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jueves, 15 de mayo de 2008

Cluster: 24 núcleos y 48GB de RAM


Es un proyecto “Hágalo Usted Mismo”, ¡y vaya proyecto!

Comprar un superordenador implica gastar una
cantidad de dinero que la mayoría de nosotros no
poseemos. Pero afortunadamente es posible construir
uno en casa a partir de microprocesadores multi-core
y placas madre económicas. De hecho, por el valor
de un ordenador de gama alta puedes construir un
“cluster” con 24 núcleos y 48 GB de RAM.




“Helmer” es un ordenador muy particular. A pesar de que ha
costado lo mismo que un ordenador de sobremesa potente, es
varias veces más veloz que cualquiera que puedas comprar en
una tienda. Helmer fue construido para generar imágenes 3D
(tareas de renderizado) de forma rápida y económica.
Es que el renderizado 3D es una de las aplicaciones que mas
exigen a un ordenador. Hace un uso muy intensivo de CPU,
y la mejor forma de acelerar esta tarea es distribuirla entre
varios ordenadores, construyendo lo que se conoce como
“render farms” o “granjas de renderizado”. Estas instalaciones
son muy caras, y emplean ordenadores que son voraces
consumidores de energía. Definitivamente, no están pensadas
para el usuario de a pie.
Pero gracias a los nuevos procesadores que integran varios
núcleos, que consumen poca energía y son capaces de
procesar una muy buena cantidad de datos por poco dinero,
es posible construir un superordenador en casa. Helmer es un
ejemplo de ello.
Para dar vida a este superordenador se utilizaron 6
microprocesadores Intel Core 2 Quad de 65 nm y 2.4GHz
de reloj. Se montaron sobre las placas madre mas económicas
disponibles en el mercado que pudiesen soportarlos
(Gigabyte S-GA-G33M-DS2R/S2) junto a dos módulos
de memoria RAM DDR2 de 4GB. Como resultado de todo
esto, Helmer aloja en su interior a 6 ordenadores de 4 núcleos
y 8GB de RAM cada uno.
Encontrar un gabinete capaz de alojar todo esto (más las
fuentes de alimentación, discos duros y demás componentes)
puede no ser una tarea fácil. Pero con un poco de imaginación
todo es posible: Helmer fue alojado dentro de un gabinete
de IKEA modificado especialmente para él. (¿Quién hubiese
pensado que IKEA fabrica cosas “ATX compatibles”?).
Por supuesto que en un ordenador como Helmer no puedes
utilizar un sistema operativo como Windows XP o Windows
Vista, así que se utilizó un software especial (Dr Queue)
para distribuir el trabajo entre los 6 ordenadores, mediante
un Switch de 8 puertos 3Com. El almacenamiento de datos
se resolvió utilizando un servidor FreeNAS corriendo en
un pequeño ordenador basado en un procesador Via C7.
El resultado es un superordenador “DIY” (“Do It Yourself ”,
o “Hágalo Ud. Mismo”) de 24 núcleos y 48GB de RAM,
capaz de realizar tareas que a un ordenador convencional le
toma 8 o 9 horas en solo 10 minutos. ¡Y solo consume 600W
a toda marcha!
¿No debería algún fabricante de ordenadores poner a la venta
algo parecido?

Ariel Palazzesi




Para dar vida a este superordenador se
utilizaron 6 microprocesadores Intel
Core 2 Quad de 65 nm y 2.4GHz de
reloj.
Alcanzando el TeraHertz

Hace un tiempo se llegó a lo que es el límite de velocidad
de los microprocesadores actuales de 4GHz. Esto causó
que la guerra de la velocidad cambie por la guerra de los
núcleos, primero 2, después 4 y aparentemente la cantidad
seguirá subiendo. Con estos nuevos desarrollos la guerra
por la velocidad parecía terminada, pero ingenieros de la
universidad de Utah están investigando nuevos modos de
procesar información para alcanzar velocidades mucho
mayores a los 4GHz (Un TeraHertz es igual a 1000GHz).
Actualmente sólo han logrado generar y transmitir una
señal de 300GHz (o 0,3 THz) con lo que faltaría generar
transistores, switches, moduladores y otros componentes
básicos para poder pensar en crear un procesador, pero
el potencial es muy grande. Con esta nueva tecnología
se eliminarían problemas inherentes a los materiales
conductores y así se aumentaría la velocidad de trabajo.
Problemas como son la resistencia que aumenta junto con
la velocidad y la temperatura que hay que disipar. Por otra
parte, el problema con la aproximación actual de múltiples
núcleos es que hay ciertas tareas que no se dividen bien en
muchas partes. Por dar un ejemplo banal, calcular Pi no
es fácilmente paralelizable ya que se necesitan los valores
“anteriores” para continuar el cálculo. El efecto práctico de
esto es que mientras algunas aplicaciones funcionan mucho
más rápido, otras no cambian su velocidad, por lo que
agregar núcleos no es la solución final.
El líder del proyecto, Profesor adjunto Ajay Nahata, dijo
“apenas hemos creado el equivalente a los cables para los
nuevos procesadores”, pero en un mínimo de 10 años
estos descubrimientos podrían llevar a procesadores y
comunicaciones súper rápidos (3 ordenes de magnitud más
rápidos de lo que conocemos hoy). Wow.


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