V komunitě HPC
už nikoho nepřekvapí reklamy na blade servery, nabízející snadné rozšiřování
výpočetních prostředků a organizaci dat pro celou firmu. Ale za jakou cenu? Dr.
Frank Mueller z North Carolina State University, USA zvolil zcela odlišný
přístup, a vytvořil vysoce výkonný výpočetní systém složený z herních konzolí
Sony Playstation 3, a to za zlomek ceny komerčního řešení.
Mueller, který je
docentem na katedře výpočetní techniky, sestrojil HPC cluster schopný jak
vysoce výkonných výpočtů, tak provozu nejnovějších počítačových her. Jeho
cluster, jako první akademické řešení tohoto typu, se sestává z osmi kusů Sony
Playstation 3, které dohromady dávají výkon malého superpočítače, ale za cenu
zhruba 5000 USD, což je méně, než byste dali ze lepší pracovní
stanici s řádově menší výpočetní silou.
“Clustery
samozřejmě nejsou žádná novinka,” říká Mueller. “Používají se v celé řadě firem
z oblasti IT, investičních a finanční společnostech, automobilovém a leteckém
průmyslu a samozřejmě ve vědě. Tohle je však první akademický cluster postavený
výhradně z Playstation 3.”
Prvním úkolem při
stavbě superpočítače bylo nakoupení osmi jednotek Playstation 3, což byl
v lednu, kdy Mueller se stavbou začal, náročný úkol, protože konzole
patřily k nedostatkovému zboží. Po mnoha hodinách a ježdění od jednoho
obchodu ke druhému se však podařilo a konstrukční práce mohly začít.
„Vědecké výpočty
jsou v zásadě jen numerické počítaní, pro což se konzole Playstation 3 velmi
dobře hodí, pokud jejich IBM Cell procesory spojíme do clusteru,“ vysvětluje
Mueller. „V současnosti je hlavním omezením 512 MB paměti, ale snad bude možné hodnotu
nějak rozšířit. Ještě jsme se u žádné konzole nepodívali dovnitř a tuto možnost
neprozkoumali.“ Další problém tkví v omezené rychlosti výpočtů
v oboru double precision, což je běžný typ v případě vědeckých
aplikací. Jak ale vyšlo najevo při oznámení další generace procesoru Cell, toto
omezení bude v příští verzi čipu vyřešeno.
Pokud vezmeme
žebříček nejvýkonnějších superpočítačů světa Top500, tak v současnosti
je na špici systém IBM BlueGene/L, který má více než
130 000 procesorů. Cluster s konzolemi Playstation 3, který na univerzitě
v Severní Karolíně postavili, se samozřejmě do žebříčku Top500 nevejde,
ale podle Muellerova odhadu by s 10 000 Playstation 3 bylo možno vytvořit
nejrychlejší superpočítač světa, i když s omezeními na obor single
precision a menší síťovou propustností.
Sony Playstation 3 umožňuje
nainstalovat operační systém Linux a firma IBM vytvořila vývojové prostředí pro
programování procesoru Cell (včetně osmi vektorizujících jednotek), což
dohromady nabízí ohromný výpočetní výkon i při použití jen jedné konzole. Jak
říká Mueller, každá Playstation 3 obsahuje šest jader pro speciální účely
využitelné v numerických výpočtech a jedno obecné výpočetní jádro
s dvoucestným multithreadingem. Dohromady tedy 8 konzolí v clusteru
tvoří 64 logických procesorů, což kromě hraní her umožňuje také široké možnosti
numerického počítání.
Tento cluster bude na univerzitě používán k výzkumu i vzdělávacím
účelům. Mueller k tomu říká: „spolupracujeme s vědci, abychom upřesnili
jejich požadavky a způsoby, jakými je tento cluster může splnit. Kromě toho
cluster na katedře již používáme při výuce předmětu operační systémy. Využití
ve výuce paralelních systémů, kompilátorů a tvorby her bude následovat
v nejbližší budoucnosti.“
Převzato z HPCwire.com, původní znění článku
Více informací na stránkách University of North Carolina