Іспанський музей зібрав копію суперкомп'ютера Cray-1 з 30 старих Mac Mini

Кластер Mac Mini в корпусі Cray-1

Музей історії комп'ютерів (Museo de Historia de la Computación) в Іспанії створив візуальну копію суперкомп'ютера Cray-1 1976 року в масштабі 1:1. Замість пошуку дорогого сучасного обладнання творча команда побудувала проєкт на 30 Mac Mini 2012 року. Інсталяція, створена протягом 18 місяців, присвячена 50-річчю Cray-1 та заснування Apple.

Ці машини, об'єднані в мережу, за останніми тестами команди об'єднують 64 активні ядра та досягають комбінованої потужності 1,3 терафлопс. До того як один вузол вийшов з ладу, музей повідомляв про 1,5 терафлопс з використанням усіх 70 доступних ядер. Тести продуктивності проводилися за допомогою спеціального скрипта матричного множення, написаного на Python. П'ять комп'ютерів — чотириядерні моделі i7, інші 25 — двоядерні i5. За винятком двох одиниць 2014 року, весь масив датований 2012 роком.

Паралелізм на базі macOS

Метою копії є допомогти відвідувачам музею зрозуміти зміни, що відбулися в комп'ютерній архітектурі після 1976 року. Оригінальний Cray-1 використовував векторну обробку та виконував одну інструкцію одночасно над багатьма елементами даних, тоді як копія розподіляє роботу між незалежними процесорами у паралельному кластері. Для порівняння, пікова теоретична потужність оригінальної машини становила приблизно 160 мегафлопс.

Замість більш стандартного вибору дистрибутива Linux, команда виявила, що macOS Mojave (10.14) задовольняє вимоги проєкту, оскільки операційна система має вбудовану підтримку MPI (Message Passing Interface) — програмного шару, який дозволяє всім вузлам кластера передавати один одному завдання. Відвідувачі можуть спостерігати в реальному часі, як система виконує матричні алгоритми та як зростає продуктивність від одного ядра до паралельно працюючого повного комплекту.

Майже безшумний кластер

Об'єднання 30 домашніх комп'ютерів в один робочий кластер було не єдиним інженерним викликом, з яким зіткнулася команда. Музей використав пасивне конвекційне охолодження в корпусі зі скла та алюмінієвих кріпленнях для кожного Mac Mini. Секрет майже повної тиші — вертикальний монтаж: розташування комп'ютерів разом із скляним корпусом та алюмінієвими кріпленнями надає шафі роль природної теплової труби, через що гаряче повітря піднімається вгору по конструкції та виходить через верхні решітки без механічних вентиляторів.

За словами музею, єдиний помітний шум походить від двох гігабітних Ethernet-комутаторів, розташованих в основі установки, які реєструють від 30 до 33 децибел, хоча команда планує замінити їх на безшумні моделі. Окремий комп'ютер у неробочий час видає шум від 12 до 15 dBA.

Центр керування місією та шлях до TOP500

Для керування системою дизайнери створили власний термінал, натхненний DEC VT05 1970-х та Processor Technology Sol-20 Terminal Computer, з аналогічною панеллю керування та планом додати оригінальні принтери IBM System/3 пізніше. Один головний Mac Mini у терміналі керує всіма іншими вузлами кластера. Початковий дизайн передбачав CRT-монітори, але сучасні пласкі екрани Samsung усунули проблеми зі з'єднаннями. Серед майбутніх доповнень — дисководи для дискет 3,5 та 5,25 дюйма та 3D-друкований корпус, який повторює дизайн HP 250 на клавіатурі PowerMac G4.

Команда зараз сподівається за допомогою краудфандингової кампанії заповнити другу половину шафи та додатково придбати від 70 до 80 M4 Mac Mini, щоб створити кластер, який зміг би потрапити до списку суперкомп'ютерів TOP500. Копія представлена в постійній експозиції музею разом із двома непрацюючими справжніми системами Cray CX1. Музей пропонує екскурсії з гідом щосуботи з 11:30 до 14:00.

Джерела: Arstechnica