Cooler Master PC 53 GHz: postavte si superpočítač

Cooler Master chystá na CeBIT přehršel novinek a zajímavostí. Jednou z nich je i sestava Cooler Master 20 Core 53 GHz Mini-ITX PC, kterou bude vystavovat, aby v nejlepším světle předvedl hned několik svých produktů – prostornou skříň ATCS 840 a zdroj Real Power M 1000 nebo systém vodního chlazení s výměníkem Aquagate Max Radiator.

Podle MiniTechNet vzešel tenhle nápad z legrace, když evropskou pobočku Cooler Masteru v Holandsku navštívili zástupci MiniTechNet a jeden specialista na mini-ITX desky pronesl památnou větu: „Páni, to je velká skříň… Do té by se vešlo takových mini-ITX desek.“ Slovo dalo slovo a ve spolupráci s Intelem, Seagate a Sony OptiArc spatřila světlo světa sestava s pracovním názvem Cooler Master 20 Core 53 GHz Mini-ITX PC, malý superpočítač s výkonem 200 GFLOPS.

Jablka s hruškama

Proč 53 GHz? Označení sestavy je matoucí, ani marketingová oddělení výrobců procesorů nejsou tak vynalézavá, aby násobila frekvenci procesorů počtem jader. 53 GHz je výsledná hodnota, kterou dostanete, pokud roznásobíte počet procesorů, počet jader a jejich frekvenci.

Pět základních desek Intel Desktop Board DQ45EK s paticí LGA775 a čipovou sadou Q45 s nenáročnou integrovanou grafikou Intel GMA 4500 je osazeno pěti čtyřjádrovými Core 2 Quad Q9400s (což je úsporná 65W verze Core 2 Quad Q9400) s 6MB L2 cache a frekvencí 2,66 GHz.

Celkem je to tedy 5 × 4 × 2,66 GHz = 53,2 GHz. Ale to je jako sčítat jabka s hruškama. Každý z uvnitř osazených počítačů je totiž autonomní, i když jsou pohromadě v jedné skříni, fungují jako pět nezávislých počítačů s vlastním operačním systémem. Každá z desek je ještě osazena dvěma 1GB DDR2 moduly s frekvencí 800 MHz (použité základní desky zvládají maximálně 2× 2GB DIMM), a ke každé z nich je připojený mobilní 80GB disk Seagate Momentus a optická mechanika.

Jak to teda funguje pohromadě?

Napadá vás, jak se počítače vzájemně domluví, a jak je možné, že pro jejich ovládání stačí jediná klávesnice a myš? Také mi to vrtalo hlavou, a po prozkoumání fotografií a videí jsem dospěl k překvapivému závěru, že… nijak.

Když si proběhnete všechny fotografie a videa, zjistíte, že periferie připojené v USB portech cestují mezi jednotlivými systémy. Na jednom ze záběrů na videu si dokonce můžete všimnout, že zúčastnění přepojují myši ručně. Ano, žádný chytrý USB přepínač, žádné ovládání pomocí vzdálené plochy, ale čistá ruční práce.

Ostatně, i k ovládání přes VNC potřebujete všechny systémy nějak propojit. Nabízí se gigabitová LAN, která je integrovaná na použitých základních deskách. Příslušné porty jsou ale neobsazené a kabely ani rozbočovač nikde. Další možností je WiFi. Jenže použité základní desky nemají integrovaný bezdrátový adaptér, a z pohledu na útroby sestavy z boku je zřejmé, že ani v PCI Express slotech na základních deskách nic není. Celý projekt je v rané fázi a na řešení ovládání v praxi se tedy zatím evidentně nepracovalo.

Ale i když bude vše vyřešeno, není podobná sestava srovnatelná s pětiprocesorovým počítačem. Nemá totiž sdílenou paměť a ani jednotlivé procesory spolu nebudou moci přímo komunikovat. Spíše půjde o řešení srovnatelné s pěticí počítačů v síti, které je vhodné třeba na distribuované výpočty, nebo jako renderovací farma. V případě použití základní desky s lepší integrovanou grafikou (ve videu je přímo zmínka o mini-ITX desce s GeForce 9300 od Zotacu) by se snad dalo o takovém PC uvažovat i o jako systému pro nějaké nepříliš náročné hry na LAN párty.

Jeden kilowattový zdroj živí vše

Zatímco s ovládáním stroje jsou návrháři na štíru, zdárně už se podařilo vyřešit otázku napájení i chlazení celé sestavy. Z použitých komponent je zřejmé, že šlo o dosažení nízké spotřeby systému při nepříliš vysoké ceně. Proto není nacpaný špičkovými a zbytečně drahými komponentami.

Kvůli úspoře energie napájí všechny systémy jediný výkonný tisíciwattový zdroj. Desky se napájí přes pětici DC/DC konvertorů vymontovaných nejspíš z běžných mini-ITX skříní. Přínos tohoto řešení na spotřebu oproti samostatně napájeným počítačům je zřejmý z následující tabulky:

I když je systém s jediným procesorem značně znevýhodněn použitím 1 000W zdroje, který má při tak nízké zátěži mizernou účinnost, situace se dramaticky mění po zapnutí dalších systémů. Každý běžící systém navíc ve stavu bez zátěže znamená navíc přírůstek v průměru pouhých 16,5 W. Při zátěži už to dělá také výrazně méně, než 141 W u jediného systému – v průměru je to při každém dalším plně vytíženém čtyřjádru asi 85 W navíc.

Spotřeba jako u herního PC

V klidu má pak sestava s pěti čtyřjádry spotřebu fantastických 145 W, což je srovnatelné s naší sestavou pro testování grafických karet s Core 2 Quad QX6700 přetaktovaným na 3,0 GHz osazenou na svůj výkon nadprůměrně úspornou GeForce GTX 285. Při zátěži je pak prakticky nachlup stejná se spotřebou, kterou jsme naměřili s jediným Radeonem HD 4870 X2 při zátěži v Bioshocku.

Pět PC pod vodou

Ve skříni zbyl i přes přítomnost pěti desek, pěti disků, pěti optických mechanik a změti kabelů dostatek prostoru na okruh s pěti vodními bloky pro procesory s pumpou, expanzní nádobu a jeden radiátor chlazený třemi 200mm ventilátory umístěný pod horní stěnou skříně. Okruh zvládá uchladit pětici úsporných čtyřjáder s pořádnou rezervou – v klidu měly pokojovou teplotu 20-25 stupňů a teplota procesorů při zátěži se pohybovala kolem 30 stupňů. Po asi pěti hodinách soustavné zátěže byla nejvyšší zaznamenaná teplota u jednoho z jader 66 stupňů.

V článku na MiniTechNet je i spousta fotografií. S trochou štěstí se mi asi po třech pokusech podařilo trefit URL k fotografiím ve vysokém rozlišení, pokud vás zajímají opravdu detailní fotografie, ze kterých se dá lecos vyčíst, klepněte ve vyskakovacím okně na odkaz větší obrázek. 

Jak by se mohl projekt vyvíjet dál? Mělo by dojít ke zmenšení skříně, optimalizaci systému chlazení tak, aby se snížily rozměry a náklady. Dá se použít slabší zdroj, narůst by naopak mohl grafický výkon. Autoři také zvažují varianty s procesory Intel Atom, AMD a ATI/Nvidií pro GPGPU výpočty, a nezajímavý není ani nápad navrhnout speciální skříň, která by byla šitá na míru podobným mini superpočítačům. Zajímavou metou je i snaha stlačit cenu celého systému pod 2 000 eur.

Zdroj: MiniTechNet