集群 低成本的性能线性提升

    近几年，集群的高速发展就是一个较为有效的解决办法。那什么是集群？集群系统（Cluster）是指利用网络（商用或专用）将商用计算机（主要是服务器）按照某种结构连接起来，在并行计算环境下支持统一调度的并行系统。或者可以简单理解为，集群系统是由一组互连的整机（节点机）构成的并行或分布系统，可作为统一的计算资源。

    计算机集群系统允许使用低成本的商品化计算机来构造具有高可伸缩性和高可用性的高性能计算机网络系统，即今天所讲的集群系统。其性能通过数年的技术研究，已经逐渐接近甚至超越同时期同规模的大SMP系统。

    实际上，计算机集群系统的实现得益于以下几个方面的技术进步。最重要的动力来自CPU技术的长足发展，尤其是双核及多核技术在x86系统的成功应用。像今天的AMD是成功借鉴了RISC设计思想开发出Opteron处理器，使得今天具有数万亿次运算能力、超大规模集群计算机成为了可能。

    高速网络技术的发展也推动了集群技术。高速网络使得松散耦合系统之间的通讯能力大幅度提高（千兆以太网、Myrinet、InfiniBand等），带有处理能力的网络接口和新的通信机制有效降低了通信开销，提高了计算机效率。

    其次，并行设计环境的开发日益成熟，让集群应用繁荣。多种可移植性并行程序环境成功进入了商业运行，如PVM、MPI等一批基于消息传递机制的并行程序环境可以运行在目前商业计算机系统平台上，为集群技术的普及奠定了基础。

    计算机集群系统的发展，使得通过成熟的商业化产品组建的计算集群系统同时具备低价高性能成为可能。其组成部分主要包括节点机系统、网络系统、存储系统、控制系统、电源及散热系统等。如果从整体看，集群系统是大型SMP系统的每个子系统商业化独立发展的缩影，如大型SMP系统多采用RISC架构的处理器系统实现其计算功能，而在集群系统多采用基于x86架构的处理器系统，其规模由双路SMP系统发展到今天的多路SMP系统，其性能已经与基于RISC系统的处理性能抗衡。

    集群系统的节点机本身就是一个经济型的SMP系统，具备SMP所具备的优点，并且具有得天独厚的价格优势。由于构建集群系统核心的节点机系统是依托开放的商业计算机系统，使得集群系统具备良好的扩展能力。如可以通过双路、四路SMP系统构造传统的集群系统，也可以通过8路及8路双核构造星群系统，通过并行系统的优化满足用户不断变化的应用需求。这种系统的存储系统和大型SMP系统一样，基于SAN架构的方式实现。其他像网络、电源及散热系统也一样，只不过采用分布式的设计思想而完成。