İspanya’daki Bilgisayar Tarihi Müzesi, Cray-1 Süper Bilgisayarını Yeniden İnşa Etti
İspanya’nın Bilgisayar Tarihi Müzesi, 1970’lerin ikonik süper bilgisayarı Cray-1’i yenilikçi bir teknikle tekrar hayata geçirdi. Müze ekibi, orijinal donanımın yeniden üretimi yerine, 2012 ve 2014 yıllarından elde edilen toplam 30 adet Mac Mini’yi bir araya getirerek bu projeyi gerçekleştirdi.
Bu yaratım, Cray-1’in özgün boyutlarını ve tasarımını korurken, güncel testlerde 1,3 teraflop işlem gücüne ulaştı. İlginç olan, bu yüksek güç, on yıldan uzun süredir kullanılan sıradan tüketici bilgisayarlarından sağlandı.
Projenin tamamlanması 18 ay sürdü ve yalnızca Cray-1’in 50. yılını kutlamakla kalmayıp, aynı zamanda Apple’ın bilgisayar tarihinde bıraktığı etkiyi de anmayı amaçladı. Ancak, ortaya çıkan sistem sadece geçmişe ait bir bilgisayarın dış görünümünü yansıtmanın ötesine geçti. Kullanılan Mac Mini’ler, ağ üzerinden bir araya gelerek gerçek bir işlem kümesi oluşturdular ve karmaşık hesaplamaları ortaklaşa yapabildiler.
Sistemin donanımında beşte dört çekirdekli Intel Core i7 işlemci bulunurken, geri kalan 25 bilgisayarda çift çekirdekli Core i5 işlemciler yer aldı. İki Mac Mini 2014 modeline aitken, diğer 28’i ise 2012 tarihli. Bu yapı toplamda 70 fiziksel işlemci çekirdeği barındırıyor.
Müze ekibi, tüm çekirdekler aktifken 1,5 teraflop performans elde edildiğinin altını çizerken, bir bilgisayarın devre dışı kalması sonrasında aktif çekirdek sayısının 64’e düştüğü ve son testlerde 1,3 teraflop performans kaydedildiği bildirildi. Bu testler, özel olarak Python ile geliştirilmiş bir matris çarpım programı aracılığıyla gerçekleştirildi.
Gerçek Cray-1, 1976 yılında tanıtılmış ve vektör işlem mimarisi kullanarak yaklaşık 160 megaflop teorik tepki hızına sahipti. Yenilenen sistem, bu hesaplama yaklaşımını birebir yansıtmasa da, 30 bağımsız bilgisayar aracılığıyla paralel bir işlemi mümkün kılmakta.
Yazılımda ise müze ekibi, standart bir Linux dağıtımı kullanmak yerine macOS Mojave 10.14 sürümünü tercih etti. Bu seçim, bilgisayarlar arasında görev dağıtımını sağlayan MPI altyapısının sunduğu yerleşik desteği göz önünde bulundurarak yapılmıştı.
Müze ziyaretçileri, sistemi yakından inceleme fırsatına sahip. Hazırlanan gösterim ile matris çarpım algoritmalarının nasıl çalıştığına dair bilgi ediniliyor ve tek bir işlemci çekirdeğinden tüm kümeye geçişteki performans değişiklikleri gözlemlenebiliyor.
Projede karşılaşılan mühendislik zorluklarından biri, birçok bilgisayarın aynı yapıda çalıştırılması sırasında oluşan ısı kontrolüydü. Müze ekibi, gürültülü fanlardan kaçınarak doğal hava akışı yöntemini benimsedi. Cray-1’in gövdesi, çelik raf şasisi ve alüminyum tepsilerle tasarlandı. Bilgisayarlar dikey yerleştirilerek sıcak havanın otomatik olarak yükselip dışarı çıkması sağlandı, böylece ek bir fan ihtiyacı ortadan kalktı.
Sistemin sessizliği de dikkat çekici. Mac Mini’ler boşta çalışırken sadece 12 ila 15 desibel ses çıkartıyor. Ancak en yüksek gürültü kaynağı, tabanda bulunan Ethernet anahtarı olup, bu cihazın ses düzeyi 30 ila 33 desibel arasında değişiyor. Müze ekibi, daha sessiz alternatiflerle bu ağ anahtarlarını değiştirmeyi düşünüyor.
Cray-1’in kontrolü için özel bir terminal de tasarlandı. Soğuk Savaş dönemine atıfta bulunan kontrol odaları, dönemin DEC VT05 ve Processor Technology Sol-20 terminallerinin tasarım unsurlarını içeriyor. Kontrol panelinin görünümü ise o dönemin analog cihazlarından esinlenerek oluşturuldu. Gelecek planları arasında, IBM System/3 bilgisayarlarından kalma orijinal göstergelerin sisteme dahil edilmesi var.
Başlangıçta daha otantik bir görünüm kazandırmak için CRT monitörler düşünülse de, modern bilgisayarlarla yaşanabilecek bağlantı sorunları sebebiyle düz ekranlar kullanıldı. Kontrol masası, ilerleyen süreçte hem 3,5 hem de 5,25 inç disk sürücüleriyle donatılacak ve HP 250 bilgisayarının klasik görünümünü benimseyen özel bir klavye tasarlanacak.
Müze ekibinin hedefleri yalnızca mevcut 30 Mac Mini ile sınırlı değil; Cray-1 projelerinin ikinci kısmı boş durumda ve burası daha yeni Apple bilgisayarlarıyla doldurulmak isteniyor. Kitle fonlaması yoluyla 70-80 adet M4 işlemcili Mac Mini satın alınması planlanırken, böylece daha geniş bir işlem kümesi oluşturulması düşünülüyor.
Uzun vadede, bu geliştirilmiş sistemle dünyanın en güçlü süper bilgisayarlarının yer aldığı TOP500 listesine girmek de ekibin hedefleri arasında. Ancak mevcut 1,3 teraflop kaydının böyle bir başarıyı ifade etmediği unutulmamalı.
Yeniden inşa edilen Cray-1, müzede daimi sergilenen eserler arasında yer alacak ve ziyaretçiler, kullanılmamış iki orijinal Cray CX1 sistemini de görme şansına sahip olacak. Müzede, bilgisayar tarihinin çeşitli dönemlerini bir araya getiren koleksiyon, cumartesi günleri düzenlenen rehberli turlarla ziyaretçilere sunuluyor.
