El Museo de Historia de la Computación de España presentó una réplica visual a tamaño completo del superordenador Cray-1, que apareció en 1976, pero esta vez el modelo funciona mediante 30 Mac Mini usados, la mayoría de ellos de 2012. La ejecución del proyecto llevó 18 meses y tiene como objetivo conmemorar al mismo tiempo los 50 años del Cray-1 y la fundación de Apple.
El valor del proyecto no se limita a su aspecto exterior; el equipo conectó los dispositivos en un clúster de computación con 64 núcleos de procesamiento efectivos y alcanzó en la prueba más reciente cerca de 1,3 teraflops utilizando un programa de Python personalizado para la multiplicación de matrices. Anteriormente, el proyecto registró 1,5 teraflops al utilizar 70 núcleos, antes de que uno de los nodos dejara de funcionar. El clúster está compuesto por cinco dispositivos con procesadores Intel Core i7 de cuatro núcleos y 25 dispositivos con procesadores Core i5 de dos núcleos, con la excepción de dos unidades de 2014.
Del procesamiento vectorial al clúster paralelo
El Cray-1 original dependía del procesamiento vectorial, es decir, de ejecutar una instrucción sobre múltiples elementos de datos simultáneamente, y alcanzaba un rendimiento teórico máximo de unos 160 megaflops. En cambio, la nueva versión distribuye el trabajo entre procesadores independientes mediante un clúster paralelo, lo que permite que dispositivos de consumo antiguos alcancen un rendimiento muy superior al de la máquina de investigación en la que se inspira.
El equipo eligió el sistema macOS Mojave 10.14 en lugar de una distribución de Linux tradicional, aprovechando su compatibilidad integrada con la interfaz Message Passing Interface, o MPI, que permite transmitir tareas entre los nodos del clúster. Los visitantes del museo pueden observar cómo funcionan en tiempo real los algoritmos de matrices, desde un solo núcleo hasta la ejecución paralela de todo el grupo.
Refrigeración silenciosa dentro de una estructura inspirada en el Cray-1
El proyecto tuvo que afrontar el desafío de refrigerar 30 dispositivos dentro de una sola estructura. Para evitar el ruido de los ventiladores de los servidores, el equipo instaló los Mac Mini verticalmente dentro de una estructura de acero, con bandejas de aluminio para cada dispositivo. Esta disposición permite que el aire caliente ascienda por la estructura y salga por sus aberturas superiores, funcionando como una chimenea térmica natural sin ventiladores mecánicos adicionales.
Según el museo, la mayor parte del ruido perceptible procede de los dos adaptadores Ethernet Gigabit situados en la base de la estructura, con un nivel de entre 30 y 33 decibelios, y existe un plan para sustituirlos por dos modelos silenciosos. En cuanto al ruido de cada dispositivo durante el reposo, alcanza, según los datos mencionados, entre 12 y 15 decibelios, aunque no se dispone de una medición precisa del ruido desde el interior de la pieza terminada.
¿Qué cambia en la práctica?
El proyecto ofrece una explicación visual directa de la transformación de la computación a lo largo de cinco décadas: desde un superordenador diseñado específicamente para la investigación hasta un conjunto de dispositivos de consumo relativamente obsoletos. Al mismo tiempo, muestra que un mayor rendimiento teórico no elimina los desafíos de construir un clúster, como la gestión de los nodos, el intercambio de datos, la refrigeración y la dependencia del resultado respecto al tipo de prueba utilizado.
El equipo también diseñó una estación de control inspirada en los terminales DEC VT05 y Processor Technology Sol-20 de la década de 1970, que incluye un Mac Mini principal para gestionar el resto de los nodos. Se utilizaron pantallas planas Samsung en lugar de pantallas CRT para evitar problemas de conexión entre tecnologías de distintas épocas. Entre los planes futuros se incluyen añadir unidades de disquete de 3,5 y 5,25 pulgadas, una estructura impresa en 3D para el teclado y lámparas originales del IBM System/3.
Plan de expansión hacia TOP500
El equipo planea llenar la segunda mitad vacía de la torre mediante una campaña de financiación colectiva para comprar entre 70 y 80 Mac Mini M4 adicionales, con el objetivo de crear un clúster capaz de entrar en la lista TOP500 de superordenadores. Este resultado sigue siendo un objetivo futuro y no una clasificación que el proyecto haya conseguido actualmente.
La réplica se exhibe de forma permanente en el museo junto a dos sistemas Cray CX1 originales sin utilizar, mientras que las visitas guiadas están disponibles los sábados de 11:30 de la mañana a 2 de la tarde.