İspanya’daki Museo de Historia de la Computación, 1976’da ortaya çıkan Cray-1 süper bilgisayarının tam ölçekli görsel bir kopyasını tanıttı; ancak bu kez model, çoğunluğu 2012 yılına ait 30 kullanılmış Mac Mini tarafından çalıştırılıyor. Projenin tamamlanması 18 ay sürdü ve aynı zamanda Cray-1’in üzerinden 50 yıl geçmesini ve Apple’ın kuruluşunu anmayı amaçlıyor.
Projenin değeri yalnızca dış görünüşüyle sınırlı değil; ekip cihazları, 64 etkin işlem çekirdeğine sahip bir bilgi işlem kümesinde birbirine bağladı ve matris çarpımı için özel olarak geliştirilmiş bir Python programı kullanarak son testte yaklaşık 1,3 teraflop elde etti. Proje daha önce 70 çekirdek çalışırken 1,5 teraflop kaydetmiş, ancak düğümlerden birinin durması üzerine bu değer düşmüştü. Küme, dört çekirdekli Intel Core i7 işlemcilere sahip beş cihazdan ve çift çekirdekli Core i5 işlemcilere sahip 25 cihazdan oluşuyor; 2014 yılına ait iki cihaz bu sayının dışında tutuluyor.
Vektör işlemeden paralel kümeye
Orijinal Cray-1, tek bir komutu birden fazla veri öğesi üzerinde eşzamanlı olarak yürütmek anlamına gelen vektör işlemeye dayanıyordu ve teorik azami performansı yaklaşık 160 megaflop’tu. Yeni sürüm ise işi, paralel bir küme üzerinden bağımsız işlemciler arasında dağıtıyor. Bu da eski tüketici cihazlarının, esin kaynağı olan araştırma makinesinin kapasitesini açık ara aşan bir performans sunabilmesini sağlıyor.
Ekip, geleneksel bir Linux dağıtımı yerine macOS Mojave 10.14’ü seçti ve küme düğümleri arasında görev aktarımına olanak tanıyan Message Passing Interface veya MPI için yerleşik desteğinden yararlandı. Müze ziyaretçileri, matris algoritmalarının tek bir çekirdekten başlayarak grubun tamamının paralel çalıştırılmasına kadar gerçek zamanlı biçimde nasıl çalıştığını izleyebiliyor.
Cray-1’den esinlenen yapı içinde sessiz soğutma
Proje, 30 cihazın tek bir yapı içinde soğutulması sorunuyla karşılaştı. Sunucu fanlarının gürültüsünden kaçınmak için ekip, Mac Mini cihazlarını çelik bir yapı içine dikey olarak yerleştirdi ve her cihaz için alüminyum tepsiler kullandı. Bu düzen, sıcak havanın yapı içinde yükselerek üst açıklıklardan dışarı çıkmasına olanak tanıyor ve ek mekanik fanlar olmadan doğal bir termal baca görevi görüyor.
Müzeye göre fark edilebilir gürültünün çoğu, yapının tabanındaki iki gigabit hızlı Ethernet dönüştürücüsünden kaynaklanıyor ve düzeyi 30 ile 33 desibel arasında değişiyor; bunların iki sessiz modelle değiştirilmesi planlanıyor. Verilen bilgilere göre her cihazın boşta çalışırken çıkardığı gürültü ise 12 ile 15 desibel arasında, ancak tamamlanmış eserin içinden gelen gürültü için kesin bir ölçüm bulunmuyor.
Pratikte ne değişiyor?
Proje, bilişimin beş on yıl içindeki dönüşümünü doğrudan görsel olarak açıklıyor: araştırmalar için özel olarak tasarlanmış bir süper bilgisayardan, görece eski tüketici cihazlarından oluşan bir gruba. Aynı zamanda teorik performans artışının küme kurmanın düğüm yönetimi, veri alışverişi, soğutma ve sonucun kullanılan test türüne bağlı olması gibi zorluklarını ortadan kaldırmadığını gösteriyor.
Ekip ayrıca 1970’lerden DEC VT05 ve Processor Technology Sol-20 terminallerinden esinlenen ve diğer düğümleri yönetmek için bir ana Mac Mini barındıran bir kontrol istasyonu tasarladı. Farklı dönemlere ait teknolojiler arasındaki bağlantı sorunlarından kaçınmak için CRT ekranlar yerine düz Samsung ekranlar kullanıldı. Gelecek planları arasında 3,5 ve 5,25 inçlik disket sürücüleri, klavye için üç boyutlu yazdırılmış bir gövde ve IBM System/3’ten alınan özgün lambaların eklenmesi bulunuyor.
TOP500’e doğru genişleme planı
Ekip, kulenin boş olan ikinci yarısını doldurmak için 70 ila 80 ek M4 Mac Mini satın almak üzere bir kitlesel fonlama kampanyası düzenlemeyi planlıyor. Amaç, TOP500 süper bilgisayarlar listesine girebilecek bir küme oluşturmak. Bu sonuç geleceğe yönelik bir hedef olmaya devam ediyor ve projenin şu anda elde ettiği bir sıralama değil.
Kopya, kullanılmayan iki özgün Cray CX1 sistemiyle birlikte müzede kalıcı olarak sergileniyor. Rehberli ziyaretler ise cumartesi günleri 11.30’dan 14.00’e kadar gerçekleştiriliyor.