Clúster de alto rendimiento

Facultad de Ingeniería Informática

Propuesta de clúster de alto
rendimiento basada en una
arquitectura de hardware híbrida
Tesis presentada para optar por el título de Ingeniero
Informático

Autor:
Eulises Muñoz Rojas
Tutores:
Ing. Venus Henry Fuenteseca (vhenry@ceis.cujae.edu.cu)
MSc. Omar Antonio Hernández Duany (ohernandez@udio.cujae.edu.cu)

CITI
(Complejo de InvestigacionesTecnológicas Integradas)

La Habana, Cuba.
Junio, 2014.

AGRADECIMIENTOS
A mi familia, por ayudarme siempre y estar siempre
presente cuando me hizo falta.
A mis amistades, por apoyarme y ayudarme en todo
momento, sobre todo a Arianne y José Antonio, por
soportar mis pesadeces y a Cyntia y Yuleidy por
apoyarme siempre y creer en mí.
A todos mis profesores, sobre todo a María Luisa yAlicia, por enseñarme a dar los primeros pasos en la
enseñanza preescolar.
A mis tutores, sobre todo a la pequeña Venus, por
dedicarme tanto de su tiempo, por entenderme y
apoyarme, por no dormir cuando tenía problemas y
por las peleas matutinas todos los días.
A los vecinos del barrio: Gina, Caridad, Gladys,
Griselle, Betancourt, Milagros, José Antonio (padre),
Ernesto, Manolo y muchosotros, quienes siempre se
preocuparon por mí y me apoyaron cuando lo necesite.
A los que me formaron y los que seguirán, gracias por
ayudarme a ser quien soy hoy.

I

RESUMEN
En la actualidad existen una creciente cantidad de problemas de alto costo
computacional como minería de datos, astronomía y simulaciones. Un equipo de
cómputo de escritorio no posee la suficiente capacidad paradar solución a estos
problemas. Para ello se crean las supercomputadoras, enormes equipos de
cómputo fabricados a la medida por compañías privadas, las cuales imponen
cifras millonarias para la adquisición de uno de estos. Una alternativa viable son
los clústeres de computadoras, construidos con componentes comerciales y
alcanzando un rendimiento similar a las supercomputadoras.
El presentetrabajo trata acerca de la configuración de un clúster basado en una
arquitectura de hardware híbrida. Esto se debe a que no se cuenta con uno de
estos en muchas instituciones.
El diseño del clúster en cuanto a hardware se centra en las últimas tecnologías
existentes en el mercado, atendiendo a la relación precio – rendimiento. Esto
permite ensamblar un clúster con el menor costo económicoy el mayor
rendimiento posible. Dicho clúster aumenta su capacidad de cálculo combinando
el uso de procesadores y tarjetas gráficas. El software a utilizar es de concepción
libre y es fácil de configurar y administrar.
Para lograr el resultado deseado se utilizan técnicas de la computación paralela y
distribuida. El enfoque de este trabajo es lograr el mejor rendimiento con la menorinversión posible.
Como parte de este trabajo se construyó un clúster experimental y se configuró
para brindar servicio a diferentes usuarios, los cuales realizan sus pruebas sobre
esta plataforma experimental.
Palabras claves: alto rendimiento, arquitectura de hardware, clúster, hardware,
software.

II

ABSTRACT
Today there are a growing number of high computational cost problems as datamining, astronomy and simulations. A desktop computer equipment does not have
sufficient capacity to solve these problems. This supercomputers, massive
computer equipment manufactured to suit by private companies, which impose
millions to purchase one of these, limited to organizations and institutions for
purchase it. A viable alternative is the computer cluster built with commercialcomponents and achieving a performance similar to supercomputers.
This paper is about the hybrid cluster configuration, based on a hybrid hardware
architecture. This is because they do not have one of these in many institutions,
which require to carry out their investigations.
The design for hardware cluster focuses on the latest technologies in the market,
considering the balance between price -...