Товарные вычисления (также известные как товарные кластерные вычисления ) включают использование большого количества уже имеющихся вычислительных компонентов для параллельных вычислений , чтобы получить наибольшее количество полезных вычислений при низких затратах. [1] Это полезная альтернатива дорогостоящим суперминикомпьютерам или бутиковым компьютерам. Товарные компьютеры — это компьютерные системы , производимые несколькими поставщиками, включающие компоненты, основанные на открытых стандартах . [ требуется ссылка ]
Такие системы, как утверждает [ кем? ] , основаны на стандартизированных компьютерных компонентах, поскольку процесс стандартизации способствует снижению затрат и уменьшению дифференциации среди продуктов поставщиков. Стандартизация и уменьшение дифференциации снижают стоимость переключения или выхода из любого данного поставщика, увеличивая рычаг покупателя и предотвращая привязку .
Руководящий принцип потребительских вычислений заключается в том, что предпочтительнее иметь больше низкопроизводительного, недорогого оборудования, работающего параллельно (скалярные вычисления) (например, AMD x86 CISC [2] ), чем иметь меньше высокопроизводительных, дорогостоящих аппаратных элементов [3] (например, IBM POWER7 или Sun - Oracle's SPARC [4] RISC ). В какой-то момент количество дискретных систем в кластере будет больше, чем среднее время между отказами (MTBF) для любой аппаратной платформы [ сомнительно – обсудим ] , независимо от того, насколько она надежна, поэтому отказоустойчивость должна быть встроена в управляющее программное обеспечение. [5] [6] Закупки должны быть оптимизированы по стоимости за единицу производительности, а не только по абсолютной производительности на ЦП любой ценой. [ требуется ссылка ]
Первые компьютеры были большими, дорогими и фирменными. Движение к потребительским вычислениям началось, когда DEC представила PDP-8 в 1965 году. Это был компьютер, который был относительно небольшим и достаточно недорогим, чтобы департамент мог купить его, не созывая заседание совета директоров. Вся индустрия мини-компьютеров возникла, чтобы удовлетворить спрос на «маленькие» компьютеры, такие как PDP-8. К сожалению, каждая из многочисленных марок мини-компьютеров должна была существовать сама по себе, поскольку не было программного обеспечения и очень мало совместимости оборудования между марками.
Когда в 1971 году был представлен первый микропроцессор общего назначения ( Intel 4004 ), он сразу же начал завоевывать нижние слои рынка компьютеров, заменив встроенные мини-компьютеры во многих промышленных устройствах.
Этот процесс ускорился в 1977 году с появлением первого потребительского микрокомпьютера Apple II . С разработкой приложения VisiCalc в 1979 году микрокомпьютеры вырвались за пределы фабрики и начали в больших количествах проникать в офисные пакеты, но все еще через черный ход.
IBM PC был представлен в 1981 году и сразу же начал вытеснять системы Apple II в корпоративном мире, но массовые вычисления, какими мы их знаем сегодня, действительно начались, когда Compaq разработала первый по-настоящему совместимый с IBM PC . Все больше и больше совместимых с ПК микрокомпьютеров стали поступать в крупные компании через главный вход, и массовые вычисления прочно заняли свое место.
В 1980-х годах микрокомпьютеры начали серьезно вытеснять более крупные компьютеры. Сначала цена была ключевым обоснованием, но к концу 1980-х и началу 1990-х годов технология полупроводников VLSI достигла точки, когда производительность микропроцессоров начала затмевать производительность дискретных логических конструкций. Эти традиционные конструкции были ограничены проблемами задержки скорости света, присущими любому ЦП больше одного чипа, и производительность сама по себе стала движущей силой успеха систем на основе микропроцессоров.
К середине 1990-х годов почти все производимые компьютеры были основаны на микропроцессорах, и большинство микропроцессоров общего назначения были реализациями архитектуры набора инструкций x86 . Хотя было время, когда каждый производитель традиционных компьютеров имел свои собственные запатентованные микро-проекты, сегодня существует лишь несколько производителей нетоварных компьютерных систем.
Сегодня все меньше и меньше общих бизнес-вычислительных требований, которые не могут быть удовлетворены с помощью готовых компьютеров. Вероятно, что нижний уровень жанра супермикрокомпьютеров будет продолжать продвигаться вверх за счет все более мощных микрокомпьютеров.
Целью вычислений на основе кластера является использование большого количества легкодоступных вычислительных компонентов для параллельных вычислений с целью получения наибольшего количества полезных вычислений за наименьшую стоимость. Вопрос стоимости вычислительного ресурса является ключевым для вычислительной науки и обработки данных в GSFC, как и в большинстве других мест, разница в том, что потребность в GSFC намного превосходит любые ожидания удовлетворения этой потребности.