O que é um cluster?

Um cluster é um conjunto de computadores interconectados que funcionam como se fosse um só grande sistema. Entre as aplicações mais conhecidas dos clusters temos os supercomputadores, como o XT5 Jaguar, desenvolvido pela Cray, um modelo que roda o sistema operacional Linux e possui "apenas" 224.256 núcleos de processamento baseados nos processadores AMD Opteron e nada menos que 362.000 gigabytes de memória RAM.

Utilizados em aplicações onde o tempo de resposta é crítico, como aplicações militares, algoritmos de busca, como o do Google, a aplicações científicas, a capacidade de processamento justifica o seu alto custo. Porém, nem sempre um cluster é sinônimo de supercomputador, como é o caso da classe Beowulf, uma implementação onde um computador controla todos os outros, que pode ser apenas dois ou mesmo milhares deles, muito utilizado para conectar máquinas para fins de estudo e pesquisa.

Para que todos esses computadores funcionem como desejado, é necessário ter algum meio de conexão entre eles, que varia conforme as especificações de quem os projeta. No caso do Beowulf é utilizado uma conexão via rede local com cabos ethernet, o que facilita a sua montagem, mas se torna um gargalo de desempenho devido a pouca banda de dados fornecida pelos próprios cabos.

No caso do XT5 Jaguar, é utilizada uma tecnologia proprietária conhecida como Scalable I/O Network (SION), que utiliza a tecnologia InfiniBand DDR para eliminar a perda de desempenho na interconexão. Como se pode ver, são vários detalhes técnicos, mas que fazem um cluster ideal para aplicações de alto desempenho e conceitos fundamentais na construção de um, por isso as empresas normalmente descrevem o nível de performance esperada para empresas especializadas, e estas montam um cluster adequado a essas exigências.

Conhece algum cluster ou supercomputador?