Das BitScope Cluster-Modul enthält 150 Raspberry Pi-Minicomputer mit integrierten Netzwerk-Switches. Foto: BitScopeProgrammierer und Wissenschaftler haben nicht immer freien Zugang zu einem echten Hochleistungs-Supercomputer, um ihre Programme zu testen. Darüber hinaus sind Supercomputer normalerweise 24 Stunden am Tag mit anderer Software beschäftigt. Es ist schwer, ein Fenster zu finden. Sie müssen im Voraus eine Bewerbung schreiben und sich anstellen. Wie funktioniert das neue Programm in einer realen Multiprozessorumgebung, wie gut lässt sich die Aufgabe parallelisieren?
Um Entwicklern im Auftrag der High Performance Computing Division des Los Alamos National Laboratory zu helfen, hat das australische Unternehmen BitScope
BitScope Cluster- Computermodule aus 150 Raspberry Pi-Minicomputern entwickelt, die geclustert und auf ihre Programme überprüft werden können.
Das Los Alamos National Laboratory betreibt einen der zehn leistungsstärksten Supercomputer der Welt -
Trinity .
Trinity Supercomputer im Los Alamos National LaboratoryDas Labormanagement hat es sich zur Aufgabe gemacht, einen Weg zu finden, um Entwicklern Zugriff auf leistungsstarkes paralleles Computing ohne echten Zugriff auf den Supercomputer selbst zu ermöglichen, damit sie ihre Programme testen können.
„Mit den Raspberry Pi-Modulen können Entwickler herausfinden, wie solche Software geschrieben und zuverlässig funktioniert, ohne dass ein Prüfstand mit einer Größe von einer Viertelmilliarde Dollar und einem Stromverbrauch von 25 Megawatt benötigt wird“,
sagt Gary Glider aus Los Alamos nationales Labor.
Tatsächlich sind 25 Megawatt Strom zum Testen Ihres Programms zu viel (die Kühlenergiekosten, die um ein Vielfaches höher sind als der Stromverbrauch des Computersystems selbst, wurden noch nicht berücksichtigt).
Installation eines Wasserkühlungssystems für den Trinity-Supercomputer, das das sanitäre Abwasserrückgewinnungssystem effizient nutztJedes Modul verfügt über 144 aktive Knoten, sechs Ersatzknoten und einen Steuerknoten. Das Modul hat ein 6U-Format, wenn es in einem Server-Rack eines Rechenzentrums installiert ist. Laut der offiziellen Website kostet ein Cluster von 1000 Knoten, die ein 42U-Rack belegen, etwa 120-150 USD pro Knoten. Dies ist eine ziemlich große Marge im Vergleich zum Standardpreis des Raspberry Pi 3, der bekanntermaßen 35 US-Dollar beträgt.
Jedes BitScope Cluster-Modul besteht aus Bausteinen - den sogenannten „Cluster Packs“. Die Installation in Racks für eine Einheit erfolgt genau in Form dieser "Pakete".
Cluster PackEin Knoten (Raspberry Pi 3-Minicomputer) enthält einen 64-Bit-Quad-Core-ARMv8-Prozessor mit einer Frequenz von 1,2 GHz. Wenn Sie sich beispielsweise einen Cluster mit fünf Modulen vorstellen, gibt es 720 aktive Knoten, dh 2880 aktive Prozessorkerne. Es reicht aus, um zu testen, wie gut das Programm parallelisiert ist.
Es sieht in der Nähe einer Reihe von Mini-Computern im Cluster Pack ausObwohl eine solche Lösung wirklich viel billiger ist als ein Supercomputer, können Sie sie auch nicht als Budget bezeichnen. Nur eine große Forschungsorganisation kann sich einen Mini-Cluster für 100.000 USD oder 150.000 USD nur für Testprogramme leisten. Tatsächlich sind solche Module wahrscheinlich für diese reichen Organisationen konzipiert - Besitzer von Supercomputern. Dennoch sagen die Entwickler des Mini-Supercomputers, dass es "die kostengünstigste skalierbare Lösung der Welt ist: Es ist kostengünstig zu bauen, zu verwalten und zu warten".
BitScope Cluster-Module bieten außerdem erhebliche Energieeinsparungen. Sie können den Energieverbrauch jedes einzelnen von ihnen selbst berechnen und 5 Watt pro Knoten zählen. Wenn wir berücksichtigen, dass die Ersatzknoten einen minimalen Stromverbrauch haben, bleiben 144 Module aktiv und ein Steuerknoten. Nur 145 × 5 = 725 Watt.
BitScope beabsichtigt, diese Module Anfang 2018 zum kostenlosen Verkauf anzubieten.
Nach Angaben des Unternehmens können solche Cluster neben der Softwareentwicklung auch als Simulatoren von Sensornetzwerken bei Studien zu Hochleistungsnetzwerken und dem Internet der Dinge nützlich sein.