750 Raspberry Pi-Boards zur Erstellung eines Supercomputer-Testfelds

Raspberry Pi
Entwickler, die eine Plattform zum Testen ihrer skalierbaren Software für Supercomputer benötigen, haben jetzt eine kostengünstige Lösung. Entworfen und gebaut von BitScope in Zusammenarbeit mit dem Energieministerium Nationallabor Los Alamos, diese neue Plattform setzt auf die beliebte Raspberry Pi 3-Boards Um genau zu sein sind es 750 Stück, die auf fünf Rack-Geräte verteilt sind Pi-Cluster-Module. Diese Plattform macht eine Investition von 250 Millionen US-Dollar überflüssig.

„Es ist nicht so, dass man eine Petascale-Maschine für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in skalierbarer Systemsoftware bereithalten kann.“ sagte Gary Grider, Leiter der High Performance Computing Division am Los Alamos National Labor. „Mit den Raspberry Pi-Modulen können Entwickler herausfinden, wie sie diese Software schreiben und dafür sorgen können, dass sie zuverlässig funktioniert, ohne dass ein dediziertes Testbett derselben Größe erforderlich ist.“

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Jede Raspberry Pi 3-Board ist ein eigenständiger Miniatur-PC mit einem Quad-Core-Prozessor, 1 GB Systemspeicher, kabelgebundener und kabelloser Netzwerkanbindung und einer Handvoll USB-Anschlüssen. Das bedeutet, dass jedes Pi-Cluster-Modul aus 600 Computerkernen besteht, um skalierbare Software für hohe Leistung zu entwickeln Computing (HPC), groß angelegte Sensornetzwerksimulation und mehr zu einem Bruchteil der Kosten, die für den Kauf eines dedizierten Geräts anfallen würden HPC-Prüfstand.

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Das Los Alamos National Laboratory verwaltet derzeit den Trinity-Supercomputer, der aus 19.420 „Knoten“ oder eigenständigen PCs mit Intel Xeon-Prozessoren, Arbeitsspeicher und Massenspeicher besteht. Insgesamt ergeben diese Knoten bis zu vier Petabyte Arbeitsspeicher, vier Petabyte Flash-basierten Speicher und 100 Petabyte Festplattenspeicher. Diese Knoten werden in Clustern installiert, deren Aufbau allein 250 Millionen US-Dollar kosten kann, zuzüglich der zusätzlichen Kosten für die Kühlung.

Allerdings wird nicht jede HPC-Plattform gleich groß sein, was die Entwicklung HPC-basiert macht Software ist angesichts der unterschiedlichen Prozessor-„Pipelines“, Speicherarchitekturen und Netzwerke schwierig Verbindungen. Laut BitScope funktioniert Software, die auf einer bestimmten HPC-Plattform funktioniert, möglicherweise nicht richtig auf einem größeren, skalierten Design. Für viele Entwickler ist es einfach keine Option, 250 Millionen US-Dollar auszugeben, um zu sehen, ob die Software auf größeren Systemen funktioniert.

„Clustersimulationen können bis zu einem gewissen Grad helfen, aber in vielen Fällen können reale Probleme eingreifen, um ihre Wirksamkeit zu mindern“, sagt BitScope. „Was wirklich benötigt wird, ist eine kostengünstige Entwicklungsplattform, auf der die Designoptionen erforscht werden können Prototyping neuer Ideen ohne die Kosten für den Aufbau eines vollwertigen HPC-Clusters, um dies zu erreichen Forschung."

Grider hatte die Idee mit Raspberry Pi 3 nach der Suche nach einer kostengünstigen Lösung mit geringem Stromverbrauch für die HPC-Softwareentwicklungsgemeinschaft eine Entwicklungsplattform zu schaffen. Gegeben Jedes Board kostet etwa 35 US-Dollar und verbraucht bis zu 6,7 Watt Strom, ein Pi-Cluster-Modul würde allein mit den Karten 5.250 US-Dollar kosten. Das ist immer noch nicht billig, aber besser, als Millionen in Hardware nur für Forschung und Entwicklung zu stecken.

Die kürzlich während des vorgestellte Fünf-Rack-Plattform Super Compute 2017-Konferenz in Denver gibt es ein „Pilot“-System. Derzeit baut BitScope Pi-Cluster-Module mit jeweils 150 Raspberry Pi 3-Boards, die von vertrieben werden SICORP. BitScope plant, zu einem späteren Zeitpunkt auch kleinere Module mit 48 und 96 Platinen zu entwickeln.

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