Описание вычислительного кластера CL120

Вычислительный кластер проектировался и создавался параллельно с проектным, строительным и монтажно-наладочным процессами компьютерного класса в аудитории №120 в 2024 году. В январе 2025 года кластер введён в эксплуатацию.

Было начато реальное использование кластерных параллельных вычислений, освоены классическое и нейросетевое машинное обучение, вошли в арсенал современные языки программирования.

Комплекс получил наименование CL120.

Аппаратная конфигурация

Программное обеспечение

Языки программирования

• Python 3.11
• Scala 2.13
• Java 17
• PL/pgSQL

Использование кластера

Все оборудование класса используется в учебное время, согласно расписанию, как обычный учебный компьютерный класс, кроме тех случаев, когда занятие предполагает использование параллельных вычислений.

Во внеурочное время персональные компьютеры перезагружаются в операционную систему GNU/Linux, после чего кластер готов к работе. Впрочем, и в этом случае компьютеры класса могут использоваться как обычные ПК — все кластерные вычисления используют ресурсы ПК в фоновом режиме.

Другими словами: под Linux класс может быть использован в учебных целях как с использованием вычислительного кластера студентами, так и с использованием традиционных, однопользовательских программных средств.

Функции сервера

• Распараллеливание выполняемой задачи
• Хранение данных
• Распределение вычислительной нагрузки и данных между узлами
• Объединение результатов, полученных от узлов
• Самостоятельная работа над задачей в период, когда узлы (ПК) заняты или выключены

Вывод

Университет впервые получил вычислительный кластер, способный в режиме параллельных вычислений решать статистические и иные задачи на больших данных, с использованием как классического машинного обучения, так и глубокого обучения на нейросетях.

Годовой баланс времени

• Учебное время: 8 месяцев × 20 дней × 8 часов = 1280 часов в год
• Полный годовой баланс: 365 × 24 = 8760 часов в год
• Ресурс вычислителя: 8760 – 1280 = 7480 часов в год (или около 85% годового баланса, если считать только вне учебное время)

Примечание:
Это теоретические выкладки. Машину нужно обслуживать, готовить к каждому большому проекту. Небольшие и учебные проекты могут выполняться параллельно, сразу группами, в учебное и вне учебное время. Реальный ресурс CL120 можно будет оценить не менее чем через несколько месяцев или лет эксплуатации.

Примеры использования

В презентации есть несколько примеров использования вычислительного кластера CL120.

Приглашаем

Приглашаем всех, кому нужны исследования больших данных, воспользоваться услугами Лаборатории ЭВТ им. Чепоского.

• Декомпозировать вашу задачу
• Собрать и предобработать данные
• Создать и обучить вашу модель
• Внедрить её в приложение

Контакты

• Кабинеты: 4016, 4011
• Телефоны внутренние: 16-79, 15-07
• Телефон мобильный: +7 926 932-3001
• E-mail: lab-meit@inno.mgimo.ru

Приложения

• Эта статья в PDF: Вычислительный кластер CL120 (PDF)
  Подробное описание, состав оборудования, программное обеспечение, языки программирования, использование, функции сервера, выводы и годовой баланс времени.
• Презентация: Презентация кластера CL120 (PDF)
  История создания, архитектура, используемые технологии, примеры использования, статистика и результаты исследований, контакты лаборатории.