Museo de Historia de la Computacion w Hiszpanii zbudowało replikę superkomputera Cray-1 w skali 1:1. Konstrukcja zachowuje charakterystyczny wygląd oryginalnej maszyny, ale zamiast historycznych podzespołów wykorzystuje 30 starszych komputerów Mac mini z procesorami Intela. Całość działa jako klaster obliczeniowy pod kontrolą macOS Mojave i osiąga maksymalnie około 1,5 teraflopa. Średni wynik podawany dla repliki to około 1,3 teraflopa, podczas gdy oryginalny Cray-1 oferował 160 megaflopsów.
Cray-1 był maszyną, której wygląd wyróżniał się na tle typowych komputerów używanych w centrach obliczeniowych. Zamiast klasycznej, prostokątnej szafy otrzymał zaokrągloną konstrukcję z miejscami do siedzenia wokół podstawy. Hiszpańskie muzeum odtworzyło tę formę, umieszczając pionowo ustawione komputery Mac mini za zielonym i przezroczystym szkłem. W ten sposób eksponat pełni jednocześnie funkcję wizualnej rekonstrukcji historycznej maszyny oraz działającego systemu obliczeniowego.
Słownik artykułu
Krótkie objaśnienia terminów występujących w tekście. Każde hasło prowadzi do szerszej definicji i przykładów użycia.
Jednostka opisująca bilion operacji zmiennoprzecinkowych wykonywanych w ciągu sekundy. Wydajność repliki podawana jest w ułamkach tej jednostki.
Standard komunikacji między procesami uruchomionymi na różnych komputerach. W replice pozwala węzłom wymieniać dane podczas wspólnej pracy.
Zestaw połączonych komputerów, które współpracują przy wykonywaniu obliczeń. W tym projekcie poszczególne komputery Mac mini pełnią rolę niezależnych węzłów.
Przygotowanie projektu zajęło 18 miesięcy. Muzeum potraktowało go jako upamiętnienie 50. rocznicy powstania Cray-1, a także rocznicy założenia Apple. Wykorzystanie komputerów Mac mini nie oznacza jednak odtworzenia oryginalnej architektury wewnętrznej. Podobieństwo dotyczy przede wszystkim obudowy, układu elementów i sposobu prezentacji. Za szklaną osłoną znajduje się współczesny, choć zbudowany ze starszych urządzeń, system równoległy.
Większość użytych komputerów pochodzi z 2012 roku. To modele, które można było modernizować przez wymianę pamięci RAM i dysku SSD, co ułatwiło ich wykorzystanie w większej instalacji. Łącznie zestaw ma według opisu projektu 64 rdzenie procesorów. Wśród urządzeń znajdują się komputery z dwurdzeniowymi układami Intel Core i5 oraz modele wyposażone w czterordzeniowe układy Core i7. Zamiast Linuksa zastosowano macOS Mojave 10.14, a za komunikację między węzłami odpowiada Message Passing Interface, czyli MPI.
Najważniejsza różnica dotyczy sposobu wykonywania obliczeń. Oryginalny Cray-1 korzystał z przetwarzania wektorowego. W takim modelu jedna instrukcja może być stosowana jednocześnie do wielu elementów danych. Replika działa inaczej, ponieważ składa się z niezależnych procesorów połączonych w klaster. Poszczególne komputery wykonują przydzielone zadania równolegle i wymieniają informacje za pomocą MPI. Oznacza to, że konstrukcja jest wierna przede wszystkim formie historycznego komputera, a nie jego technologii obliczeniowej.
Obecna wersja repliki zajmuje tylko około połowy przygotowanej wieży. Zespół prowadził zbiórkę, której celem było zdobycie od 70 do 80 dodatkowych komputerów Mac mini wyposażonych w układy M4. Uzupełnienie drugiej części konstrukcji pozwoliłoby zwiększyć liczbę węzłów i podnieść łączną wydajność. Muzeum wiąże z rozbudową ambicję doprowadzenia systemu do obecności na liście Top500, która służy do klasyfikowania najmocniejszych superkomputerów. Sam projekt pokazuje jednak przede wszystkim różnicę między historycznym urządzeniem zaprojektowanym jako pojedynczy superkomputer a współczesnym klastrem złożonym z wielu gotowych komputerów.
Ciekawym elementem konstrukcji jest sposób odprowadzania ciepła. Podstawy poszczególnych Maców mini zostały usunięte, aby ułatwić chłodzenie pasywne. Aluminiowe obudowy pomagają przewodzić ciepło, a pionowe ustawienie urządzeń tworzy efekt przypominający komin. Chłodne powietrze dostaje się do wnętrza od dołu, przepływa w górę między węzłami i opuszcza wieżę przez jej górną część. To rozwiązanie nawiązuje do sposobu, w jaki przepływ powietrza wykorzystywano w oryginalnym sprzęcie Cray-1.
Cała instalacja nie jest przy tym szczególnie głośna. Poziom hałasu mierzony dla repliki wynosi od 30 do 33 decybeli. Najwięcej dźwięku generują dwa gigabitowe przełączniki Ethernet umieszczone u podstawy wieży, a zespół chce w przyszłości je wymienić. Same komputery korzystają z konstrukcji ograniczającej potrzebę aktywnego chłodzenia. Dzięki temu działający klaster można prezentować w przestrzeni muzealnej bez charakterystycznego hałasu kojarzonego z dużymi serwerowniami.
Główną atrakcją jest sama wieża, ale zwiedzający mają oglądać wyniki pracy systemu za pośrednictwem specjalnie przygotowanego terminala. Jego wygląd nawiązuje do stanowisk używanych do zarządzania superkomputerami w latach 70. XX wieku. W planowanej aranżacji mają pojawić się między innymi stacje dyskietek w formatach 3,5 oraz 5,25 cala, a także obudowa stylizowana na klawiaturę. Terminal może kontrolować nie tylko replikę Cray-1, lecz także dwa superkomputery Cray C1X z 2004 roku znajdujące się w kolekcji muzeum.
Brak komentarzy. Bądź pierwszy!
