משתמש:Michamos17/יחידניות (תוכנה)

יחידניות (Singularity) היא תוכנה חינמית, חוצת פלטפורמות המשתמשת בקוד פתוח, המבצעת וירטואליזציה ברמת מערכת ההפעלה הידועה גם בשם במכולות תוכנה (Software container).

אחד השימושים העיקריים של יחידניות הוא בהרצת מופעי תוכנה רבים של אותה תוכנה במקביל ללא הפרעה או תלות הדדית תחת אותה פלטפורמת חישוב המייצרת שחזור נתונים בהרצות מרובות (reproducibility). לדוגמא, בארכיטקטורת מחשבי HPC, בדרך כלל לטובת עולם הפיתוח המדעי בהרצת סימולציות מורכבות הדורשות כח חישוב רב.

הצורך בשחזור הנתונים מצריך יכולת להשתמש במכולות תוכנה (כגון Dockers) כדי להעביר יישומים ממערכת למערכת.

באמצעות יחידניות, מפתחים יכולים לעבוד בסביבות שניתן לשחזר נתונים לפי בחירתם ועיצובם, כך שסביבות שלמות ניתנות להעתקה ולביצוע בפלטפורמות אחרות.

היסטוריה

היחידניות החלה כפרויקט בקוד פתוח בשנת 2015, כאשר צוות חוקרים במעבדה הלאומית של לורנס ברקלי, בראשות גרגורי קורצ'ר, פיתחו ושחררו את הגרסה הראשונית תחת BSD License .

בסוף 2016, מפתחים רבים ממתקני מחקר שונים איחדו כוחות עם הצוות במעבדה הלאומית של לורנס ברקלי כדי לקדם את פיתוח היחידניות.

הייחודניות משכה במהירות את תשומת הלב של מוסדות מדעיים הצורכות כח מחשוב רב ברחבי העולם:

• מרכז המחשוב לחקר המחקר של אוניברסיטת סטנפורד פרסם את היחידניות על XStream ו- Sherlock.
• מכוני הבריאות הלאומיים התקינו את יחידניות על Biowulf לטובת ה- Linux cluster.
• אתרים שונים של ארגון המידע הפתוח כולל Fermilab החלו לאמץ את יחידניות. עד אפריל 2017, יחידניות נפרסה על 60% מרשת ה- Open Science.

במשך שנתיים ברציפות, בשנים 2016 ו 2017, הוכרה יחידניות על ידי עורכי HPCwire כ"אחת מחמש טכנולוגיות חדשות". בשנת 2017 יחידניות זכתה גם במקום הראשון בקטגוריה: הכלי הטוב ביותר לתכנות HPC או טכנולוגיה ″

נכון לשנת 2018, על סמך הנתונים שהוזנו במרשם ציבורי, מעריכים כי בסיס המשתמשים ביחידניות גדול מ- 25,000 התקנות וכולל משתמשים במוסדות אקדמיים כמו אוניברסיטת אוהיו ואוניברסיטת מישיגן, כמו כמו גם מרכזי HPC המובילים כמו מרכז המחשוב המתקדם בטקסס, מרכז מחשבי העל של סן דייגו ומעבדה לאומית של אוקרידג'.

יכולות

יחידניות יכול לתמוך בממשקים בעלי כח מחשוב גבוה בצורה טבעית, כמו InfiniBand ו- Omni Path Architecture) OPA).

בדומה לתמיכה במכשירי InfiniBand ו- OPA של אינטל, יחידניות יכולה לתמוך בכל מכשיר המחובר לכרטיס מסוג PCIe, כמו מאיצים גרפיים.

לסינגולריות יש גם תמיכה מקורית גם ב OpenMPI Libarary על ידי שימוש במכולה היברידית של MPI בה OpenMPI קיים בתוך המיכל ומחוצה לו.

תכונות אלה הופכות את יחידניות מועילות יותר ויותר בתחומים כמו Machine learning, Deep learning ו- Data intensive workloads שבהם היישומים נהנים מרוחב הפס הגבוה ומאפייני השהיה הנמוכים של טכנולוגיה זאת.

אינטגרציה

באופן מסורתי, עבור מערכות HPC כבר קיימות מערכות ניהול משאבים ותזמון עבודות, ולכן יש לשלב את סביבות זמן הריצה של המכולה במנהל משאבי המערכת הקיים.

שימוש בפתרונות מיכל ארגוניים אחרים כמו Docker במערכות HPC ידרוש שינויים בתוכנה.

סינגולריות משתלבת בצורה חלקה עם מנהלי משאבים רבים לדוגמא:

• HTCondor.
• (Oracle Grid Engine (SGE.
• SLURM.
• TORQUE.

• https://github.com/sylabs/examples

יתרונות יחידניות: https://www.hpcwire.com/off-the-wire/alcf-research-benefits-from-singularity/