Izdelajte svoj mini superračunalnik na osnovi Raspberry Pi

Računalniški grozdi se uporabljajo za zahtevne naloge, kot so urjenje umetne inteligence, modeliranje fizikalnih pojavov in upodabljanje 3D-animacij. Ker so profesionalni sistemi izjemno dragi, se večina navdušencev težko spozna s to tehnologijo. Računalniški strokovnjak Jeff Geerling pa je predstavil rešitev, ki uporablja cenovno dostopne plošče Raspberry Pi za gradnjo večvozliščnega sistema. Čeprav takšna naprava ne ponuja ogromne surove moči, omogoča vpogled v delovanje in upravljanje kompleksnih grozdov.

Osrednji del tega projekta je DeskPi Super4C, nosilna osnovna plošča velikosti ITX, zasnovana posebej za gostovanje več modulov Raspberry Pi Compute Module. Geerlingov grozd sestavljajo štiri enote Raspberry Pi Compute Module 5, od katerih ima vsaka 16 GB delovnega pomnilnika. Skupno ima sistem tako spoštljivih 64 GB pomnilnika, kar je več kot dovolj za preizkušanje porazdeljenih delovnih obremenitev.

Vsako vozlišče v grozdu ima dve omrežni možnosti: 2,5-gigabitno povezavo Ethernet prek vmesnika USB 3.0 in ločena 1-gigabitna vrata Ethernet. Takšna zasnova omogoča prilagodljivo eksperimentiranje z omrežnimi konfiguracijami. Poleg tega vsako vozlišče podpira pogone NVMe SSD prek rež M.2, kartice MicroSD in zagon prek USB-ja. Plošča vključuje tudi mikrokrmilnik ESP32, ki prek Wi-Fi omogoča daljinsko upravljanje napajanja vsakega vozlišča, kar spominja na profesionalne sisteme upravljanja v podjetniških okoljih.

Sistem je vgrajen v aluminijasto ohišje z zračniki, ki zagotavlja profesionalen videz in potreben pretok zraka. Ker se je pasivno hlajenje pri večjih obremenitvah izkazalo za nezadostno, je bil dodan 12-centimetrski ventilator, ki preprečuje pregrevanje. Za boljšo prenosljivost je Geerling vključil še majhno brezprekinitveno napajanje (UPS), ki omogoča kratek transport brez izklopa procesov.

Na programski strani vozlišča poganjajo operacijski sistem Raspberry Pi OS, upravljanje pa poteka prek orodij za avtomatizacijo, kot je Ansible. To omogoča sočasno posodabljanje in izvajanje ukazov na vseh enotah hkrati. Kar zadeva zmogljivost, sistem na testu LINPACK doseže približno 140 gigaflopov pri porabi okoli 70 vatov. Čeprav se to ne more kosati s sodobnimi namiznimi računalniki, prava vrednost tiči v dostopnosti in možnosti učenja konceptov, ki poganjajo najmočnejše superračunalnike na svetu.