभए, 7 नोडहरूको लागि क्लस्टर सिर्जना गरेपछि, प्रश्नहरू छन् - अर्को के हो? उत्पादनको मूल्य कसरी बढाउने? 8, 10 वा 16 नोडहरू? कुन मोड्युल निर्माताहरू? समग्र रूपमा उत्पादनको बारेमा सोच्दै, हामीले महसुस गर्यौं कि यहाँ मुख्य कुरा नोडहरूको संख्या वा निर्माता को हो, तर निर्माण ब्लकको रूपमा क्लस्टरहरूको सार हो। हामीले त्यो न्यूनतम भवन ब्लक खोज्न आवश्यक छ

पहिलो, एक क्लस्टर हुनेछ र एकै समयमा डिस्क र विस्तार बोर्डहरू जडान गर्न सक्षम हुनेछ। क्लस्टर ब्लक एक आत्म-पर्याप्त आधार नोड र विस्तार विकल्पहरूको विस्तृत दायराको साथ हुनुपर्छ।

दोस्रो, ताकि न्यूनतम क्लस्टर ब्लकहरू ठूला साइजका क्लस्टरहरू निर्माण गरेर एकअर्कासँग जोडिन सकून् र यो बजेट र स्केलिङ गतिको हिसाबले प्रभावकारी होस्। स्केलिंग गति साधारण कम्प्युटरहरूलाई नेटवर्कमा जडान गर्ने भन्दा छिटो र सर्भर हार्डवेयर भन्दा धेरै सस्तो हुनुपर्छ।

तेस्रो, न्यूनतम क्लस्टर एकाइहरू पर्याप्त कम्प्याक्ट, मोबाइल, ऊर्जा दक्ष, लागत-प्रभावी र सञ्चालन अवस्थाहरूमा माग नगर्ने हुनुपर्छ। यो सर्भर र्याकहरू र तिनीहरूसँग जोडिएका सबै कुराहरूबाट मुख्य भिन्नताहरू मध्ये एक हो।

हामीले नोडहरूको संख्या निर्धारण गरेर सुरु गर्यौं।

नोडहरूको संख्या

साधारण तार्किक निर्णयहरूको साथ, हामीले महसुस गर्यौं कि न्यूनतम क्लस्टर ब्लकको लागि 4 नोडहरू उत्तम विकल्प हो। 1 नोड एक क्लस्टर होइन, 2 नोडहरू पर्याप्त छैनन् (1 मास्टर 1 कार्यकर्ता, त्यहाँ एक ब्लक भित्र मापन गर्ने कुनै सम्भावना छैन, विशेष गरी विषम विकल्पहरूको लागि), 3 नोडहरू ठीक देखिन्छ, तर 2 को शक्ति र भित्र स्केलिंगको गुणन होइन। एक ब्लक सीमित छ, 6 नोडहरू लगभग 7 नोडहरू जस्तै मूल्यमा आउँछन् (हाम्रो अनुभवबाट यो पहिले नै ठूलो लागत मूल्य हो), 8 धेरै छ, मिनी ITX फारम कारकमा फिट हुँदैन र अझ महँगो PoC समाधान।

प्रति ब्लक चार नोडहरू सुनौलो अर्थ मानिन्छ:

प्रति क्लस्टर बोर्ड कम सामग्री, त्यसैले निर्माण गर्न सस्तो
4 को धेरै, कुल 4 ब्लकहरूले 16 भौतिक प्रोसेसरहरू दिन्छ
स्थिर सर्किट 1 मास्टर र 3 कामदारहरू
अधिक विषम भिन्नताहरू, सामान्य-गणना + त्वरित-कम्प्युट मोड्युलहरू
SSD ड्राइभ र विस्तार कार्डहरूको साथ मिनी ITX फारम कारक

कम्प्युट मोड्युलहरू

दोस्रो संस्करण CM4 मा आधारित छ, हामीले सोच्यौं कि यो SODIMM फारम कारकमा जारी हुनेछ। तर…
हामीले SODIMM डेरबोर्ड बनाउने र CM4 लाई सीधै मोड्युलहरूमा भेला गर्ने निर्णय गर्यौं ताकि प्रयोगकर्ताहरूले CM4 बारे सोच्नु नपरोस्।

रास्पबेरी पाई CM4 समर्थन गर्ने ट्युरिङ पाई कम्प्युट मोड्युल

सामान्यतया, मोड्युलहरूको खोजीमा, 128 MB RAM देखि 8 GB RAM सम्मका साना मोड्युलहरूबाट कम्प्युटिङ मोड्युलहरूको सम्पूर्ण बजार खोलिएको थियो। 16 GB RAM र थप भएका मोड्युलहरू अगाडि छन्। क्लाउड नेटिभ टेक्नोलोजीहरूमा आधारित एज एप्लिकेसन होस्टिङको लागि, 1 GB RAM पहिले नै पर्याप्त छैन, र 2, 4 र 8 GB RAM को लागि मोड्युलहरूको भर्खरको उपस्थितिले वृद्धिको लागि राम्रो ठाउँ प्रदान गर्दछ। तिनीहरूले मेसिन लर्निंग अनुप्रयोगहरूको लागि FPGA मोड्युलहरूसँग विकल्पहरू पनि विचार गरे, तर तिनीहरूको समर्थनमा ढिलाइ भएको छ किनभने सफ्टवेयर इकोसिस्टम विकसित भएको छैन। मोड्युल बजार अध्ययन गर्दा, हामी मोड्युलहरूको लागि एक विश्वव्यापी इन्टरफेस सिर्जना गर्ने विचारको साथ आएका छौं, र V2 मा हामी कम्प्युटिङ मोड्युलहरूको इन्टरफेस एकताबद्ध गर्न सुरु गर्छौं। यसले V2 संस्करणका मालिकहरूलाई अन्य निर्माताहरूबाट मोड्युलहरू जडान गर्न र विशेष कार्यहरूको लागि तिनीहरूलाई मिलाउन अनुमति दिनेछ।

V2 ले लाइट संस्करणहरू र 4 GB RAM मोड्युलहरू सहित सम्पूर्ण Raspberry Pi 4 Compute Module (CM8) लाई समर्थन गर्दछ।

परिधि

मोड्युलहरूको विक्रेता र नोडहरूको संख्या निर्धारण गरेपछि, हामी PCI बसमा पुग्यौं जसमा परिधीयहरू अवस्थित छन्। PCI बस बाह्य उपकरणहरूको लागि मानक हो र लगभग सबै कम्प्युटिङ मोड्युलहरूमा पाइन्छ। हामीसँग धेरै नोडहरू छन्, र आदर्श रूपमा, प्रत्येक नोडले PCI उपकरणहरू समवर्ती अनुरोध मोडमा साझेदारी गर्न सक्षम हुनुपर्छ। उदाहरणका लागि, यदि यो बसमा जडान गरिएको डिस्क हो भने, यो सबै नोडहरूमा उपलब्ध छ। हामीले बहु-होस्ट समर्थनको साथ PCI स्विचहरू खोज्न थाल्यौं र फेला पार्यौं कि ती मध्ये कुनै पनि हाम्रो आवश्यकताहरू फिट हुँदैन। यी सबै समाधानहरू प्रायः 1 होस्ट वा बहु होस्टहरूमा सीमित थिए, तर अन्तबिन्दुहरूमा समवर्ती अनुरोधहरूको मोड बिना। दोस्रो समस्या प्रति चिप $ 50 वा बढीको उच्च लागत हो। V2 मा, हामीले PCI स्विचहरूको साथ प्रयोगहरू स्थगित गर्ने निर्णय गर्‍यौं (हामी पछि विकास गर्दा तिनीहरूमा फर्कनेछौं) र प्रत्येक नोडको लागि भूमिका तोक्ने बाटोमा गयौं: पहिलो दुई नोडहरूले मिनी PCI एक्सप्रेस पोर्ट प्रति नोड, तेस्रो नोड खुलासा गरे। खुला 2-पोर्ट 6 Gbps SATA नियन्त्रक। अन्य नोडहरूबाट डिस्कहरू पहुँच गर्न, तपाईंले क्लस्टर भित्र नेटवर्क फाइल प्रणाली प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ। किन नगर्ने ?

स्नीकपिक

हामीले छलफल र प्रतिबिम्बको माध्यमबाट न्यूनतम क्लस्टर ब्लक कसरी विकसित भएको छ भन्ने बारे केही स्केचहरू साझा गर्ने निर्णय गर्यौं।

नतिजाको रूपमा, हामी 4 260-पिन नोडहरू, 2 mini PCIe (Gen 2) पोर्टहरू, 2 SATA (Gen 3) पोर्टहरू भएको क्लस्टर एकाईमा आयौं। बोर्डसँग VLAN समर्थनको साथ लेयर-2 व्यवस्थित स्विच छ। पहिलो नोडबाट एउटा मिनी PCIe पोर्ट हटाइएको छ, जसमा तपाईँले नेटवर्क कार्ड स्थापना गर्न सक्नुहुन्छ र अर्को इथरनेट पोर्ट वा 5G मोडेम प्राप्त गर्न सक्नुहुन्छ र पहिलो नोडबाट क्लस्टर र इथरनेट पोर्टहरूमा नेटवर्कको लागि राउटर बनाउन सक्नुहुन्छ।

क्लस्टर बसमा सबै स्लटहरू र पक्कै पनि गति नियन्त्रणको साथ प्रत्येक नोडमा फ्यान कनेक्टरहरू मार्फत मोड्युलहरू फ्ल्यास गर्ने क्षमता सहित थप सुविधाहरू छन्।

आवेदन

स्व-होस्ट गरिएका अनुप्रयोगहरू र सेवाहरूको लागि किनारा पूर्वाधार

हामीले V2 लाई उपभोक्ता/व्यापारिक-ग्रेड किनारा पूर्वाधारको लागि न्यूनतम निर्माण ब्लक हुन डिजाइन गर्यौं। V2 को साथ, तपाईं बढ्दै जाँदा प्रमाण-अफ-संकल्पना र मापन सुरु गर्न सस्तो छ, बिस्तारै पोर्टिङ अनुप्रयोगहरू जुन किनारमा होस्ट गर्न अधिक लागत-प्रभावी र व्यावहारिक छन्। ठूला क्लस्टरहरू निर्माण गर्न क्लस्टर ब्लकहरू सँगै जोड्न सकिन्छ। यो स्थापित गर्न धेरै जोखिम बिना बिस्तारै गर्न सकिन्छ
प्रक्रियाहरू। पहिले नै आज व्यापार को लागी आवेदन को एक ठूलो संख्या छ, जुन स्थानीय रूपमा होस्ट गर्न सकिन्छ.

एआरएम वर्कस्टेशन

प्रति क्लस्टर ३२ जीबी सम्मको र्यामको साथ, पहिलो नोड ओएसको डेस्कटप संस्करणको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ (उदाहरणका लागि Ubuntu डेस्कटप २०.०४ LTS) र संकलन, परीक्षण र डिबगिङका लागि बाँकी ३ नोडहरू, साथै ARM क्लस्टरहरूको लागि क्लाउड-नेटिभ समाधानहरू विकास गर्न। उत्पादनमा ARM परिधीय पूर्वाधारको लागि CI/CD नोडको रूपमा।

CM2 मोड्युलहरूको साथ ट्युरिङ V4 क्लस्टर लगभग समान आर्किटेक्चरल छ (ARMv8 को सानो संस्करणहरूमा भिन्नता) AWS Graviton उदाहरणहरूमा आधारित क्लस्टरमा। CM4 मोड्युल प्रोसेसरले ARMv8 आर्किटेक्चर प्रयोग गर्दछ ताकि तपाईं AWS Graviton 1 र 2 उदाहरणहरूको लागि छविहरू र अनुप्रयोगहरू निर्माण गर्न सक्नुहुन्छ, जुन x86 उदाहरणहरू भन्दा धेरै सस्तो मानिन्छ।

स्रोत: www.habr.com