- พิพิธภัณฑ์สเปนใช้ Mac Mini 30 เครื่องสร้าง Cray-1 ซ้ำ เพื่อเฉลิมฉลองครบรอบ 50 ปีของ Apple
- ความสามารถในการคำนวณของชิปสมัยใหม่เกิน Cray-1 อย่างมาก แต่ชิปเดี่ยวยังไม่及ประสิทธิภาพของมัน
- Cray-1 นำเทคโนโลยีการประมวลผลเวกเตอร์มาใช้ สามารถประมวลผลข้อมูลแบบขนานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- พิพิธภัณฑ์เลือก macOS เป็นระบบ เพื่อแสดงความสามารถในการคำนวณของจำลอง Cray-1
เพื่อเฉลิมฉลองครบรอบ 50 ปีของ Apple และการนำ Cray-1 ไปใช้งานครั้งแรก พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์ของสเปนได้เปิดเผยจำลอง Cray-1 ที่สร้างขึ้นใหม่จาก Mac Mini 30 เครื่อง โครงการนี้ใช้เวลา 18 เดือน และเปิดให้สาธารณะเข้าชมแล้ว ใน מבטแรก แนวคิดที่ใช้ชิปแบบดั้งเดิมสร้างคอมพิวเตอร์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ดูเหมือนจะไร้เหตุผล แต่สังเกตควรสังเกตว่า คอมพิวเตอร์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ประสบความสำเร็จทางการค้าครั้งแรกของโลก คือ Cray-1 ได้เริ่มใช้งานที่ Los Alamos ในปี 1976
ความสามารถในการคำนวณของชิปปัจจุบันเมื่อเทียบกับชิปที่เปิดตัว 10 ปีก่อน มีความแตกต่างมาก หากพิจารณาตามกฎของ Moore และขยายความแตกต่างนี้ไป 50 ปี จะเข้าใจได้ชัดเจนขึ้น แม้ชิปสมัยใหม่เพียงชิปเดียวยังไม่มีความสามารถเทียบเท่า Cray-1 แต่เมื่อรวมชิปจาก Mac Mini 30 เครื่อง ปี 2012-14 เข้าด้วยกัน ความแตกต่างก็จะชัดเจน
การเปรียบเทียบชิปสมัยใหม่กับ Cray-1
ทีมพิพิธภัณฑ์จัดซื้อหน่วย i5 สองแกน 25 เครื่อง และ i7 สี่แกน 5 เครื่อง ทำให้อุปกรณ์จำลองนี้มีความสามารถคำนวณรวม 1.5 TeraFLOPS ในขณะที่ Cray-1 ต้นฉบับมีความจุสูงสุดเพียง 160 MegaFLOPS ซึ่งยังคงเป็น 9,375 เท่าของความสามารถซูเปอร์คอมพิวเตอร์ต้นฉบับ แสดงให้เห็นถึงความทรงพลังของชิปตลอดปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม Cray-1 ในสมัยนั้นยังคงเป็นระบบยอดนิยมมาก ขายได้เกิน 80 เครื่อง ได้รับความนิยมจากองค์กรวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่ต้องการประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่เพื่อการพยากรณ์ที่แม่นยำ รวมถึงพยากรณ์อากาศ อากาศพลศาสตร์ และฟิสิกส์นิวเคลียร์
กุญแจสำคัญที่ทำให้มันประมวลผลข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ได้อยู่ที่ฮาร์ดแวร์เพียงอย่างเดียว แต่ยังอยู่ที่วิธีการประมวลผลข้อมูล Cray-1 นำเทคโนโลยีการประมวลผลเวกเตอร์มาใช้ สามารถประมวลผลข้อมูลแบบขนานได้ จึงประหยัดเวลาที่มีค่า หลีกเลี่ยงการประมวลผลแบบลำดับของคอมพิวเตอร์ในสมัยนั้น
การออกแบบระบบทำความเย็นของจำลอง
ย้อนกลับไปปี 1976 Cray-1 ใช้เครือข่ายท่อทำความเย็นขนาดใหญ่ เชื่อมต่อกับเครื่องบีบอัดทำความเย็น 20 ตัน ที่อยู่ในห้องอื่น แต่สำหรับจำลองนี้ นักออกแบบพิพิธภัณฑ์ใช้วิธีการทำความเย็นแบบผ động ใช้ถาดอลูมิเนียมและโครงเหล็กสร้างหอการไหลเวียนแนวตั้งเพื่อระบายความร้อน วิธีแบบผ độngนี้กำจัดความต้องการพัดลมกลไก ทำให้จำลองนี้ทำงานได้เงียบมาก เสียงดังเพียงอย่างเดียวในระบบมาจากสวิตช์ Ethernet ที่ด้านล่าง แต่ทีมวางแผนจะเปลี่ยนเป็นรุ่นเงียบเร็วๆ นี้
ทีมเลือก macOS Mojave (10.14) ของ Apple เป็นระบบกระจาย แทนที่จะพึ่งพา Linux เนื่องจาก macOS อนุญาตให้โหนดในคลัสเตอร์ส่งมอบงานระหว่างกันได้ ผู้เยี่ยมชมพิพิธภัณฑ์ยังสามารถสังเกตเห็นจำลอง Cray-1 รันอัลกอริทึมเมทริกซ์ และสาธิตระหว่างการทำงานแบบหนึ่งแกนและชุดเต็ม เพื่อแสดงความสามารถในการคำนวณ
การออกแบบเทอร์มินัลแบบกำหนดเอง
ทีมออกแบบยังสร้างเทอร์มินัลแบบกำหนดเองที่ดูเหมือนโบราณวัตถุจากทศวรรษ 1970 แต่ฝัง Mac Mini ไว้ภายใน เพื่อเชื่อมต่อกับโหนดคลัสเตอร์อื่นๆ แผนเดิมมีจอ CRT ด้วย แต่สุดท้ายถูกแทนที่ด้วยจอแบนที่ให้ตัวเลือกการเชื่อมต่อง่ายกว่า พิพิธภัณฑ์อาจจะลดทอนในกระบวนการนี้ แต่เพื่อให้จำลอง Cray-1 เข้ารายชื่อ TOP500 ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ก็จะทำทุกอย่างที่เป็นไปได้ สำหรับเรื่องนี้ อาจต้องเพิ่ม Mac Mini อีก 70-80 เครื่อง แต่ควรไม่ยากเกินไปที่จะได้มาซึ่ง
รายการ ข้อกำหนด ความสามารถในการคำนวณ 1.5 TeraFLOPS ความจุสูงสุดของ Cray-1 ต้นฉบับ 160 MegaFLOPS การกำหนดค่าประมวลผล i5 สองแกน 25 เครื่อง + i7 สี่แกน 5 เครื่อง
ความสำคัญทางเทคนิคของการสร้าง Cray-1 ซ้ำ
จำลอง Cray-1 ของพิพิธภัณฑ์สเปน ไม่ได้เป็นเพียงการเฉลิมฉลอง Apple และประวัติศาสตร์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ แต่ยังแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าของเทคโนโลยีสมัยใหม่ แม้ประสิทธิภาพชิปสมัยใหม่จะเพิ่มขึ้นมาก แต่การออกแบบทำความเย็นแบบผ độngและการเลือกระบบ macOS ในการสร้างซ้ำ แสดงให้เห็นถึงความเข้าใจลึกซึ้งต่อสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์และประสิทธิภาพการทำงาน นอกจากนี้ ความพยายามของพิพิธภัณฑ์ไม่ได้เป็นเพียงการศึกษาสาธารณะ อาจยังกระตุ้นนวัตกรรมเทคโนโลยีในอนาคต ให้ผู้คนคิดใหม่เกี่ยวกับวิวัฒนาการของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์