Zaloguj się
Wszystkie
29 lipca 2025
115
Większość superkomputerów ma pewną liczbę połączonych ze sobą i współdziałających procesorów oraz procesor główny, który rozdziela duże zadanie obliczeniowe na mniejsze zadania. Są one przypisywane do procesorów w taki sposób, że zadanie zostaje wykonane w znacznie krótszym czasie.
Zaprojektujmy nasz własny superkomputer – system podstawowy (klaster), do którego można podłączyć dowolną liczbę węzłów, stosownie do potrzeb obliczeniowych. Użyjemy komputerów jednopłytkowych Raspberry Pi. Połączymy je ze sobą i uczynimy jeden z nich węzłem głównym. Węzeł główny będzie rozdzielał zadania i kontrolował wszystkie pozostałe komputery.
Elementy do tego projektu są wymienione w liście elementów. Autorski prototyp widzimy na fotografii.
Każdy węzeł naszego superkomputera będzie wymagał kompletu podzespołów wymienionego w liście elementów. A zatem, aby stworzyć superkomputer o mocy 100 Raspberry Pi, potrzebnych będzie 100 zestawów.
Projekt sprzętu
System można zaprojektować albo w prosty sposób, umieszczając węzły superkomputera w jednej szafie „rackowej”, albo rozmieszczać węzły w osobnych obudowach. Zobaczmy, jak zrobić superkomputer z bloków, z których każdy będzie miał dwa procesory z własnymi systemami zarządzania energią i chłodzenia. Taka konstrukcja zapewnia elastyczność, bo umożliwia dodawanie dowolnej liczby pojedynczych bloków. Przy odpowiedniej ich ilości można uzyskać wręcz gigantyczną moc obliczeniową.
Zaprojektujemy obudowę dla jednego bloku. Pomieści ona dwa komputery jednopłytkowe Raspberry Pi oraz cylindryczny zbiornik chłodzenia wodnego. W obudowie należy wykonać dwa wycięcia z przodu dla portów USB i Ethernet. W części dolnej należy wykonać otwory do poprowadzenia przewodów i dla złączy zasilacza, a także kilka otworów wentylacyjnych, aby dzięki cyrkulacji powietrza system utrzymywany był w chłodzie.
Po zaprojektowaniu obudowy według powyższych wskazówek drukujemy ją na drukarce 3D. Można stworzyć swój własny, niestandardowy projekt obudowy albo nawet zdecydować się na system ze stelażem „rack”, a system chłodzenia i procesory dostosować do tej konfiguracji.
Układ chłodzenia
Sprawny system chłodzenia superkomputera jest niezbędny, ponieważ procesory wykonują złożone zadania i mogą się mocno nagrzewać. Zalecany jest podwójny system chłodzenia, wykorzystujący najpierw chłodzenie termoelektryczne (ogniwem Peltiera), a następnie wodne. Aby uzyskać lepsze wyniki, zamiast wody można użyć ciekłego chłodziwa.
Jako zbiornik wody/chłodziwa można użyć hermetycznego przezroczystego cylindrycznego pojemnika ze szkła lub plastiku, mieszczącego się w zaprojektowanej wcześniej obudowie. Zbiornik musi być szczelny, aby nie doszło do uszkodzenia pobliskich elementów elektronicznych lub do zwarcia.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
