Lizenzierung von Mathematica auf Multicore-/Multiprozessor-Systemen zur parallelen und/oder verteilten Berechnung

Vorliegender Artikel erklärt Ihnen die möglichen Lizenzierungsvarianten für die parallelen Berechnungsmöglichkeiten mit Mathematica auf Multiprozessor-Systemen.

Aktuelle Computersysteme besitzen in der Regel mehr als einen "Rechenkern" – so genannte Multicore- oder Multiprozessorsysteme. Dies wird entweder durch mehrere physikalische Prozessoren oder durch Hyperthreading oder aber auch durch eine Kombination der beiden Techniken erreicht. Einen Sonderfall stellen in Bezug auf die durch Mathematica nutzbaren Prozessoren die GPUs, also Grafikprozessoren, dar. Diese werden gesondert behandelt. Die nachfolgend beschriebenen Fälle gehen - soweit nicht anders angegeben - nur auf Multiprozessor-Systeme ein.

Seit Version 9 nutzt Mathematica je nach Variante automatisch bis zu 16 Rechenkerne, die so genannten Compute-Kernel. Die unten stehende Tabelle listet pro Mathematica-Variante die zur Verfügung stehenden Compute-Kernel auf:

Mathematica-VarianteHome EditionStandard EditionEnterprise Edition
Anzahl Compute-Kernel 4 8 16

Stand: Januar 2014, Mathematica 10

Wenn Sie für Ihre Berechnungen mehr Compute-Kernel benötigen oder Ihre Berechnungen auf mehreren Computersystemen verteilt durchführen wollen, stehen Ihnen mehrere Lizenzierungsvarianten zur Verfügung.

Fall 1: Mathematica-Einzelplatzlizenz & 1 leistungsstarker Computer

Sie besitzen eine Mathematica-Einzelplatzlizenz und wollen Ihre Berechnungen auf einem leistungsstarken Computer mit mehr CPUs, als Ihre Mathematica-Variante Compute-Kernel besitzt, durchführen.

  • 1 Mathematica-Einzelplatzlizenz
  • Anzahl nutzbarer CPUs auf einem Computer > Anzahl der zur Verfügung stehenden Compute-Kernel

In diesem Fall benötigen Sie die Mathematica Core Extension, um zusätzliche Compute-Kernel für Berechnungen zu erhalten. Pro Mathematica Core Extension stehen Ihnen 4 (Standard Edition) bzw. 8 (Enterprise Edition) weitere Mathematica-Compute-Kernel auf dem lokalen Computer zur Verfügung.

Beispiel:

Sie besitzen einen Computer mit 16 CPUs und eine Mathematica-Standard-Einzelplatzlizenz. Somit stehen Ihnen 8 nutzbare CPUs zur Verfügung. Um die restlichen 8 CPUs auch nutzen zu können, müssen Sie 2x eine Mathematica Core Extensions à 4 Compute-Kernel erwerben.

Fall 2: Mathematica-Einzelplatzlizenzen auf mehreren Computern

Im zweiten Fall besitzen Sie mehrere Mathematica-Einzelplatzlizenzen und wollen Ihre Berechnungen auf mehreren Computern verteilt durchführen.

  • mehrere Mathematica-Einzelplatzlizenzen
  • Berechnungen auf mehrere Computer verteilen
  • Computer müssen durch ein Netzwerk miteinander in Verbindung stehen und die notwendigen Zugriffsrechte müssen vorhanden sein.

In diesem Fall benötigen Sie den Lightweight Grid Manager, der die Rechenlast auf die zur Verfügung stehenden Computer mit den Einzelplatzlizenzen verteilt. Der Lightweight Grid Manager muss auf jedem der Computer, die für die Berechnung genutzt werden sollen, gestartet werden. Am Computer, der die Berechnung steuern soll – dem so genannten Master – werden nun die zur Verfügung stehenden Compute-Kernels der Slave-Computer angezeigt und können nun für Berechnungen eingesetzt werden. Die Verteilung der Rechenlast auf die Slave-Computer erfolgt entweder automatisch oder kann mit Hilfe des Lightweight Grid Managers gesteuert werden. Während die verteilt ausgeführte Berechnung auf den Slave-Computern läuft, kann Mathematica auf diesen Computern nicht autark verwendet werden. Abhängig von der Komplexität der Berechnungen ist ggfs. auch der Slave-Computer so stark ausgelastet, dass selbst andere Arbeiten wie bspw. das Bearbeiten von Dokumenten oder das Surfen im Internet nur sehr langsam oder gar nicht möglich sind. Der Lightweight Grid Manager ist im Premier Service von Mathematica inbegriffen oder kann bei Bedarf separat erworben werden.

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