Twój własny Roadrunner

Obecnie najszybszym Superkomputerem na świecie jest Roadrunner który w większości składa się z niezwykle wydajnych procesorów IBM PowerXCell, nieznacznie zmodyfikowanych procesorów które znajdują się w konsolach Playstation 3. Roadrunner należy do armii amerykańskiej, znajduje się dokładnie w ośrodku naukowym w Los Alamos – Nowy Meksyk. Nie będę się zagłębiał w dokładną specyfikacje i wydajność superkomputera bo nie o tym chciałem pisać, jednak nadmienię tylko że superkomputer Roadrunner (Struś Pędziwiatr) potrafi w 24 godziny dokonać tylu obliczeń co każdemu człowiekowi na ziemi z kalkulatorem zajęłoby dokładnie 46 lat.
 
Czy jest możliwe stworzenie samemu w domowych warunkach superkomputera? Jeżeli potrzebujemy, mamy zasobny portfel to oczywiście że tak! Wystarczy kilka konsol PS3 oraz oraz przewodnik PS3 Cluster, który został stworzony przez University of Massachusetts Dartmouth: ATMC. Mowa oczywiście o przewodniku który dostępny jest dla każdego na stronie ps3cluster.org. Cały przewodnik bazuje na pracach Gaurava Khanna oraz Chrisa Poulina. Cały “domowy superkomputer” będzie bazował na na dystrybucji Fedora 8 oraz Cell SDK (3.0) – jest to zestaw narzędzi dla programistów niezbędny w tworzeniu aplikacji korzystających z danej biblioteki.
 
Dlaczego użyto właśnie dystrybucji Fedora 8? Według autorów tylko Fedora jest w pełni kompatybilna z zestawem narzędzi programistycznych dla procesora Cell (Cell SDK). Cały przewodnik powinien być zrozumiały dla wszystkich którzy instalowali kiedyś jakąś dystrybucję linuxa, artykuł został podzielony na 3 kroki :
 

 
1. Instalacja (Konfiguracja / Wymagania wstępne) – W pierwszej części przewodnika dowiadujemy się o wszystkim co będzie nam potrzebne w dalszych krokach. Wymagania nie są wygórowane, nie licząc kupna samej konsoli / konsol będziemy potrzebować dostępu do Internetu i komputera do wypalenia dysku – obrazu płyty, jednej czystej płyty DVD, jednej płytki CD oraz pamięć USB, oczywiście przydała by się też klawiatura USB, chociaż jak piszą autorzy klawiatura nie jest wymagana jeżeli SSH zostanie poprawnie skonfigurowany to do naszego klastra będzie można się dostać zdalnie przy pomocy komputera. Tylko przez pierwszy etap instalacyjny, klawiatura może być pomocna. Na stronie opisane jest dokładnie jaką dystrybucję należy ściągnąć oraz jak “zainstalować” obraz startowy na USB, wszystkie linki dostępne są w przewodniku.
 
2. Instalacja Linuksa na PS3 – W tym kroku opisane są wszystkie potrzebne informacje o tym jak sformatować, utworzyć partycje na PS3, jak zabootować Fedore oraz jak ją zainstalować. Wszystko jest opisane w miarę przystępnym języku, oprócz tego dołączonych jest bardzo dużo screenów, więc cały proces instalacji powinien przebiegnąć gładko. Po instalacji powinniśmy zobaczyć 8 pingwinków, oznacza to że system będzie korzystał z 8 rdzeni, jeżeli widzimy coś innego to znaczy że chyba nie wszystko poszło po naszej myśli. Później jeszcze tylko jedna opcja konfiguracyjna i można już zalogować się do Fedory.
 
3. MPI (Message Passing Interface) i Cell SDK – MPI (ang. Interfejs Transmisji Wiadomości) – standard przesyłania komunikatów pomiędzy procesami programów równoległych działających na jednym lub więcej komputerach, o Cell SDK pisałem już o nim wcześniej. W tym kroku autorzy opisują instalacje oraz konfiguracje MPI oraz Cell SDK. Dokładniej opisana jest również konfiguracja SSH, ściąganie odpowiednich pakietów poprzez “yum”, dodatkowa konfiguracja NFS (Network File System). W dalszej części opisana jest instalacja i konfiguracja MPI, w późniejszym etapie ściągamy program testowy sprawdzający czy wszystkie rdzenie działają poprawnie pod Fedorą. Na końcu pozostaje nam tylko ściągnięcie i instalacja IBM Cell SDK.
 

 
Po zapoznaniu się z całym przewodnikiem dostępnym na ps3cluster.org, można w zasadzie powiedzieć że cały proces zmiany naszej konsoli ps3 na klaster nie był bardzo trudny, a w zasadzie dzięki screenom i dokładnym opisom wszystko była w miarę proste i zrozumiałe. Raczej dla przeciętnego “Kowalskiego” będzie to jedynie ciekawostka, jednak jeżeli ktoś potrzebuje naprawdę wydajnego “mini” superkomputera może to być ciekawa alternatywa.
 
Jednak jak donoszą pewne źródła narzędzia programistyczne IBM Cell SDK nie są “friendly” dla programistów i w nie jednym przypadku osoby zaznajomione z tematem polecają rozwiązania w postaci komputerów z kartami graficznymi które posiadają technologie CUDA. Podobno są łatwiejsze w programowaniu. Osobiście nie zaznajomiłem się głębiej w temacie programowania superkomputerów więc nie mogę stwierdzić jaka jest prawda ale liczne rzesze ekspertów nie mogą się mylić.
 
Stworzenie “mini” superkomputera w domu to jedno, jednak stworzenie odpowiedniego oprogramowania, to już inna sprawa.
 
Źródło: Ps3cluster.org