Bygger verdens første miljøvennlige superklynge

Forskere i Los Alamos mener Crusoe-brikken kan bryte trenden der store superklynger krever stadig flere kilowatt per gigaflops.

Dette er Green Destiny - "Grønn Skjebne" - en klynge på 240 bladservere fra RLX Technologies som er konstruert av forskere ved Los Alamos National Laboratory i New Mexico, og som slik bildet viser, får plass i en vanlig rack. Den står i ørkenen i en lagerbygning uten klimaanlegg. Maskinen er nærmere beskrevet av dens konstruktør Wu-chun Feng i dokumentet The Bladed Beowulf: A Cost-Effective Alternative to Traditional Beowulfs.

Det som opptar Feng, er at superklynger blir dyrere i drift og mindre energi- og plasseffektive jo flere prosessorer de består av. Det innbærer at hver ny gigaflops krever større areal og flere watt enn den foregående. Med et stort antall prosessorer er varmeutviklingen så intens at maskinene krever spesielt konstruert avkjøling. Likevel minsker også påliteligheten, og bytte av prosessorer er en del av det faste vedlikeholdet.

Green Destiny representerer ikke noe nytt i selve klyngeteknologien, som er basert på Beowulf-utvidelsen av Linux. Det nye ligger i bruken av RLX-bladservere, basert på Crusoe-brikken fra Transmeta. Denne konstruksjonen ble valgt etter svært positive erfaringer med en mindre RLX-basert Beowulf-klynge på 24 bladservere, døpt MetaBlade, som har kjørt uten problemer i ni måneder.

Les også:

Feng valgte Crusoe-prosessoren fordi den er konstruert med tanke på helt nye løsninger for å redusere energiforbruket, og følgelig ikke er avhengig av tradisjonelle metoder for å øke ytelsen, det vil si økt transistortetthet og høyere klokkefrekvens, to faktorer som begge får energiforbruket til å øke raskere enn ytelsen.

Flere forskere, også hos Intel selv, har pekt på at dersom man bare satser på økt transistortetthet og høyere klokkefrekvens, vil framtidens prosessorer utvikle like mye varme per areal som et kjernekraftverk.

Feng understreker at Crusoe-prosessoren ikke bør betraktes som noen endelig løsning, men heller som et bevis på at det går an å satse på en annen type teknologi. Han går inn for at man trekker drifts- og miljøkostnader i regnestykker og parametere som skal karakterisere superklynger, slik at man avdekker alle sider ved maskinenes effektivitet.

De foreløpige erfaringene med Green Destiny, som ble offisielt innviet i forrige uke, er svært positive. Maskinen er ikke stor nok til å kunne direkte sammenliknes med storhetene ASCI White eller ASCI Red. Men den leverer flere gigaflops enn for eksempel den Alpha-baserte superklyngen Avalon fra 1997 - 21,4 mot 17,6 - mens strømforbruket er redusert fra 18,0 kilowatt til 5,2 kilowatt, og arealbehovet er krympet hele 95 prosent til bare én rack.

Les også:

ASCI White, en av verdens kraftigste klynger, leverer 2500 gigaflops, trekker 2000 kilowatt og krever et gulvareal tilsvarende over 1650 racks. Green Destiny leverer 4,12 megaflops per watt, mot 0,98 for Avalon og 1,25 for ASCI White. Forholdet mellom gigaflops og kvadratmeter gulvareal er 38,4 for Green Destiny, 2,7 for ASCI Red, og 1,6 for Avalon.

Feng har brukt erfaringene med den mindre bladserverklyngen MetaBlade til å beregne hva det vil koste å kjøpe og drive en slik 24 noders maskin over fire år. Anslaget hans er 33.000 dollar, mot 93.000 dollar og 120.000 dollar for en tilsvarende maskin basert på henholdsvis Pentium III og Pentium 4. Da skal absolutt alle tenkelige utgifter være tatt med i beregningen.

Erfaringene med Green Destiny vil avgjøre om Feng får anledning til å arbeide videre med sine ideer om at klokkefrekvens og transistortetthet ikke bør økes vesentlig utover dagens nivå, til fordel for større satsing på å lage prosessorer som er mer effektive i enhver forstand, slik at de kan kombineres i stadig større antall uten å kreve store investeringer i areal og energi.

Til toppen