فناوری - خودتان ابر کامپوتر بسازید- صفحه1

خودتان ابر کامپیوتر بسازید
پژوهشگر ومترجم : مهدی صنعت جو
منبع : مجله شبکه – شماره 101

یکی از محققان برای دستیابی به قدرت پردازشی موردنیاز خود ؛ شانزده Playstation 3 مجهز به پردازنده Cell را با یکدیگر شبکه کرده است و از این طریق ، به توان پردازشی در حد یک ابر کامپیوتر با چهار صد پردازنده دست یافته است. سیستمی که وی ساخته تحت عنوان PS3 Gravity Grid شناخته می شود و می تواند محاسباتی را که تا پیش از این فقط روی یک ابر کامپیوتر انجام می گرفت ؛ با قیمتی پایین تر و با استفاده از کنسولهای بازی انجام دهد. _ مترجم

یکی از چالشهایی که امروزه در زمینه استفاده از ابر کامپیوتر وجود دارد ؛ این است که میزان تقاضا برای بهره گیری از آنها بسیار بالا است. بنابراین ، برای در اختیار داشتن توان پردازشی یک ابر کامپیوتر حتی برای چند ساعت ، باید روزها و هفته ها ( و شاید بیشتر ) انتظار کشید. البته ، باید به این مورد هزینه بالای چنین استفاده ای را هم اضافه کرد. در این میان ، برخی افراد هستند که خود را محدود نمی کنند و همیشه راه حلی برای روبرو شدن با چالش ها دارند. گوراف کانا ( Gaurav Khanna) یکی از این افراد است. او که متخصص اختر فیزیک در دپارتمان فیزیک دانشگاه ماساچوست است برای انجام محاسباتی که در تحقیقات خود با آنها روبرو است ؛ به استفاده از ابر کامپیوتر نیاز دارد. چالش هایی نظیر آنچه در بالا ذکر شد وی را به این فکر انداخته تا گزینه های دیگری را غیر از استفاده از غول های پر طرفدار و گران قیمیت محاسباتی بیابد.

سیاه چاله ها و محاسبات نجومی
تحقیقات کانا در زمینه آزمودن تئوری هایی است که وجود برخی پدیده های نجومی را توضیح می دهند ؛ پدیده هایی که بطور ظاهری در دنیای خارج دیده نمی شوند ؛ اما بدون شک وجود دارند و دنیای ما را تحت تأثیر قرار می دهند. یکی از این موارد ، سیاه چاله ها و رویدادهای وابسته به آن ها است. هدف کانا ، شبیه سازی پدیده های مرتبط با سیاه چاله ها نظیر تصادم دو سیاه چاله یا بلعیده شدن اجرام توسط آنها و پیامدهای چنین رخدادهایی است. بطور کلی ، شبیه سازی فعالیت های سیاه چاله های عظیم و تخمین ویژگی هایی نظیر خصوصیات امواج گرانشی که در نتیجه تصادم دو سیاه چاله ایجادمی شوند ؛ از اهداف این تحقیقات است.
این امواج پس از ایجاد ، با سرعتی معادل سرعت نور در فضا – زمان حرکت می کنند که تئوری نسبیت اینشتین وجود آنها را پیش بینی کرده ؛ اما هیچ گاه بطور عملی مشاهده نشده اند. وقتی سخن از شبیه سازی یکی سیاه چاله به میان می آید ؛ منظور سر و کار داشتن با میزان عظیمی از داده ها و اطلاعات است که باید پردازش شوند.

ابر کامپیوتر دست ساز!
شانزده PS3 که از طریق یک سوئیچ Net Gear ( یک سوییچ ارزان قیمیت Gigabit Ethernet ) به هم متصل هستند و یک Mac Pro به عنوان سرور کار کرده و سیستم عامل لینوکس را اجرا می کنند ؛ ابر کامپیوتر را تشکیل می دهند. این سیستم ، کانا را قادر می سازد روی تئوری سیاه چاله ها کار کند. هزینه هر شبیه سازی توسط یک ابر کامپوتر حدود پنج هزا دلار است . در حالی که کلاستر ساخته شده توسط کانا با هزینه شش هزار دلار ساخته می شود و پس از ساخت ، هر تعداد شبیه سازی و محاسبه رادر هر زمانی امکان پذیر می سازد و این یعنی صرفه جویی در زمان و هزینه ها.

وی کار نوشتن و توسعه کدها را برای استفاده روی PS3 ماه ها پیش از اینکه یکی از آن ها را داشته باشد ؛ شروع کرد. در سپتامبر 2007 او هشت PS3 را در اختیار گرفت و اجرای کدها را آغاز کرد. سپس در ژانویه سال 2008 ، PS3 بعدی را نیز به مجموعه خود افزود.

عملکرد این کلاستر شانزده گرهی ، معادل یک ابرکامپیوتر چهار صد گرهی است . در مقام مقایسه ، محاسبه ای که روی یک Work Station پیشرفته مبتنی بر پردازنده چهار هسته ای Xeon اینتل به بیش از یک روز زمان نیاز دارد. توسط این کلاستر در یک ساعت کامل می شود. در ساخت این کلاستر از PS3 ها بدون هیچ تغییر سخت افزاری استفاده شده است. به منظور کامپایل کردن کدها از کامپایلر های GCC و نیز XL متعلق به آی بی ام استفاده شده است.

ترکیب ps3 و لینوکس راهکار جالبی است ؛ چه در حالت توزیع شده ( مانند پروژه Folding@Home که توسط سونی و دانشگاه استنفورد دنبال می شود ) و چه بصورت کلاستر شده ( نظیر پروژه ای که کانا دنبال می کند ) .

البته کانا در ابتدا در تهیه سخت افزار با مشکل مواجه بود . کسی به او توجه نمی کرد و در جلب حمایت دیگران موفق نبود. وی در این راه تلاش زیادی کرد. در نهایت مشغول مذاکره با سونی شد. ( چیزی که خودش آنرا چرب زبانی برای سونی می نامد ) ؛ عاقبت پس از چهار ماه ، او موفق شد تا نظر مساعد سونی را جلب کند. شرکت سونی ، کانا را در برپایی مجموعه ای متشکل از هشت PS3 یاری کرد. سونی چهار عدد هر هشت عدد را فراهم کرد و وقتی این هشت عدد وظیفه خود را با موفقیت انجام دادند ؛ کار او بسیار مورد توجه قرار گرفت و دانشگاه برای خرید چند PS3 دیگر او را کمک کرد . در این بین از سایر جاها هم به او کمک می رسید.

کمی هم نجوم
پروژه هایی که کانا انجام داده ؛ کاملاً بر پایه مدل سازی ریاضی بر اساس تئوری نسبیت اینشتین است . بعنوان مثال ، نشان دادن این موضوع که چه بر سر یک ستاره کوچک ( یا حتی یک سیاه چاله کوچک ) می آید ؛ گر وارد یک سیاه چاله بسیار عظیم شود . هر کهکشانی چنین سیاه چاله های با جرمی معادل یک میلیون برابر جرم خورشید یا بیشتر دارد و این سیاه چاله ها مدام ستاره های کوچک تر و اجرامی نظیر آنرا می بلعند که پیامد این عمل ، ساطع شدن مقادیر زیادی اشعه است. کانا می گوید : " مدل سازی چنین چیزی از دید ریاضی و محاسباتی بسیار پیچیده است و این در اصل ، چیزی است که کدهای نوشته شده من برای ps3 روی آن متمرکز است. من بطور مؤثری می توانستم از پردازنده های Cell برای درک چنین رویدادی کمک بگیرم " . زمان بلعیده شدن یک ستاره ، انرژی ساطع می شود. کانا توضیح می دهد : " برای محاسبه این که چه مقدار تشعشع داریم ؛ این تشعشع چه خصوصیات فرکانسی و چه توانی دارد ؛ میزان تابناکی آن چه قدر است و سئوالاتی از این دست ، فرمولی وجود دارد که از تئوری نسبیت اینشتین می آید و می گوید باید چکار کنیم ... اما این فرمول بسیار پیچیده است . من در سخنرانی ها آنرا نمایش می دهم و نمایش کامل آن حدود بیست اسلاید پاورپوینت نیاز دارد... و این دقیقاً جایی است که پردازنده Cell وارد می شود . "

صفحه 1 صفحه 2 عناوین مطالب