Spānijas Museo de Historia de la Computación par godu Apple dibināšanas 50. gadadienai un pirmajai Cray-1 superdatora izmantošanai izveidojis šīs leģendārās sistēmas kopiju. Tā tapusi, atkārtoti izmantojot 30 Mac Mini datorus, un tagad ir pieejama muzeja apmeklētājiem.

No vēsturiska superdatora līdz 30 Mac Mini

No pirmā acu uzmetiena superdatora kopijas veidošana no savulaik modernām, bet mūsdienās novecojušām mikroshēmām var šķist mazliet bezjēdzīga. Tomēr Cray-1 kļuva par pasaulē pirmo komerciāli veiksmīgo superdatoru un pirmo reizi sāka darboties Losalamosā 1976. gadā. Piecu desmitgažu laikā skaitļošanas tehnoloģiju iespējas ir krasi mainījušās, tāpēc atšķirība starp mūsdienu un tā laika aparatūru ir ļoti liela.

Šo atšķirību vēl uzskatāmāku padara Mūra likums. Lai gan viena mūsdienu mikroshēma teorētiskās skaitļošanas jaudas ziņā joprojām varētu būt vājāka par Cray-1, 30 Mac Mini datoru apvienošana parāda, cik tālu tehnoloģija attīstījusies. Muzeja komanda ieguva 25 datorus ar divkodolu Intel i5 procesoriem un piecus ar četrkodolu i7 procesoriem.

Kopijas kopējā skaitļošanas jauda sasniedz 1,5 TeraFLOPS. Salīdzinājumam — oriģinālā Cray-1 maksimālā jauda bija 160 MegaFLOPS. Tādējādi jaunā konstrukcija šo rādītāju pārsniedz aptuveni 9375 reizes, demonstrējot vairāku gadu desmitu progresu procesoru attīstībā.

Cray-1 nozīme un dzesēšana

Savā laikā Cray-1 bija ļoti pieprasīta sistēma — tika pārdotas vairāk nekā 80 šādas iekārtas. To īpaši izmantoja zinātniskās un inženierzinātņu institūcijas, kurām bija jāapstrādā milzīgi datu apjomi, lai veidotu precīzākas prognozes laikapstākļu, aerodinamikas un pat kodolfizikas jomā.

Cray-1 panākumus nodrošināja ne tikai aparatūra, bet arī datu apstrādes veids. Superdators ieviesa vektoru apstrādes iespējas: dati tika apstrādāti paralēli, nevis secīgi, tādējādi ietaupot laiku.

1976. gadā oriģinālo Cray-1 dzesēja plašs dzesēšanas cauruļvadu tīkls, kas bija savienots ar atsevišķā telpā novietotu 20 tonnu dzesēšanas kompresoru. Muzeja kopijai izvēlēta pasīvā dzesēšana. Tās pamatā ir vertikāls konvekcijas tornis ar alumīnija plāksnēm un tērauda karkasu, kas izkliedē procesoru radīto siltumu.

Šāds risinājums ļauj iztikt bez mehāniskiem ventilatoriem, tāpēc kopija darbojas ļoti klusi. Vienīgais būtiskais troksnis pašlaik nāk no Ethernet slēdžiem konstrukcijas pamatnē, taču komanda plāno arī tos aizstāt ar klusākiem modeļiem.

Kopija darbojas kā klasteris

Klastera darbībai komanda neizvēlējās Linux izplatījumu, bet gan Apple operētājsistēmu macOS Mojave (10.14), kas ļauj klastera mezgliem savstarpēji nodot uzdevumus. Muzeja apmeklētāji var redzēt sistēmu darbībā: tā izpilda matricu algoritmus un demonstrē veiktspēju gan viena kodola, gan pilnas iekārtu kopas režīmā.

Dizaina komanda izgatavojusi arī īpašu termināli, kas veidots kā 1970. gadu vēsturiska iekārta. Tajā iestrādāts Mac Mini, lai nodrošinātu savienojumu ar pārējiem klastera mezgliem. Sākotnējā iecere paredzēja izmantot CRT monitorus, taču tos galu galā aizstāja plakanie ekrāni, jo tie piedāvāja vienkāršākas savienojuma iespējas.

Muzejs cer panākt, lai kopija tiktu iekļauta superdatoru TOP500 sarakstā. Lai to paveiktu, sistēmai, iespējams, būs jāpievieno vēl 70–80 Mac Mini datoru. Projekta komanda uzskata, ka šādu datoru atrašana nevajadzētu būt īpaši sarežģīta.