Cómo construir una supercomputadora en casa

Es más fácil que nunca construir una supercomputadora en casa.

Su primera tarea es identificar sus requisitos operativos. ¿Qué es exactamente lo que deseas calcular?

Con estos datos en mente, la ruta más fácil a una supercomputadora es con las instancias de GPU Azure HPC de Microsoft o EC2 de Amazon. El primero ofrece grupos de máquinas virtuales con 16 núcleos, ram de 112 GB y conexiones Infiniband increíblemente rápidas entre nodos. Este último ofrece acceso barato a un gran número de máquinas virtuales equipadas con GPU con capacidad CUDA. Elegir cuál usar depende significativamente del tipo de cargas de trabajo que está procesando.

Si desea que el dispositivo esté “en casa”, no en la nube, el enfoque de bajo costo es utilizar hardware estándar x86 / 64 con gran cantidad de GPU para sus cargas de trabajo computacionales. Como ejemplo, construí un servidor de $ 2,000 con 4 Radeon R9 290 en diciembre de 2013. Cada una de estas tarjetas tiene 2800 procesadores de flujo. Estos son procesadores RISC “tontos” altamente paralelos que trabajan simultáneamente en operaciones específicas. Cada tarjeta también tiene 44 unidades de cómputo. Estos son procesadores más inteligentes que se pueden usar para arbitrar cargas de trabajo a los procesadores de flujo, manejar solicitudes de E / S fuera de la tarjeta y procesar resultados que los procesadores de flujo no pueden. Hay otros procesadores en la tarjeta que se especializan en operaciones de matriz / vector, pero no los he usado y no puedo hablar de sus habilidades. Esta PC cumple con mi definición de supercomputadora, ya que puedo abordar simultáneamente> 10,000 procesadores paralelos separados.

¿Podría hablar más sobre los requisitos de su aplicación?

De alguna manera no puede, porque no es lo suficientemente rico (las supercomputadoras cuestan millones de € o US $), su hogar no es lo suficientemente grande (necesitan edificios completos) y porque la línea de suministro de energía en el hogar no puede proporcionar suficiente energía para estos ( Las supercomputadoras típicas, que tienen muchos miles de procesadores potentes, consumen megavatios de potencia, por ejemplo, cien o mil veces más que una casa típica).

De alguna otra manera, podría hacer un pequeño grupo de computadoras con placas base baratas (por ejemplo, algunas docenas de Raspberry Pi) y programarlo un poco como las supercomputadoras (por ejemplo, usando MPI). Pero el clúster resultante será mucho menos potente que las supercomputadoras (y tal vez incluso menos potente que una sola máquina de escritorio de gama alta).

Sin embargo, incluso si se le da acceso (mágicamente) a una supercomputadora real, dudo que sea lo suficientemente inteligente como para codificar cualquier software significativo para ejecutarlo. La supercomputación requiere muchas habilidades informáticas, y la mayoría de sus usuarios tienen doctorado (en informática, o en algún dominio de las matemáticas, la física, etc.)

La definición de una supercomputadora es “una computadora que solo tiene una generación menos de lo que los científicos realmente necesitan”. Construir una máquina así cuesta mega dólares. En la respuesta de Victor Eijkhout a En términos simples, ¿cuál es la arquitectura de una supercomputadora? Describí que una máquina cuesta alrededor de $ 30 millones y definitivamente no era la más grande del mundo cuando se encendió el interruptor.

Sin embargo, si por supercomputadora te refieres a algo que usa mucho procesamiento paralelo para permitirte explorar problemas por ti mismo, entonces eso es bastante posible. Por último, un grupo de estudiantes de secundaria pasó una semana en nuestras instalaciones y armaron una máquina que se clasificó decentemente en un punto de referencia real: http://green.graph500.org/certif

Si desea una computadora de procesamiento en paralelo, puede pagar paralela.

Esta fue una campaña de kickstarter, que está terminada. Es una computadora ARM de 2 núcleos con un procesador Epiphany de 16 núcleos. Parece venderse por 127 $. (versión más barata, solo para la placa, sin fuente de alimentación o carcasa). No estoy seguro de si necesita proporcionar su propio sistema operativo o si paralela lo proporciona. Contáctelos para más información. Estoy seguro de que si tiene más dinero, podría conectar varios para obtener más procesadores y velocidad. Habían prometido un chip Epiphany de 64 núcleos, pero eso no se materializó.

Como nunca he usado este dispositivo, no sé qué tan rápido es, pero le daré el enlace a la campaña kickstarter (caducada). Siga los enlaces a la compañía y a los distribuidores. En el momento en que lo comprobé, el dispositivo no estaba disponible en Amazon. No tengo la impresión de que esto sea para usuarios comunes. No ejecuta Windows.

Parallella: una supercomputadora para todos

Úselo bajo su propio riesgo. Puede ser dificil. Si tiene problemas, póngase en contacto con los fabricantes, no puedo ayudarlo.

En cuanto a construir una supercomputadora es costosa, es mejor hacer una computadora en clúster.
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