Основой для построения общедоступных высокопроизводительных систем Hewlett‑Packard служит унифицированный портфель кластерных решений — HP Unified Cluster Portfolio (www.hp.com/go/HPC). 

Выработанная компанией стратегия и стандартизованная архитектура решений позволяет HP разрабатывать и предлагать рынку кластерные системы c различным уровнем производительности — от систем, предназначенных для решения локальных задач масштаба департамента, до кластеров, отвечающих требованиям крупнейших мировых научно‑исследовательских и проектных центров. Применение стандартных компонентов позволяет собирать кластеры буквально на конвейере, используя необходимые для решения задач платформы, ОС, приложения, при поддержке HP.

В качестве аппаратной платформы для построения вычислительных кластеров применяется HP Cluster Platform (CP). Это решение объединяет в кластер до 1024 узлов — стандартных серверов HP ProLiant с процессорами Intel Xeon и AMD Opteron или HP Integrity c процессорами Intel Itanium. В одном 19‑дюймовом 42‑юнитовом шкафу помещается до 42 вычислительных узлов на базе одноюнитовых стоечных серверов или до 128 узлов с использованием серверов‑лезвий, установленных в шасси HP BladeSystem.

Кластерные платформы HP могут функционировать под управлением ОС Linux, HP‑UX и Windows — в зависимости от стоящих задач и используемых приложений.

В качестве узлов в платформах CP 3000, 4000 и 6000 применяются стоечные серверы HP. Первые две платформы строятся на основе серверов ProLiant серии DL. Роль высокопроизводительного кластерного интерконнекта обычно выполняет Infiniband или Gigabit Ethernet, реже — Myrinet или Quadrics. 

Платформы HP CP 3000BL, 4000BL и 6000BL построены на базе блейд‑решений HP BladeSystem — тех же серверов‑лезвий, которые используются для типичных, не требующих высокопроизводительных вычислений, повседневных задач. 

Тесная интеграция серверов с интеллектуальными системами питания и охлаждения позволяет снизить и стоимость приобретения готового решения, и расходы на его дальнейшую эксплуатацию. И поскольку в этих платформах используются стандартные для индустрии серверы и процессоры, стоимость таких решений значительно ниже, чем традиционных суперкомпьютеров. 

Для функционирования кластера необходима кластерная среда, включающая реализацию библиотек для обмена сообщениями, библиотеки математических функций, компиляторы и профайлеры, необходимые для разработки параллельных приложений, а также средства, позволяющие осуществлять мониторинг работы кластера и управление задачами.

В качестве таких средств HP предлагает полностью интегрированные и готовые к применению решения:

• XC Software System — средства управления кластерной средой на основе ОС Linux, работающие на всех видах кластерных платформ и включающие в себя все необходимые средства для реализации решения HPC;

• HP‑UX Cluster Pack — интегрированный пакет средств разработки и управления кластерами в Cluster Platform 6000 и 6000BL для ОС HP‑UX.

Кроме интегрированных кластерных сред, HP разрабатывает программные продукты для решения отдельных задач в рамках кластерной системы:

• HP MPI представляет собой высокопроизводительную реализацию стандарта MPI (Message Passing Interface). Эта библиотека предоставляет разработчикам средства API для поддержки приложений, осуществляющих параллельный обмен данными между узлами через высокоскоростной кластерный интерконнект. HP MPI поддерживает операционные системы Linux, HP‑UX, Windows.

• CMU (Cluster Management Utility) — простое и универсальное недорогое программное решение для развертывания, централизованного управления, администрирования и мониторинга кластерной системы. CMU поддерживает дистрибутивы Linux и платформы HP.

• В роли кластерного ПО может выступать набор программных средств (компиляторы, библиотеки, средства управления) HP ProLiant HPC Partner Software Suite, в основе которого лежит продукт Departmental Cluster Solution от компании Scali, стратегического партнера HP в сфере управления высокопроизводительными кластерами стандартной архитектуры. Это решение позволяет управлять кластерными средами начального уровня — до 64 узлов. Оно предлагает различные усовершенствования в вопросах администрирования, включая графический интерфейс, эффективную установку и развертывание образа ОС, дополнительные средства измерения производительности, а также широкие возможности управления кластерным доменом. 

Дополнительно в составе набора HPC Partner Software Suite предлагаются решения от других компаний‑партнеров, например PathScale, PolyServe и др.

В состав Unified Cluster Portfolio входят также масштабируемые решения для организации хранения и высокоскоростного доступа к данным, с которыми работает кластер:

• HP Scalable File Share (SFS) — интегрированная СХД, построенная на базе параллельной файловой системы Lustre. Представляет собой набор ячеек, работающих параллельно и соединяющихся с кластером по одному из стандартных высокопроизводительных интерконнектов. Основой SFS служат серверы HP ProLiant и системы хранения SFS20 или EVA.

• HP Enterprise File Services Clustered Gateway (EFSCG) — решение, предоставляющее доступ к разделяемым данным с использованием протокола NFS и реализованное кластером серверов HP ProLiant с полностью симметричной кластерной файловой системой, поддерживающей возможности балансировки нагрузки между узлами. 

• HP Scalable Visualization Array (SVA) — интегрированное решение визуализации на основе кластеров XC, которое позволяет повысить производительность HPC‑сред.

• HPC Application, Development and Grid Software объединяет приложения для создания вычислительных комплексов: инструменты разработчика и компиляторы языков программирования (Fortran, HPF, C, UPC), готовые решения по различным отраслевым направлениям (экономика и финансы, топливо и энергетика, научные расчеты, моделирование и пр.), а также программные продукты для grid‑вычислений.

В прошлом году на конференции Supercomputing 2007 (SC’07) компания HP представила новую платформу высокопроизводительных вычислений — HP Cluster Platform Workgroup System, дополняющую линейку про­дуктов Unified Cluster Portfolio.

Эта система ориентирована на предприятия среднего бизнеса. Она построена на базе шасси HP BladeSystem c3000 и обеспечивает уровень быстродействия, сопоставимый с HP Cluster Platform корпоративного уровня. При этом она значительно проще и дешевле и вполне доступна предприятиям сегмента SMB. Она приспособлена для решения задач в области автоматизированного конструирования, материаловедения, а также в нефтедобывающей и газовой промышленности, финансовом секторе. Ее показатели быстродействия в 8 раз выше, чем при выполнении тех же задач на одноузловой системе.

В отличие от традиционных суперкомпьютеров, кластерные системы Hewlett‑Packard, основанные на серверах стандартной архитектуры на базе процессоров Xeon, Opteron и Itanium, предоставляют возможность предприятиям любого масштаба решать задачи бизнеса с помощью высокоэффективных систем такого уровня, который недавно был доступен лишь крупным корпорациям. 

К таким решениям относятся кластеры HP CP3000BL, занимающие в рейтинге Top500 самых высокопроизводительных систем 4‑е и 5‑е места с результатами 118 и 103 TFLOPS (по данным ноября 2007 г.). Они созданы на основе серверов ProLiant BL460c с 4‑ядерными процессорами Intel Xeon, которые установлены в шасси BladeSystem с7000.

В общей сложности решения HP составляют 33% систем из списка Top500, и компания сохраняет позиции одного из лидирующих поставщиков высокопроизводительных вычислительных систем в мире. 

Примечательно, что почти все представленные в рейтинге системы HP — а их полторы сотни — это не специально созданные в лабораторных условиях эксклюзивные разработки, а стандартные BladeSystem, которые доступны и заказчикам в Украине. 

Комментируя результаты HP в рей­тинге Top500, вице‑президент и генеральный директор подразделения HPC‑систем HP Уинстон Пратер сказал: «Тот факт, что множество наших систем вошло в этот рейтинг, а две из них заняли столь высокие места, подтверждает соответствие нашей стратегии в области высокопроизводительных вычислений потребностям заказчиков при оптимальном сочетании эффективности решений, цены и качества». 

В первой половине 2008 года компания HP подготовила еще два новых элемента инфраструктуры HP BladeSystem — лезвия BL260c и BL2x220c. Если первое представляет собой вариант сервера BL460c, стандартно применяемого в кластерах HP, то второе — это уникальное решение, первый в мире two‑in‑one server blade, объединяющий два сервера на базе четырехъядерных процессоров Intel Xeon серии 5400 в одном стандартном корпусе лезвия с‑Class половинной высоты.

Такая компоновка обеспечила высокую плотность размещения узлов и вычислительную мощность на уровне кластеров семейства HP Cluster Platform 3000BL при сохранении невысокого энергопотребления.

128‑узловой кластер занимает площадь менее 1 кв.м в стандартном 19‑дюймовом 42U‑шкафу, при этом суммарная производительность его 1024 ядер может достигать 10 TFLOPS и более.

Такой производительности сегодня уже недостаточно для того, чтобы попасть в список Top500 (хотя всего пару лет назад этот результат, очевидно, оказался бы в первой сотне), но ее хватает, чтобы удовлетворить вычислительные потребности практически любого украинского предприятия, учебного заведения или научного центра.

Среди наиболее крупных реализаций HP Cluster Platform на основе блейдов в странах СНГ можно выделить 470‑узловой кластер в МСЦ (Межведомственный суперкомпьютерный центр) Российской академии наук, с пиковой производительностью более 45 TFLOPS, и 144‑узловую систему в Вятском университете, мощность которой — более 10 TFLOPS. Оба кластера построены на лезвиях BL460с с четырехъядерными процессорами Intel Xeon и объединены сетью Infiniband.  

Из реализаций Cluster Platform в Украине следует отметить 56‑узловой кластер CP3000BL, установленный компанией HP в одной из киевских анимационных студий. Основные задачи, которая призвана решать данная система, — создание спецэффектов и рендеринг сцен в реальном времени, в том числе для уникального по отечественным меркам крупномасштабного мультипликационного проекта.

Количество же HPC‑систем, построенных партнерами и заказчиками HP на основе серверов ProLiant и BladeSystem, подсчитать практически невозможно, ведь создание небольшого кластера в несколько узлов (или несколько десятков узлов), соединенных обычной сетью Gigаbit Ethernet и с использованием имеющихся инструментов, — дело не такое уж сложное и дорогое.