Beowulf vs cow

Beowulf vs Cluster of Workstations
Carlos Camiña García
David Tubau García
Ricard Tort Bau
Introducción
En la vida real hay muchos problemas en los que la potencia computacional se queda corta. Así pues, es necesario recurrir a los supercomputadores.

Áreas de la supercomputación:
Meteorología
Física de la materia condensada
Estudio de las proteínas
Generación de imágenes porcomputador con modelos realísticos
Secuenciamiento del genoma humano

No todos los laboratorios se pueden permitir la compra de un supercomputador prefabricado que cubra sus necesidades. Para ello se necesita una gran inversión.
Introducción (cont.)
Los laboratorios habitualmente tienen presupuestos pequeños. ¬ ¡¡¡ Problema !!!

Entonces, ¿Cómo consiguen la potencia necesaria aún teniendo elproblema del presupuesto?

Hay dos alternativas:
Conseguir máquinas viejas o comprar máquinas nuevas de baja potencia y montar Linux en todas ellas e instalar encima MOSIX. ¬ COW
Con el mismo coste que la alternativa anterior se puede construir un supercomputador de clase Beowulf, el cual ofrece un “mayor rendimiento”.

De las dos maneras tenemos un supercomputador de bajo coste.
¿Qué es unBeowulf?
Un Beowulf es un conjunto de nodos minimalistas (cada uno de ellos tiene lo mínimo para poder funcionar), ligados por un medio de comunicaciones barato, en el que la topología de red se ha diseñado para resolver un tipo de problema específico.
En un Beowulf se ejecutan aplicaciones paralelas.
Cada nodo habitualmente consta de placa madre, CPU, memoria y dispositivo de comunicaciones.
Unode los nodos es el nodo servidor. Se trata de un ordenador completo.
Todos los nodos emplean Linux como SO.
La programación es fuertemente dependiente de la arquitectura; se pueden usar sockets o librerías de paso de mensajes (PVM o MPI).
A causa de que los Beowulf emplean memoria distribuida; la comunicación se hace mediante paso de mensajes.
¿Qué es un Beowulf? (cont.)
Un programadesarrollado teniendo en cuenta la topología del Beowulf es más rápido que el equivalente en un COW, por la ausencia de colisiones.
La mayor parte del software para Beowulf es de dominio público (SO, compiladores, librerías, programas específicos).
Si un programa está paralelizado usando PVM, MPI o sockets, la adaptación al Beowulf es trivial. Si no lo está, la paralelización tiene un cierto grado dedificultad.
El primer Beowulf se construyó en 1994:
16 procesadores DX4 conectados vía channel bonded Ethernet (Beowulf)
En 2001 aparece Locus Supercluster (http://clusters.top500.org/):
1416 procesadores Pentium III 1 GHz (708 nodos; cada nodo 2 procesadores)
364 GB de RAM y 22240 GB de HDD
SO Linux y tecnología de interconexión Fast Ethernet
1416 Gflops
Principal área de aplicación:Descubrimiento de nuevas drogas para uso farmacéutico

¿Qué es un COW?
Conjunto de nodos de potencia computacional baja o media (es decir hardware con la mejor relación FLOP/$ posible) que comunicamos entre sí mediante una red para resolver un determinado problema.
Los nodos del COW son normalmente estaciones de trabajo funcionales (CPU, RAM, HDD, tarjeta gráfica, monitor, teclado). Excepcionalmentepueden ser nodos minimalistas.
¿Por qué surgen los COW?
Para diseñar un programa paralelo basado en Beowulf, el conocimiento de la topología de red y del número de procesadores son críticos.
Un Beowulf, en principio, no hace reparto automático de carga.
Programar un código capaz de adaptarse al Beowulf (top. de red y # de procs.) complica el desarrolo del código.
Si no tenemos el códigofuente de una aplicación y deseamos adaptarla a un cluster paralelo, emplear una arquitectura Beowulf lleva a un código poco eficiente.

¿Qué es un COW? (cont.)
Los COW corren alguna versión de UNIX, como Linux y tienen instalado MOSIX. MOSIX es un software diseñado específicamente para incorporar al kernel la capacidad de computación cluster.
En los COW, el kernel de los distintos nodos ajusta...