मिनी सुपरकंप्यूटर: 1000 रास्पबेरी पाई क्लस्टर

BitScope क्लस्टर मॉड्यूल में एकीकृत नेटवर्क स्विच के साथ 150 रास्पबेरी पाई मिनी-कंप्यूटर शामिल हैं। फोटो: BitScope

प्रोग्रामर और वैज्ञानिकों को हमेशा अपने कार्यक्रमों का परीक्षण करने के लिए एक वास्तविक उच्च-प्रदर्शन सुपर कंप्यूटर की मुफ्त पहुंच नहीं होती है। इसके अलावा, सुपर कंप्यूटर आमतौर पर अन्य सॉफ़्टवेयर के साथ 24 घंटे व्यस्त रहते हैं। विंडो ढूंढना कठिन है आपको पहले से आवेदन लिखना होगा और लाइन में लगना होगा। नया प्रोग्राम वास्तविक मल्टीप्रोसेसर वातावरण में कैसे काम करेगा, कार्य कितनी अच्छी तरह से समानांतर होता है?

लॉस ऐलामोस नेशनल लेबोरेटरी के उच्च प्रदर्शन कम्प्यूटिंग विभाग द्वारा विकसित डेवलपर्स की मदद करने के लिए, ऑस्ट्रेलियाई कंपनी BitScope ने 150 रास्पबेरी पाई मिनी-कंप्यूटरों से BitScope क्लस्टर के "परीक्षण" कंप्यूटिंग मॉड्यूल विकसित किए, जिन्हें उनके कार्यक्रमों पर क्लस्टर किया और जांचा जा सकता है।

लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी दुनिया के दस सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटरों में से एक का संचालन करती है - ट्रिनिटी ।


लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी में ट्रिनिटी सुपर कंप्यूटर

प्रयोगशाला प्रबंधन ने सुपरकंप्यूटर की वास्तविक पहुंच के बिना डेवलपर्स को उच्च-प्रदर्शन समानांतर कंप्यूटिंग तक पहुंच देने का एक तरीका खोजने का कार्य निर्धारित किया है ताकि वे अपने कार्यक्रमों का परीक्षण कर सकें।

"रास्पबेरी पाई मॉड्यूल डेवलपर्स को यह पता लगाने में सक्षम करते हैं कि इस तरह के सॉफ़्टवेयर को कैसे लिखना है और एक अरब डॉलर के एक चौथाई के बराबर एक ही आकार की एक परीक्षण बेंच के बिना यह मज़बूती से काम करता है और 25 मेगावाट बिजली की खपत करता है," लॉस आलमोस से ग्लाइडर कहते हैं राष्ट्रीय प्रयोगशाला।

वास्तव में, आपके कार्यक्रम का परीक्षण करने के लिए 25 मेगावाट बिजली बहुत अधिक है (शीतलन ऊर्जा की लागत, जो कि कंप्यूटर सिस्टम की बिजली की खपत से कई गुना अधिक है, अभी तक ध्यान नहीं दिया गया है)।


ट्रिनिटी सुपर कंप्यूटर के लिए एक जल शीतलन प्रणाली स्थापित करना, जो कुशलतापूर्वक सेनेटरी सीवेज रिक्लेमेशन सिस्टम का उपयोग करता है

प्रत्येक मॉड्यूल में 144 सक्रिय नोड्स, छह अतिरिक्त नोड्स और एक नियंत्रण नोड होता है। डेटा केंद्र के सर्वर रैक में स्थापित होने पर मॉड्यूल में 6U प्रारूप होता है। आधिकारिक वेबसाइट के अनुसार, 1000 नोड्स के एक क्लस्टर में 42U रैक होता है, जिसकी लागत लगभग 120-150 डॉलर प्रति नोड होगी। यह रास्पबेरी पाई 3 के मानक मूल्य की तुलना में काफी बड़ा मार्जिन है, जिसे $ 35 माना जाता है।

प्रत्येक बिटस्कोप क्लस्टर मॉड्यूल में बिल्डिंग ब्लॉक होते हैं - तथाकथित "क्लस्टर पैक"। एक यूनिट के लिए रैक में स्थापना इन "पैकेज" के रूप में ठीक होती है।


क्लस्टर पैक

एक नोड (रास्पबेरी पाई 3 मिनी-कंप्यूटर) में 1.2 गीगाहर्ट्ज़ की आवृत्ति पर 64-बिट क्वाड-कोर ARMv8 प्रोसेसर है। इस प्रकार, यदि आप एक क्लस्टर की कल्पना करते हैं, उदाहरण के लिए, पांच मॉड्यूल, तो इसमें 720 सक्रिय नोड होंगे, अर्थात, 2880 सक्रिय प्रोसेसर डेज़। यह परीक्षण के लिए पर्याप्त है कि कार्यक्रम कितनी अच्छी तरह से समानांतर है।


यह क्लस्टर पैक में मिनी-कंप्यूटर की एक पंक्ति के करीब दिखता है

हालाँकि ऐसा समाधान वास्तव में सुपर कंप्यूटर की तुलना में बहुत सस्ता है, आप इसे बजट भी नहीं कह सकते। केवल एक बड़े शोध संगठन ही परीक्षण कार्यक्रमों के लिए $ 100 हजार या $ 150 हजार के लिए एक मिनी-क्लस्टर का खर्च उठा सकते हैं। दरअसल, इस तरह के मॉड्यूल शायद इन अमीर संगठनों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं - सुपर कंप्यूटर के मालिक। फिर भी, मिनी-सुपरकंप्यूटर के रचनाकारों का कहना है कि यह "दुनिया में सबसे अधिक लागत प्रभावी स्केलेबल समाधान है: यह निर्माण, प्रबंधन और रखरखाव के लिए सस्ती है।"

बिटस्कोप क्लस्टर मॉड्यूल भी महत्वपूर्ण ऊर्जा बचत प्रदान करते हैं। आप उनमें से प्रत्येक की ऊर्जा खपत की गणना कर सकते हैं, प्रति नोड 5 वाट की गणना कर सकते हैं। यदि हम मानते हैं कि अतिरिक्त नोड्स में बिजली की न्यूनतम खपत होती है, तो 144 मॉड्यूल सक्रिय रहते हैं और एक नियंत्रण नोड। केवल 145 × 5 = 725 वाट।

BitScope 2018 की शुरुआत में इन मॉड्यूल को मुफ्त बिक्री पर जारी करने का इरादा रखता है।

कंपनी के अनुसार, सॉफ्टवेयर विकास के अलावा, इस तरह के क्लस्टर उच्च-प्रदर्शन नेटवर्क और चीजों के इंटरनेट के अध्ययन में सेंसर नेटवर्क के सिमुलेटर के रूप में उपयोगी हो सकते हैं।