Музей історії обчислювальної техніки в Іспанії створив повнорозмірну копію суперкомп’ютера Cray-1, представленого у 1976 році, та перетворив її на робочий обчислювальний кластер із 30 старих комп’ютерів Apple Mac mini. У тесті множення матриць система продемонструвала продуктивність близько 1,3 терафлопса. Проєкт поєднав історичний дизайн із сучасним підходом до розподілених обчислень.

Як повідомляє TechSpot, на створення експозиції знадобилося 18 місяців. Її присвятили 50-річчю оригінального Cray-1 та заснування Apple. Копію вже представили в Museo de Historia de la Computación в Іспанії. Відвідувачі можуть побачити, як обчислювальне завдання спочатку виконується на одному ядрі, а потім розподіляється між кількома комп’ютерами.

30 комп’ютерів Mac mini працюють як єдина система

Усередині корпусу, що повторює характерну вигнуту форму Cray-1, розміщено 30 комп’ютерів Mac mini, переважно випущених у 2012 році. Конфігурація охоплює п’ять моделей із чотириядерними процесорами Intel Core i7 і 25 пристроїв із двоядерними Intel Core i5.

Загалом кластер має 70 процесорних ядер, однак під час останніх випробувань працювали 64: один із вузлів вийшов із ладу. Раніше музей повідомляв про продуктивність 1,5 терафлопса за умови роботи всіх ядер. В останньому тесті результат становив близько 1,3 терафлопса.

Показники отримали за допомогою власної програми мовою Python для множення матриць. Тому вони характеризують результати конкретного тесту, а не універсальну продуктивність системи в усіх застосунках.

Для керування кластером використовується окремий Mac mini, вбудований у робоче місце оператора. Комп’ютери працюють під керуванням macOS Mojave 10.14, а обмін даними між вузлами організовано за допомогою MPI — інтерфейсу передавання повідомлень, який дає змогу розподіляти обчислювальні завдання між кількома системами.

Новий кластер значно швидший за оригінальний Cray-1

Оригінальний Cray-1 вважається однією з найвизначніших машин в історії високопродуктивних обчислень. Представлений у 1976 році суперкомп’ютер використовував спеціалізовану векторну архітектуру, призначену для прискорення наукових та інженерних розрахунків. Його теоретична пікова продуктивність становила близько 160 мегафлопсів.

Для порівняння, іспанський кластер зі старих Mac mini продемонстрував близько 1,3 трильйона операцій із рухомою комою за секунду в тесті множення матриць. Однак безпосередньо зіставляти ці показники слід обережно: для оригінального Cray-1 наведено теоретичну пікову продуктивність, тоді як для музейної копії — результат конкретного випробування на архітектурі іншого типу.

Головна цінність проєкту полягає не лише в цифрах. Оригінальний Cray-1 був спеціалізованим суперкомп’ютером, тоді як музейна версія об’єднує звичайні споживчі комп’ютери в розподілену систему. Це наочно демонструє, наскільки за останні пів століття змінилися доступність обчислювальних потужностей і способи організації складних розрахунків.

Кластер охолоджується без додаткових вентиляторів

Розробники подбали не лише про обчислювальну частину, а й про охолодження. Комп’ютери Mac mini встановлено вертикально на алюмінієвих лотках усередині сталевого каркаса. Нагріте повітря піднімається вгору та виходить крізь решітки у верхній частині конструкції. Завдяки природній конвекції система обходиться без додаткових механічних вентиляторів.

За даними музею, кластер працює настільки тихо, що відвідувачам доводиться підходити ближче, аби почути його роботу. Найбільше шуму створюють два гігабітні мережеві комутатори в основі конструкції: рівень шуму становить приблизно 30–33 дБ. Розробники планують замінити їх тихішими моделями.

Для операторської консолі використали елементи дизайну терміналів DEC VT05 і Processor Technology Sol-20, характерних для комп’ютерної техніки 1970-х років. Спочатку розробники хотіли встановити монітори з електронно-променевими трубками, але зрештою обрали плоскі дисплеї Samsung, щоб уникнути проблем із підключенням старих екранів до сучасної системи.

Музей планує розширити систему та потрапити до рейтингу TOP500

Проєкт ще не завершено. У вежі-копії залишається вільною приблизно половина простору, і команда розглядає можливість організувати краудфандингову кампанію, щоб придбати ще 70–80 комп’ютерів Mac mini із чипами M4. Довгострокова мета — створити кластер, який зможе претендувати на місце в рейтингу TOP500 найпотужніших суперкомп’ютерів світу.

Поки що це лише план: для потрапляння до TOP500 недостатньо просто об’єднати велику кількість комп’ютерів. Система має пройти передбачені випробування продуктивності та відповідати вимогам рейтингу.

Попри це, вже нинішня експозиція демонструє, що для створення вражаючого обчислювального проєкту необов’язково використовувати найновіші процесори. Старі Mac mini, об’єднані за допомогою відповідного програмного забезпечення та мережі, здатні виконувати розподілені обчислення. А історичний корпус перетворює технічний експеримент на наочну розповідь про еволюцію суперкомп’ютерів.