超級計算機為什么用linux？

90%以上(準確地說是94.2%)的超級計算機使用Linux作為自己的操作系統(tǒng)。在本文中，我們將試圖探討Linux之所以成為超級計算機操作系統(tǒng)最佳選擇的優(yōu)點和特性。 的確，沒有誰比負責部署和維護超級計算機的團隊更有資格闡明Linux作為超級計算機操作系統(tǒng)所具有的能力了。在我們探討Linux的重要功能特性之前，不妨先看一下超級計算機領(lǐng)域的重要人士對Linux有什么樣的評價;他們被問及選擇Linux作為超級計算機操作系統(tǒng)時又會給出什么樣的理由。 早在2000年，新墨西哥大學建立了一臺采用紅帽Linux的虛擬超級計算機Los Lobos，當時的初始投入是150萬美元。Frank Gilfeather博士當時被任命為新墨西哥大學的高性能計算執(zhí)行董事。Gilfeather說：“我們有幾個客戶，將得益于基于Linux集群的高性能計算。我們認為，在將來，這對電子商務來說同樣會很重要——因為越來越多的客戶在部署中間件和消息隊列系統(tǒng)，它們需要你在Linux集群中看到的那種強大功能：這表明Linux操作系統(tǒng)提供了高性能。”他進一步說：“大型Linux超級集群的出現(xiàn)歸因于像PC這些大眾化部件的急劇發(fā)展、Myrinet等高速商用現(xiàn)成技術(shù)(COTS)網(wǎng)絡的發(fā)展以及開放軟件運動的迅猛普及……因而，相對傳統(tǒng)的超級計算機，就能夠以極其合理的成本建立起真正的超級計算機。” Stephen Scott是橡樹嶺國家實驗室計算機學部門的一名研究科學家，也是Linux超級計算機的早期用戶/研究人員之一。他說：“科學界會喜歡Linux，因為它非常酷似標準的Unix。”Scott補充說：“大多數(shù)高性能環(huán)境是Unix，但是所有免費的GNU工具都使得Linux部署起來極其容易、極其省錢。” 了解了專家們發(fā)表的一番觀點后，不妨深入介紹讓Linux成為超級計算機操作系統(tǒng)最佳選擇的功能特性： 1. Linux的模塊化 門外漢可能認為典型的Linux是由許多很小的基本組件即模塊構(gòu)成的。每個模塊執(zhí)行不同的專門功能。這些基本組件協(xié)同工作，讓操作系統(tǒng)得以順暢運行。Linux的這種模塊化特性方便了所有人，無論他們是普通的Linux用戶，還是超級計算機管理員——可以改動操作系統(tǒng)，以適合自己的需求。其他的操作系統(tǒng)都無法提供這種程度的定制性，尤其是Windows。因而，可以對Linux進行改動，以便用在超級計算機上，實現(xiàn)專門的目的，尤其是增強性能或提高能效等。如今，大多數(shù)超級計算機都采用了經(jīng)過改動的Linux內(nèi)核。 2. Linux內(nèi)核的通用性 Linux內(nèi)核具有盡可能強的通用性。這意味著，只要編寫單一的源代碼，既可以在大型超級計算機上運行，也可以在小型設(shè)備、甚至手持裝置上運行。無論是在大型系統(tǒng)上還是在小型系統(tǒng)上，如何使用Linux，這完全取決于用戶。也不需要為了可以在更大或更小的系統(tǒng)上運行而對內(nèi)核進行根本性、重大的改變。通常來說，Linux內(nèi)核既可以配置成2MB這么小，也可以配置成1GB或1TB這么大，不需要花很多的時間和很大的精力。 3. 可擴展性 按照定義，可擴展性是指服務器適應更龐大負載的能力。可以直接把可擴展性看成是衡量效率和性能的一個尺度。系統(tǒng)必須具有極高的可擴展性，那樣添加新服務器應該不費吹灰之力。Linux具有極高的可擴展性，因為它能夠相當輕松地適應新的、更大的負載。這就是為什么你能發(fā)現(xiàn)Linux在超級計算機上運行，而安卓(使用Linux內(nèi)核)在手機、冰箱、甚至微波爐上運行! 4. 開源性 Linux是完全開源的自由軟件，一整套源代碼完全開放。這意味著，超級計算機管理員能夠?qū)@款操作系統(tǒng)隨意進行定制。此外，萬一超級計算機上出現(xiàn)性能故障或安全漏洞等，管理員可以隨時改動代碼，以獲得最大的性能和最高的安全性(或?qū)崿F(xiàn)其他任何目的)，而不是等專有操作系統(tǒng)公司發(fā)布安全補丁。 超級計算機力求實現(xiàn)性能最大化。通常，超級計算機被分配的任務要求以非常高的速度來處理計算任務。相比之下，Windows有眾多沒有必要的無關(guān)進程，只會拖累超級計算機的性能。不過，由于Windows是專有的操作系統(tǒng)，無法改動代碼以消除沒有必要的進程。至于Linux，完全可以改動代碼，消除無必要的進程，因而為計算機提升性能。 5. 社區(qū)支持 作為開源操作系統(tǒng)，Linux得到了社區(qū)的大力支持，這是其他任何一款操作系統(tǒng)所無法比擬的。 6. 成本低 說到像超級計算機這樣的龐大設(shè)備，成本可能是個大問題。在超級計算機上部署Linux具有成本效益，因為Linux完全不用支付特許使用費。 使用Linux作為操作系統(tǒng)的其他理由是，Linux的網(wǎng)絡支持功能很好。添加或刪除任何嘗試性的網(wǎng)絡設(shè)備都比較容易。不需要系統(tǒng)重啟!Linux是一款穩(wěn)定而可靠的操作系統(tǒng)，可以在成本高昂的大型服務器和計算機上運行，沒必要擔心太多的問題。最后，Linux來得更安全。