Por que o Linux é comumente usado como sistema operacional para supercomputadores?

Em novembro de 2010, o Linux é usado em 459 dos 500 supercomputadores do TOP500. Consulte a tabela via Internet Archive .

Quais são as razões por trás desse uso maciço do Linux no espaço dos supercomputadores?

• O Linux tem amplo suporte para muitas arquiteturas e plataformas de hardware diferentes, desde pequenas placas embarcadas até enormes matrizes de computação. Enquanto outros bons kernels estão disponíveis, a cobertura e a qualidade dos drivers de hardware disponíveis para Linux superam em muito qualquer outra plataforma.
• A fonte do kernel Linux é aberta e pode ser facilmente modificada para ser executada em várias plataformas personalizadas. Para qualquer fornecedor que crie uma nova peça de hardware, fornecer drivers do Linux é uma das maneiras mais fáceis de torná-lo acessível. Eles não precisam trabalhar do zero, porque podem modificar os drivers existentes para peças de hardware semelhantes e aumentar o sucesso.
• Alguns dos outros candidatos ao SO cobram taxas de licenciamento por CPU. Isso se torna proibitivo no nível do supercomputador.
• Como o Linux já foi usado por todos neste espaço, ele tem o melhor suporte e a mais ampla seleção de pacotes e bibliotecas de software disponíveis.

Eu trabalho na indústria de HPC.

Se você está perguntando por que a maioria das pessoas hoje usa o Linux em seus clusters, é o que você listou na sua pergunta: mais de 90% dos maiores clusters executam o Linux. É o padrão de fato - quase qualquer biblioteca, ferramenta ou aplicativo de cluster está pronto para execução no Linux. É mais trabalhoso configurar um cluster usando qualquer outro sistema operacional.

Se você está perguntando como o Linux se tornou o padrão de fato, Caleb tem as respostas;)

Para quase qualquer questão da forma: "Por que x é a escolha predominante no segmento de mercado y?" as respostas agrupam em torno de dois fatores.

Em algum momento crítico durante o surgimento e crescimento desse segmento ou nicho de mercado, o produto em questão apresentava algumas vantagens em termos de custo e recursos, o que incentivava sua adoção por uma massa crítica. Uma vez atingida essa massa crítica, todos os produtos auxiliares desse segmento a apoiarão e todo o pessoal-chave desse setor / nicho estará familiarizado com ela como a principal escolha.

Em algum momento nos anos 90, Donald Becker divulgou alguns códigos e informações sobre o cluster de Beowulf que ele e Thomas Sterling haviam construído para um projeto na NASA. Isso usava hardware comum, executando o Linux e incorporando as bibliotecas MPI (interface de transmissão de mensagens) e PVM (máquina virtual paralela) para distribuição de tarefas computacionais em uma rede de nós.

Na época, as alternativas exigiam hardware muito mais caro (principalmente as estações de trabalho Sun), possuíam licenciamento de software proprietário com custos por / nó ou por / CPU, e geralmente eram de código fechado ou tinham componentes significativos de código-fonte fechado.

Assim, o Linux teve vantagens em todos esses três fatores. O fato de Becker ter lançado algum código e documentação (e o fez com um nome interessante) deu ao Linux um tremendo aumento na credibilidade para esse tipo de aplicativo de supercomputação. (O fato de ter sido usado por um projeto da NASA também foi um grande impulso à sua credibilidade).

A partir daí, faculdades e universidades adotaram a abordagem para seus próprios laboratórios. Alguns anos depois disso, uma geração inteira de cientistas estava familiarizada com os clusters Beowulf e uma grande variedade de ferramentas estava prontamente disponível para dar suporte a muitas aplicações entre eles.

Mais um motivo. Antigamente, para trabalhos sérios, não havia Linux, nem Windows, mas UNIX e VMS (MSDOS e similares não eram concorrentes, eles careciam de muitos recursos) e talvez poucas coisas menos conhecidas, como máquinas lisp ...

Dessas, apenas plataformas derivadas do UNIX sobreviveram. E o Linux era uma alternativa barata para sistemas operacionais do tipo UNIX: mais ou menos compatível, código aberto e gratuito. Isso tornou possível reutilizar o software científico que foi escrito antes do Linux.