Windows HPC Serverに関する講習会。今回はＨＰＣ特に分散並列処理に関する歴史とHPC Serverの立ち位置、HPC serverのアーキテクチャと導入までを紹介しています。また社内利用者の多いMatlabをHPC Serverと絡めて利用するシナリオを独自に調査してあります。 https://tech.d-itlab.co.jp/omasutani/

1. 2011/8/24
デンソーアイティーラボラトリ 増谷
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3. HPCとは
 高性能計算、high-performance computing
 メインフレーム(MPP massively parallel processing)に
対し、HPCC(High performance computing cluster)と
呼ぶ
Top500 Supercomputer http://top500.org
2000年
2011年
Cluster
MPP
Constellations
SMP
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Cluster
MPP
Constellations

4. HPCとは
 似たような言葉
 並列コンピューティング


同一コンピュータ内のＣＰＵ群による並列処理
マルチプロセッサ(SMP,NUMA,SIMD,MIMD,マルチコ
ア),OpenMP,Parallel Virtual Machine,MPI,ベクトル計算機,GPGPU
 分散コンピューティング


複数の環境の違うコンピュータを利用した処理
BOINC,distributed.net.SETI@home,グリッドコンピューティング
 クラスタコンピューティング


コンピュータを同一の目的で束ねて利用する
Score,Beowulf,Globus,WindowsCCS,IBM IMS XRF,Oracle
RealApplicationCluster,MapReduce,Hadoop
 グリッドコンピューティング


広域に分散するコンピュータ資源を束ねて利用する
Sun Grid Engine, Xgrid, Score, Globus
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5. HPC Serverとは
 Microsoft が提供するHPC環境
 前身はWindows Compute Cluster Server
 最新版はWindows HPC Server 2008 R2
 どのようなHPCか？
 Cluster型
 各種並列化のスタイルに対応



クラスタコンピューティング：各種Windows機を束ねて利
用
分散コンピューティング：Windows機であれば、サーバ、
クライアント問わず参加可能。クラウドも。
並列コンピューティング：マルチコア、GPGPUと組み合わ
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せ可能

6. HPC Serverの特徴
 Windows環境で、クラスタ構成を簡単に構築できます。
 クラスタの運用管理ツールが一通りそろっています。
 バッチ処理、MPIなど様々な形態のプログラミングモデ




ルに対応します。
Windows 7マシンを計算ノードにでき、既存資産を最大
限に利用できます。
Windows Azureノードを計算ノードにでき、設備が無く
てもスケーラビリティーを確保できます。
GPGPUを応用したGPUクラスタを構成できます。
基本的には何台でも追加可能。東工大のTsubameも同じ
システム（1296ノード）。
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7. HPC Serverの構成
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8. HPC Serverの要件
 ヘッドノード
 OSとして、Windows Server 2008 R2(64bit)が必要


既存のWindows Serverを利用
Windows HPC Server 2008 R2ライセンスを購入
 HPC Pack 2008 R2 Enterprise
 HPCを管理するミドルウェア
 計算ノード
 ヘッドノードと同様
 ヘッドノードを併用もできる
 計算ノード（Workstation)
 OSとして、Windows 7が必要
 HPC Pack 2008 R2 for Workstation
 ※すべてドメインに参加している必要がある
 利用側
 OS:Windows 7/Vista/XP, Windows Server 2008 R2/2008/2003
 HPC Pack 2008 R2 Client Utilities
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9. HPC Serverの利点
 使い慣れたWindows環境を利用できる
 利用中のWindows Server/Windows 7マシンも利用可
能
 ウィザード形式による簡単なインストール
 GUIによる簡単な利用、管理
 クラウドを容易に統合できる
 MPIなど汎用的なAPIの用意
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10. HPC Serverの利用シーン
 3D復元
Bologna大
75倍速 (4node 8core)
This 3-D reconstruction of the head of the
thirteenth-century wooden statue Kongo
Rikishi was produced using tomographic
imaging software
http://www.microsoft.com/Casestudies/Ca
se_Study_Detail.aspx?casestudyid=400000
5927
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11. HPC Serverの利用シーン
 衛星画像処理
Digital Globe
SGIサーバからの移行で、当初はＬｉｎｕ
ｘクラスタを導入したが、「ソフトウェ
アのポーティングに大量の時間と労力を
要した」。Windows HPC serverに移行し
て、より素早く対応できるようになっ
た。
http://www.microsoft.com/casestudies/cas
estudy.aspx?casestudyid=4000010064
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12. 採用実績
 世界
 http://www.microsoft.com/hpc/en/us/solutions/hpccase-studies-government.aspx
 INRIA、 Fraunhofer 、Mathworks、ING保険、 Cornell
大、 Cambridge大、Audi，COMSOL etc…
 日本
 http://www.microsoft.com/japan/hpc/solutions/casestu
dies/default.mspx
 東京工大、同志社大、東大、京大、産総研、ＩＢＭ，
NEC、伊藤忠CTC、アスモ etc…
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13. 東工大TSUBAME
 2010年11月の記録で
 世界4位
 Green500で世界2位
 1192TFLOPS
 1400ノード
 GPGPU
 デュアルアーキテクチャ
 LINUX / Windows HPC Server 2008
 http://tsubame.gsic.titech.ac.jp/software-architecture
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14. その他
 クレイのスパコン「Cray CX1」
 Windows HPC Server 2008搭載
 クアッドコアZeon * 8
 350万円
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16. HPC Serverを導入する
 HPCクラスタへ参加する
 Windows ServerかWindows 7のマシンを参加させる
 HPC serverへアクセスして利用する
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17. 導入イメージ
 ラボの環境
ここを説明
Compute Node
Workstation Node
HPC Pack 2008 R2
HPC Pack 2008 R2
HPC Pack 2008 R2
Enterprise
Express
Workstation
Head Node
Compute Node
Windows HPC Server 2008 R2
cob
Windows HPC Server
2003 / 2008 / 2008 R2
社内サーバ
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Windows 7
クライアン

18. トポロジ一覧
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19. HPC Packのインストール
 詳しくは以下の文書を参照
 http://soilwork/sites/DefaultCollection/hpc/Shared%20Documents/HPC%20Server
%E5%B0%8E%E5%85%A5%E3%81%AB%E3%81%A4%E3%81%84%E3%81%A6.doc
HPC Pack
• Cobサーバにあるインストールイメージを実行
• [インストールエディションの選択]ページで、“ワークステーション”を選択
• [クラスターに参加]ページで、ヘッドノード”cob”を入力
HPC Pack
• CobサーバにあるSP1インストールイメージを実行
• パッチのインストール
SP1
サーバ管理者
•HPC Pack入れたよという（特に操作はいらない）
• 利用者権限をもらう
へ通知
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20. 登録されたノード
 クラスターマネージャーで確認できる
リストに追加
される
コア数などは自動
的に収集される
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