30 alte Mac minis bilden Cray-1-Supercomputer nach

Ein spanisches Computermuseum hat eine maßstabsgetreue Nachbildung des Cray-1 vorgestellt. Im Inneren arbeiten 30 Mac minis aus dem Jahr 2012 – als Hommage an den Supercomputer und an Apple.

Ein Cluster aus älteren Macs

Der Cray-1 kam 1976 auf den Markt. Das Museo de Historia de la Computación in Spanien hat nun eine optische Nachbildung im Maßstab 1:1 gebaut. Statt aktuelle, kostspielige Technik einzusetzen, nutzte das Team Mac minis, die mehr als ein Jahrzehnt alt sind. Die Entwicklung dauerte 18 Monate und soll an das 50-jährige Bestehen des Cray-1 und die Gründung von Apple erinnern.

Vernetzt bilden die Rechner einen Cluster mit insgesamt 64 aktiven Prozessorkernen. Bei jüngsten Tests erreichte das System laut Museum eine Leistung von 1,3 Teraflops. Zuvor waren mit allen 70 verfügbaren Kernen 1,5 Teraflops möglich, bevor ein Rechner ausfiel. Die Messwerte stammen aus einem eigens entwickelten Python-Skript zur Matrixmultiplikation.

Fünf der Mac minis besitzen einen Vierkern-i7-Prozessor, die übrigen 25 einen Zweikern-i5. Bis auf zwei Geräte aus dem Jahr 2014 stammt die gesamte Gruppe von 2012. Als Betriebssystem kommt macOS Mojave (10.14) zum Einsatz. Das Team entschied sich dafür, weil das System die benötigte Unterstützung für MPI bietet. Diese Softwareschnittstelle ermöglicht den Rechnern, Aufgaben untereinander zu verteilen.

Alte und neue Rechenarchitektur

Das Ausstellungsstück soll Besucher:innen die Entwicklung der Computerarchitektur seit 1976 veranschaulichen. Der ursprüngliche Cray-1 arbeitete mit Vektorverarbeitung: Dabei führt ein Rechner eine Anweisung gleichzeitig auf mehrere Datenelemente aus. Die Nachbildung verteilt Aufgaben dagegen parallel auf eigenständige Prozessoren.

Der Cray-1 erreichte theoretisch eine Spitzenleistung von rund 160 Megaflops. Der Mac-mini-Cluster bringt es auf ein Vielfaches davon. Im Museum können Gäste live verfolgen, wie das System Matrixberechnungen ausführt. Dabei lässt sich die Leistung vom einzelnen Kern bis zum gesamten parallel arbeitenden Verbund beobachten.

Auch die Kühlung stellte das Team vor eine Herausforderung. Statt laute Lüfter einzubauen, setzt die Konstruktion auf passive Kühlung durch natürliche Luftzirkulation. Die Mac minis stehen senkrecht in einem Stahlgestell und sind auf Aluminiumschienen montiert. Dadurch steigt warme Luft nach oben und entweicht durch Öffnungen im Turm.

Nach Angaben des Museums entsteht das hörbare Geräusch vor allem durch zwei Gigabit-Ethernet-Switches am Sockel. Sie erreichen 30 bis 33 Dezibel und sollen später durch leisere Modelle ersetzt werden. Die einzelnen Rechner erzeugen im Leerlauf demnach 12 bis 15 dBA. Insgesamt sei die Nachbildung so leise, dass man sich ihr nähern müsse, um etwas zu hören.

Steuerstand und Ausbaupläne

Für die Bedienung entwarf das Team ein eigenes Terminal im Stil eines Kontrollraums aus dem Kalten Krieg. Es verbindet Gestaltungselemente des DEC VT05 und des Processor Technology Sol-20 aus den 1970er-Jahren mit einem analogen Bedienfeld. Ein zentraler Mac mini im Terminal steuert die übrigen Rechner.

Ursprünglich waren Röhrenbildschirme vorgesehen. Moderne Flachbildschirme von Samsung ersparten dem Team jedoch Probleme beim Anschluss unterschiedlicher Technikgenerationen. Geplant sind außerdem 3,5- und 5,25-Zoll-Diskettenlaufwerke unter dem Schreibtisch. Eine 3D-gedruckte Tastaturverkleidung soll an das klassische HP-250-Design erinnern. Später könnten Originalleuchten eines IBM System/3 hinzukommen.

Die zweite Hälfte des Turms ist derzeit noch leer. Eine Crowdfunding-Kampagne soll Geld für 70 bis 80 zusätzliche Mac minis mit M4-Chip beschaffen. Damit will das Team einen Cluster aufbauen, der einen Platz in der TOP500-Liste der schnellsten Supercomputer erreichen kann.

Die Nachbildung steht dauerhaft im Museum, zusammen mit zwei ungenutzten, originalen Cray-CX1-Systemen. Führungen finden samstags von 11:30 bis 14 Uhr statt.

Via: https://arstechnica.com Titelbild: Museo Historia de Computación

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