കമ്പ്യൂട്ടർ ക്ലസ്റ്റർ

ഒരു പ്രത്യേക കാര്യ നിർവഹണത്തിനായി ഒരുമിച്ചു പ്രവർത്തിക്കുന്ന കംപ്യൂട്ടർ (സെർവർ) ശൃംഖലകളെ കമ്പ്യൂട്ടർ ക്ലസ്റ്റർ എന്നു വിളിക്കുന്നു. പ്രധാനമായും രണ്ട് തരത്തിലുള്ള ക്ലസ്റ്ററുകൾ ഉണ്ട് : ഹൈ പെർഫോമൻസ് ക്ലസ്റ്ററും ഹൈ അവയിലബിലിറ്റി ക്ലസ്റ്ററും. ക്ലസ്റ്റർ ശൃംഖലയിലെ ഓരോ സെർവറെയും നോഡ് എന്നുവിളിക്കുന്നു. ഗ്രിഡ് കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, കമ്പ്യൂട്ടർ ക്ലസ്റ്ററുകൾക്ക് ഓരോ നോഡും ഒരേ ടാസ്‌ക് ചെയ്യാൻ സജ്ജമാക്കിയിട്ടുണ്ട്, സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ നിയന്ത്രിക്കുകയും ഷെഡ്യൂൾ ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. ക്ലസ്റ്റർ കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൻ്റെ ഏറ്റവും പുതിയ ഉദാഹരണമാണ് ക്ലൗഡ് കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്. മിക്ക സാഹചര്യങ്ങളിലും, എല്ലാ നോഡുകളും ഒരേ ഹാർഡ്‌വെയറും^[1]ഒരേ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സിസ്റ്റവും ഉപയോഗിക്കുന്നു, എന്നിരുന്നാലും ചില സജ്ജീകരണങ്ങളിൽ (ഉദാ. ഓപ്പൺ സോഴ്‌സ് ക്ലസ്റ്റർ ആപ്ലിക്കേഷൻ റിസോഴ്‌സ് (OSCAR) ഉപയോഗിക്കുന്നത്) വ്യത്യസ്ത ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാനാകും. ഓരോന്നിനും ഓരോ കമ്പ്യൂട്ടറും അല്ലെങ്കിൽ വ്യത്യസ്ത ഹാർഡ്‌വെയറും ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു.^[2]

ജർമ്മനിയിലെ ചെംനിറ്റ്‌സ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിലെ ഒരു വലിയ ലിനക്‌സ് ക്ലസ്റ്ററിൽ ജോലി ചെയ്യുന്ന സാങ്കേതിക വിദഗ്ധർ

സൺ മൈക്രോസിസ്റ്റംസ് സോളാരിസ് ക്ലസ്റ്റർ, ഇൻ-റോ കൂളിംഗ്

തായ്‌വാനിയ സീരീസ് വലിയ ശേഷിയുള്ള ക്ലസ്റ്റർ ആർക്കിടെക്ചർ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് കോവിഡ്-19 സമയത്ത് തായ്‌വാനിലെയും മറ്റ് നിരവധി ശാസ്ത്രജ്ഞരെയും സഹായിച്ചു.

20 SGI Altix ക്ലസ്റ്ററുകൾ ചേർത്ത് നിർമ്മിച്ച കൊളംബിയ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടർ

ഒരു ക്ലസ്റ്ററിൻ്റെ ഘടകങ്ങൾ സാധാരണയായി വേഗതയേറിയ ലോക്കൽ ഏരിയ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ വഴി പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, ഓരോ നോഡും (സെർവറായി ഉപയോഗിക്കുന്ന കമ്പ്യൂട്ടർ) ഒരു ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സിസ്റ്റം വഴി സ്വന്തമായി പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നു.

ഒരു കമ്പ്യൂട്ടറിനേക്കാൾ മികച്ച പ്രകടനവും ലഭ്യതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനാണ് സാധാരണയായി ക്ലസ്റ്ററുകൾ വിന്യസിക്കുന്നത്, അതേസമയം ക്ലസ്റ്റകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന വേഗതയോ ലഭ്യതയോ ഉള്ള സിംഗിൾ കമ്പ്യൂട്ടറുകളേക്കാൾ വളരെ ചെലവ് കുറഞ്ഞതായിരിക്കും.^[3]

ചെലവ് കുറഞ്ഞ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾ, ഹൈ-സ്പീഡ് നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ, ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ഡിസ്ട്രിബ്യൂഡ് കമ്പ്യൂട്ടിംഗിനായുള്ള സോഫ്റ്റ്‌വെയർ എന്നിവയുടെ ലഭ്യത ഉൾപ്പെടെ നിരവധി കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ട്രെൻഡുകളുടെ സംയോജനത്തിൻ്റെ ഫലമായി കമ്പ്യൂട്ടർ ക്ലസ്റ്ററുകൾ ഉയർന്നുവന്നു. കഠിനമായ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന അവിശ്വസനീയമാംവിധം ശക്തമായ കമ്പ്യൂട്ടറുകളാണ് സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ. ചെറുകിട ബിസിനസുകൾ മുതൽ ഐബിഎമ്മിൻ്റെ സെക്കോയ(Sequoia) പോലുള്ള ഏറ്റവും വലിയ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ വരെ വിവിധ സ്ഥലങ്ങളിൽ അവ കണ്ടെത്താനാകും. അവ കമ്പ്യൂട്ടർ ലോകത്തെ സൂപ്പർഹീറോകളെപ്പോലെയാണ്, ആവശ്യപ്പെടുന്ന ചില ജോലികൾ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ അവയ്ക്ക് കഴിയും.^[4]ക്ലസ്റ്ററുകളുടെ വരവിന് മുമ്പ്, മോഡുലാർ റിഡൻഡൻസിയുള്ള സിംഗിൾ-യൂണിറ്റ് ഫോൾട്ട് ടോളറൻ്റ് മെയിൻഫ്രെയിമുകൾ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു; എന്നാൽ ക്ലസ്റ്ററുകളുടെ കുറഞ്ഞ വിലയും നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫാബ്രിക്കിൻ്റെ വർദ്ധിച്ച വേഗതയും ക്ലസ്റ്ററുകൾ സ്വീകരിക്കുന്നതിന് അനുകൂലമായി. ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യതയുള്ള മെയിൻഫ്രെയിമുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ക്ലസ്റ്ററുകൾ സ്കെയിൽ ചെയ്യാൻ ചിലവ് കുറവാണ്, മാത്രമല്ല പിശക് കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിൽ സങ്കീർണ്ണത വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, കാരണം ക്ലസ്റ്ററുകളിലെ എറർ മോഡ് പ്രോഗ്രാമുകൾ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ സാധിക്കില്ല.^[5]

ഹൈ അവയിലബിലിറ്റി ക്ലസ്റ്റർ

സെർവറുകളുടെ ലഭ്യത (redundancy)വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഈ ക്ലസ്റ്ററിൽ സാധാരണ രണ്ടോ അതിലധികമോ നോഡുകൾ ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇതിൽ ഒരു നോഡിൽ എന്തെങ്കിലും പ്രവർത്തനതടസം ഉണ്ടായാൽ അടുത്ത് നിമിഷം രണ്ടാമത്തെ നോഡ് പ്രവർത്തനം ഏറ്റെടുക്കും. തുടർച്ചയായി ലഭ്യത വേണ്ട രംഗങ്ങളിൽ ഹൈ അവയിലബിലിറ്റി ക്ലസ്റ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഹൈ അവയിലബിലിറ്റി ക്ലസ്റ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നതുമൂലം സോഫ്റ്റ് വേർ മൂലമോ ഹാർഡ് വേർ മൂലമോ ഉണ്ടാകുന്ന തടസങ്ങളിൽ നിന്നും രക്ഷ നേടാൻ സാധിക്കും.

ഹൈ പെർഫോമൻസ് ക്ലസ്റ്റർ

വളരെ സങ്കീർണ്ണമായ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തുന്നതിനായി വളരെ അധികം നോഡുകൾ ചേർത്ത് നിർമ്മിക്കുന്ന ക്ലസ്റ്ററുകളാണിവ. സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറുകളും മറ്റും ഈ രീതിയിലാണു നിർമ്മിക്കുന്നത്. ഹൈ പെർഫോമൻസ് ക്ലസ്റ്ററിൽ ഒരു നോഡിനെ മാസ്റ്റർ നോഡ് എന്നു പറയുന്നു. ഈ മാസ്റ്റർ നോഡ് ബാക്കി സ്ലേവ് നോഡുകൾക്ക് ജോലി വീതിച്ചു കൊടുക്കുകയും അവയെ നിയന്ത്രിക്കുകയും ചെയുന്നു.

ഒരു കമ്പ്യൂട്ടറിനേക്കാൾ മികച്ച പ്രകടനവും ലഭ്യതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനാണ് സാധാരണയായി ക്ലസ്റ്ററുകൾ വിന്യസിക്കുന്നത്, അതേസമയം ക്ലസ്റ്റകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന വേഗതയോ ലഭ്യതയോ ഉള്ള സിംഗിൾ കമ്പ്യൂട്ടറുകളേക്കാൾ വളരെ ചെലവ് കുറഞ്ഞതായിരിക്കും.^[6]

ഗ്രിഡ് കംപ്യൂട്ടിങ്ങ്

ഗ്രിഡ് കംപ്യൂട്ടിങ്ങും വളരെ സങ്കീർണ്ണമായ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ വേണ്ട രംഗങ്ങളിൽ തന്നെയാണ് ഉപയോഗിക്കാറുള്ളത്, പക്ഷേ ഇവയിൽ പലതരത്തിലുള്ള നോഡുകൾ പലയിടങ്ങളിലായി പലപ്പോഴും പല സ്ഥാപനങ്ങളിൽ പോലുമായിരിക്കും സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. പലപ്പൊഴും സാധാരണ കംപ്യൂട്ടറുകളുടെ ഭാഗികശേഷി ഗ്രിഡ് കംപ്യൂട്ടിങ്ങിനു വിട്ടുകൊടുക്കാറുണ്ട്. അന്യഗ്രഹജീവികളുടെ സാന്നിധ്യം പ്രപഞ്ചതിലുണ്ടോ എന്നു നിരന്തരം പരിശോധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന SETI@home എന്ന കംപ്യൂട്ടർ ശൃംഖല ഗ്രിഡ് കംപ്യൂട്ടിങ്ങിനു ഒരു ഉദാഹരണമാ‌ണ്‌. SETI@home സാധ്യമാക്കുന്ന ബോയിൻക്, മറ്റു പല ഗ്രിഡ് കമ്പ്യൂട്ടിങ്ങ് പദ്ധതികൾക്കും വേദിയാണ്.