Възходът и падението на суперкомпютрите изградени от PlayStation

Оригиналът е на Mary Beth Griggs

5
5807

Десетки PlayStation 3 са поставени в хладилен транспортен контейнер на територията на кампуса на Масачузетския университет, поглъщайки киловатчасове енергия докато изчисляват задачи от областта на астрофизиката. На това място традиционно водят бъдещите първокурсници и техните родители с надеждата да ги привлекат в това учебно заведение, в което работи едно от малките наследства на необикновената научна глава в историята на PlayStation.

Това са доста големи кутии, в които са поставени бившите развлекателни устройства, които сега събират прах в шкафовете на много геймъри. Навремето те бяха желани не само от геймърите, но и от изследователите, които използваха тези конзоли за изграждането на суперкомпютри. Чрез обединяването на десетки и дори стотици PlayStation учените получиха възможност да моделират и пресмятат физиката на черните дупки, да обработват кадрите от безпилотните машини и дори да печелят криптографски конкурси.

Това продължи само няколко години, преди технологиите да направят поредната крачка напред, позволявайки създаването на по-икономични и бързи работни станции с висока изчислителна мощност. Но през това време можеше самостоятелно да се сглоби много бърз суперкомпютър чрез обединяването на няколко десетки конзоли, много проводници и специално написан за тази цел софтуер.

Учените от години се опитваха да реализират идеята за използването на тези графични процесори за сериозно увеличаване на изчислителната мощност на компютърните устройства. Идеята е същият графичен чип, който дава възможност да се насладим на красотата на джунглите в Uncharted, да се използва за решаването на сложни изчислителни задачи. Разбира се, стига изследователите да успеят да програмират както трябва получената по този начин конфигурация.

Бързо става ясно, че ако няколко конзоли се обединят, то те дават много повече, отколкото съвкупността от техните компоненти. Получава се изчислителен клъстър със съвсем лесна мащабируемост и при ниска цена.

Конзолите излязоха на сцената на суперкомпютрите през 2002 година когато Sony представи интересния комплект Linux за PlayStation 2, който включва клавиатура, мишка, VGA карта и Ethernet мрежови адаптер.

Linux на PS2 – официално

„Те наистина ни дадоха тази възможност“ – каза Крейг Стефен (Craig Steffen). „Те направиха така, че стана възможно да се пише код на конзолите, който работи без проблеми“.

Днес Стефен е старши научен сътрудник в Националния център за приложенията за суперкомпютри (NCSA). През 2002 година той се присъединява към екипа специалисти и започва работа върху проект, в рамките на който трябва да бъдат закупени голям брой PS2 плюс Linux комплекти за тях, за да може всичките конзоли да бъдат съединени, а техните централни процесори Emotion Engine да бъда обединени в нещо, което трябва да бъде суперкомпютър.

Те съединили около 70 броя PlayStation 2 и написали базовия код, даващ възможност на всички конзоли да работят заедно.

„Това работеше много добре, но за съжаление, не бе идеално“ – казва Стефен. Имаше технически проблеми с паметта – две специфични грешки, които нашият екип не успя да отстрани“. „Всеки път, когато се опитвахме да работим с този клъстър от конзоли, в част от тях се появяваше грешката kernel panic и трябваше да се рестартират, което правеше невъзможно сложните изчисления“ – допълва Стефен. „След като не можахме да се преборим с този проблем, проектът бързо бе прекратен и ние се заехме с други въпроси на NCSA“.

Стефен все още пази като сувенир една от старите PS2 в своето бюро.

Процесорът Cell

Но това съвсем не слага кръст на използването на игрови конзоли в областта на суперкомпютрите. Към края на 2006 година излиза PlayStation 3 вече със значително по-мощен процесор и графичен ускорител, както и с много по-лесен начин за инсталирането на Linux. Но и тук разбира се, трябва да бъде измислен и написан кодът, който трябва да осигури коректната съвместна работа на устройствата.

Гаурав Хана (Gaurav Khanna) е обикновен астрофизик, който се занимава с изследването на черните дупки в Масачузетския университет.

„Моделирането на черните дупки няма как да привлече солидно финансиране, понеже тази дейност засега няма голямо значение за обществото“ – заявява Хана.

Хана и неговият екип не разполагат с много пари и те направили мозъчна атака, за да измислят някакво решение. Един от служителите бил страстен геймър и споменал процесора Cell на IBM, който се използва в PS3. По това време подобни чипове се използват за изграждането на суперкомпютри. Екипът се заинтересувал от конзолите и специалистите решили да проверят, дали те могат да се използват за научни цели.

Вдъхновен от спецификациите на новото игрово устройство на Sony, астрофизикът започва да купува PS3, за да изгради собствен суперкомпютър. Ученият успял за няколко месеца да напише необходимия код за съвместната работа на конзолите. Още няколко месеца са били необходими, за да може от този код да се получи програма, която работи стабилно и може да се използва.

Той започнал с осем конзоли, но когато приключил с кода вече имал 176 броя PlayStation 3, които могат да се използват за необходимите сложни изчисления, без да се чака ред и да се заплаща наем за чужди изчислителни мощности. Той получил възможност да моделира и изчислява физиката на черните дупки с помощта на своя клъстър и дори да печели различните конкурси по криптография, при това многократно по-евтино от традиционен суперкомпютър с аналогична производителност.

По същото време подобни идеи хрумват и на други изследователи. Група специалисти в Северна Каролина създава през 2007 година собствен изчислителен клъстър от осем PS3. Няколко години по-късно в изследователската лаборатория на военновъздушните сили в Ню Йорк компютърният инженер Марк Бърнъл работи върху аналогичен проект с кодово име Condor Cluster.

Но времето за създаването на този клъстър се оказало неподходящо. Екипът на Бърнъл предлага своя проект през 2009 година, когато Sony масово преминава към по-компактната PS3 Slim, на която няма възможност да се стартира Linux за разлика от оригиналната PS3. А и след хакването на оригиналната конзола, Sony представя обновяване за фърмуера, което маха от хард диска OpenOS – именно системата, която дава възможност за стартирането и работата на Linux.

Това сериозно усложнява търсенето на подходящи конзоли. Но военновъздушните сили успели да убедят Sony да им продаде необновените PS3, които японската компания масово иззема от магазините и ги трупа в складове в едно от предградията на Чикаго. След немалък брой срещи с представителите на Sony военните постигнали своето и проектът на Бърнъл вижда светлина през 2010 година.

Работейки с над 1700 бройки PlayStation 3, съединени с 5 километра проводници и кабели, Condor Cluster се получил наистина огромен, затъмнявайки проекта на Хана и се използвал за обработка на изображенията от безпилотните машини. По време на разцвета си този клъстър заема 35 място сред всички суперкомпютри в света, а това съвсем не е малко.

Но в нашия свят нищо не е вечно. Полупроводниковата индустрия не стои на едно и също място, и непрекъснато предлага все по-производителни процесори и видеокарти, които консумират по-малко електрическа енергия. Игровите конзоли започват да се опростяват, което ги прави на практика безполезни за науката. И въпреки, че новата PlayStation 4 изпревари по продажби както оригиналната конзола, така и Wii, като плътно се приближи до бестселъра PS2, за учените и изследователите тя е на практика безполезна.

Както и по-миниатюрната версия PlayStation 3 която излезе преди нея, PS4 не може така лесно да бъде превърната в част от един мощен суперкомпютър.

„В PlayStation 4 няма нищо необикновено – това е просто един стар и добър персонален компютър“ – заявява Хана. „Ние просто нямаме никаква мотивация да правим каквото и да било с PlayStation 4.

След около една година трябва да излезе новата конзола PS5 и засега няма каквато и да било предварителна информация или слухове, че японската компания Sony ще разреши инсталирането на някоя Linux дистрибуция на това устройство. Така че можем да кажем, че ерата на суперкомпютрите, базирани на PlayStation окончателно приключи.

5
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
3 Коментари
2 Отговори на коментарите
0 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
pesho
pesho

Te oще в PS3 ъпдейтите спряха поддръжката на линукс..

Alletheya
Alletheya

Процесорът CELL бе страшна иновация за времето си ,която бе изпреварила с 50 години минимум появата си и затова проектът бе унищожен, а технологията предадена там, където трябва. Ако Cell бе развиван до днес то конзолите от поне 7 години щяха да имат пълна поддръжка на 4К в не е 144 а в 200 херца на 200 фрейма в секунда плюс Рейтрейсинг в реално време с ултра детайлна картина и HDR при смешна енергоконсумация. Това обаче не е целта нали. Cell предлагаше такава обмяна за времето си за която прави смешните АМД Тредрипъри в момента днес жалки. Технологията явно бе… Виж още »

Mihail Georgiev
Mihail Georgiev

cell си е съвсем жива в power9

Alletheya
Alletheya

PowerXCell 8i Cell processor умря с PS3 няма го.Беше 65 nm technology enhanced SPUs double precision calculations 128-bit registers double precision 102 GFLOPs per chip с RAMBUS memory.За сравнение то е като днес да си представиш,че има някъде 9 ядрен процесор утилизиращ свръхбърза 1 GB Рамбус DDR8 практически без никакви латенсии.Ако го имаше в десктоп потребителският сегмент свит на примерно 7 EUV това би означавало техническа революция. Aналогична на Английската и изхвърлянето от употреба тотално на цялата морално и технологично остаряла технологична база на 100% Всички процесори , памети дъна налични на пазара моменталносе превръщат и стават скрап подобна на… Виж още »

saentist
saentist

А за 2000-ната година, Садам Хюсеин и 4000 PS2 що не пише в таз статия?
Хамерите тогава казаха че били за балистични симулации ползвани.