Der HPC Server 2008 trimmt Windows zur Höchstleistung (Teil 2)

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Optimierungen des Windows Server für HPC

Der HPC Server 2008 kann darüberhinaus mit mehreren Neuerungen aufwarten. Viele diese Verbesserungen erbt der HPC Server gewissermaßen von seinem Basissystem, dem Windows Server 2008. Dazu zählt die Unterstützung von iSCSI zur Anbindung von Speichersystemen. iSCSI bringt Verbesserungen in der Leistung, ohne jedoch eine spezielle Speicherhardware zu verlangen.

Durch Hinzufügen von neuen Knoten ist das Leistungsvolumen des Clusters auch während dem Betrieb erweiterbar. Das selbstheilende Dateisysteme (NTFS) sorgt für unterbrechungsfreien Zugang zu den Dateien. Verbesserungen gibt es auch hinsichtlich der Verwaltung. Durch die Powershell ist eine skriptbasierte Verwaltung möglich. Dies mag insbesondere für Nutzer, die bis dato Unix-System einsetzen, eine Brücke sein. Zum Umfang der Optimierungen gehören ferner jene zur Leistungsoptimierung. Durch den neuen TCP/IP-Stack und WinSock Direct erfolgt ein schneller Datenaustausch mit anderen Rechnern über TCP/IP. Ferner optimierte Microsoft im Windows Server 2008 die Festplattenzugriffe und das Speichermanagement. Durch das neue Filesharing ProtokollSMB 2.0 lassen sich Dateien schneller ansprechen. Desweiteren gibt es Optimierungen für NUMA-Architekturen. Optimierungen gibt es außerdem hinsichtlich der Nutzung der I/O-Kanäle und des Speichers. Hierbei lassen sich die Prioritäten der Operationen anpassen.

Desweiteren hat Microsoft die Ausfallsicherheit des Systems erhöht. Beim Vorgängermodell des CCS 2003 stellte der Head Node noch einen Engpass da. Der Head Node ist der zentrale und wichtigste Knoten in einem Clusterverbund. Der CCS benötigte zur Absicherung des singulären Head Node spezielle Erweiterungen. Beim HPC 2008 entfällt dieses. Durch die Cluster-Funktionen des Windows Servers 2008 ist der Head Node damit per se gegen Ausfälle durch einen Failover Cluster abgesichert.

Verbesserungen der HPC-Kernfunktionen

Neben diesen Windows-bezogenen Optimierungen stehen auch viele Verbesserungen, die ausschließlich die HPC-Funktionen betreffen. Zu den neuen Funktionen des HPC-Pack 2008 gehören eine verbesserte Systemverwaltung mit der PowerShell, den Windows Deployment Services, sowie weitere Diagnose und Reporting-Tools. Für das Monitoring steht ferner eine Integration zum System Center Operations Manager zur Verfügung. Verbesserungen gibt es ferner beim Job Scheduling, der Speicherung und der Kommunikation durch Networking und MPI. Um eine schnelle Kommunikation der Knoten untereinander zu ermöglichen, wurde schon in der Version 2003 des Compute Cluster Server WinSock Direct eingeführt. Diese umgeht den TCP/IP-Kommunikationsstack für die Standardrechnerkommunikation.

Stattdessen erfolgt nun die Kommunikation mittels WinSock Direct. Winsock Direct umgeht zwar den Netzwerkstack, setzt aber auch auf TCP/IP auf. Beim HPC 2008 wird nun die Rechnerkommunikation um eine weitere Möglichkeit erweitert. Network Direct umgeht die Socket Schnittstelle gänzlich und ermöglicht eine schnellere Kommunikation der Rechnerknoten. Dabei werden die MPI-Aufrufe direkt an die Netzwerkkarte weitergereicht. Hierzu sind allerdings spezielle Treiber notwendig. Diese Treiber werden bereits heute für die Infiniband-Netzwerkinterfaces, Myricom-NICs und andere schnelle Ethernet-Karten angeboten.

Weitere Neuerungen betreffen die Zusammenarbeit mit anderen Systemen. Im HPC hat Microsoft die Interoperabilität mit Clustern aller großen Hersteller, aber auch dem Open Grid Forum optimiert. Der HPC 2008 unterstützt dazu die Open Grid Service Architektur. Diese Architektur sorgt für eine einheitliche Architektur über die HPC-Systeme unterschiedlicher Hersteller hinweg. Ferner lassen sich die Scheduler von Drittherstellern besser in den Kontext des HPC einbinden.

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