Un ordinateur en cluster NanoPi Fire3 à 96 cœurs souffle sur les bancs RPi dans les benchmarks | shoppingmaroc.net


Les projets informatiques de cluster cherchent de plus en plus au-delà du Raspberry Pi pour créer des périphériques avec des SBC plus rapides pour les clusters. Voici un monstre de 96-core qui tape le NanoPi Fire3 d'octa-noyau.

Les ordinateurs de groupe construits de Raspberry Pi SBCs ont été autour pendant des années, s'étendant des mastodontes de superordinateur aux plates-formes simples d'amateur. Plus récemment, nous avons vu des conceptions de clusters utilisant d'autres cartes hacker à spécification ouverte, dont beaucoup offrent une puissance d'ordinateur plus élevée et une mise en réseau plus rapide au même prix ou à un prix inférieur. Plus loin, nous examinerons une conception open source récente de Paul Smith sur Climbers.net qui combine 12 SBC NanoPi-Fire3 à cœur octa pour un cluster à 96 cœurs.


Beast v2

Les clusters SBC remplissent principalement les besoins des chercheurs en informatique qui trouvent trop coûteux de réserver du temps sur un cluster HPC (calcul haute performance) basé sur un serveur. Les clusters HPC à grande échelle sont très demandés et il est difficile de trouver le temps de cluster disponible.

Les centres de recherche et les universités du monde entier ont développé l'informatique en cluster RPi pour la recherche en calcul parallèle, apprentissage en profondeur, recherche médicale, simulations météorologiques, extraction de crypto-monnaie, réseaux définis par logiciel, stockage distribué, etc. Des clusters ont été déployés pour fournir un haut niveau de redondance ou pour simuler des réseaux IoT massifs, comme avec le Beast v2 144-pi de Resin.io

Même le plus grand de ces clusters est loin des performances du HPC basé sur serveur. grappes. Pourtant, dans de nombreux scénarios de recherche, les meilleures performances ne sont pas essentielles. C'est la combinaison de noyaux séparés fonctionnant en parallèle qui fait la différence. Les systèmes basés sur Raspberry Pi utilisent généralement la bibliothèque MPI (Messaging Passing Interface) pour échanger des messages entre ordinateurs afin de déployer un programme parallèle sur la mémoire distribuée.

BitScope, leader du matériel de cluster Pi tel que Bitscope Blade, a développé un système avec le Laboratoire national de Los Alamos basé sur son plus grand module BitScope Cluster. Le système hébergé de Los Alamos comprend cinq racks de 150 SBC Raspberry Pi 3. Multipliez ces 750 cartes par les quatre cœurs Cortex-A53 sur chaque Pi et vous obtenez un supercalculateur parallélisé à 3.000 cœurs



Version Quattro Pi de Bitscope Blade (gauche) et BitScope Cluster Module
(cliquez sur les images pour les agrandir) [19659010] Le système de Los Alamos est dit être beaucoup plus abordable et économe en énergie que la construction d'un banc d'essai dédié de la même taille en utilisant la technologie conventionnelle, qui coûterait un quart de milliard de dollars et utiliserait 25 mégawatts d'électricité. Il est maintenant prévu de passer à un cluster Pi à 4 000 cœurs.

La plupart des grappes sont des plates-formes 5-25 beaucoup plus petites, et sont généralement déployées par des éducateurs, des amateurs, des ingénieurs intégrés, et même des artistes et des musiciens. Ceux-ci vont des conceptions de bricolage open source aux systèmes de rack de matériel commercial conçus pour alimenter et refroidir plusieurs cartes de calcul compactes.

Le noyau NanoPi Fire3 à 96 cœurs affiche des repères impressionnants

L'ordinateur à 96 cœurs récemment détaillé sur Climbers.net est le plus grand de plusieurs clusters développés par Nick Smith. Ceux-ci comprennent un système à 40 cœurs basé sur le NanoPC-T3 octa-core, et d'autres qui utilisent le Pine A64 +, l'Orange Pi Plus 2E, et divers modèles Raspberry Pi. (Tous ces SBC peuvent être trouvés dans notre enquête de lecteur de conseil de hacker récemment conclue.)


NanoPi Fire3

Le nouveau cluster, repéré par Workonarm et décrit plus en détail sur CNXSoft, utilise le NanoPi Fire3 de FriendlyElec.

la conception inclut le code d'Inkscape pour la construction de coupeur de laser. Smith a apporté de nombreux changements à ses groupes précédents afin d'augmenter la dissipation thermique, d'améliorer la durabilité et de réduire l'espace, les coûts et la consommation d'énergie. Il s'agit notamment d'offrir deux ventilateurs de boîtier 7W au lieu d'un et de passer à un commutateur GbE. La nomenclature a atteint un peu plus de £ 543 ($ 717), les cartes NanoPi Fire3 totalisant £ 383, frais d'envoi compris. Le prochain article le plus important était £ 62 pour les cartes microSD



Ordinateur à clusters NanoPi Fire3 à 96 cœurs sous deux angles
(cliquer sur les images pour les agrandir)

Le Fire3 SBC à 35 cœurs, qui mesure seulement 75x40mm, abrite un puissant Samsung S5P6818. Le SoC comprend 8 cœurs Cortex-A53 jusqu'à 1,4 GHz et un GPU Mali-400 MP4, qui fonctionne un peu plus vite que le VideoCore IV du Raspberry Pi.
Bien que le Fire3 n'ait que deux fois plus de noyaux -A53 que le Raspberry Pi 3, et qu'il ne soit que légèrement plus rapide, les benchmarks de Smith ont montré une accélération surprenante 6,6 fois plus rapide du CPU sur un cluster RPi 3 similaire. La performance du GPU était 7.5x plus rapide.


Comparaison de référence CPU entre un cluster Fire3 96 cœurs et d'autres ordinateurs
(click image pour agrandir)

Il s'est avéré que Une grande partie de l'amélioration des performances était due au port Gigabit Ethernet PCIe basé sur PCIe de Fire3, qui permettait aux SBC en cluster de communiquer plus rapidement les uns avec les autres pour exécuter des applications de calcul parallèle. Par comparaison, le Raspberry Pi 3 a un port 10 / 100Mbps.


Raspberry Pi 3
Modèle B +

Les performances s'amélioreraient sans doute si Smith utilisait le nouveau Raspberry Pi 3 Model B +, qui offre un port Ethernet Gigabit. Cependant, puisque le port B + est basé sur USB 2.0, son débit Ethernet est seulement trois fois plus rapide que le port 10/100 du modèle B au lieu d'environ 10 fois plus rapide pour le Fire3.

combiné au débit d'horloge plus rapide de 1,4 GHz, le RPi 3 B + devrait rapidement remplacer le RPi 3 Model B dans les clusters basés sur Pi. BitScope a récemment publié une critique enthousiaste du B +. En plus des améliorations de performance, la revue cite la dissipation de chaleur améliorée de la conception de circuits imprimés et de l'emballage BGA «flip chip on silicon» pour le SoC Broadcom, qui utilise du métal dissipant la chaleur. La prochaine fonctionnalité Power-over-Ethernet devrait également ouvrir de nouvelles possibilités pour les clusters, dit la revue.



Odroid-MC1 Solo (à gauche) et original Odroid-MC1
(cliquer sur les images pour les agrandir)

Les sites communautaires Hacker Board présentent de plus en plus de designs de clusters. sur Thingiverse – et certains fournisseurs offrent leur propre matériel de cluster. Le projet Odroid de Hardkernel, par exemple, est sorti avec un ordinateur en cluster Odroid-MC1 à 32 cœurs basé sur un Odroid-XU4S SBC, une version modifiée de l'Odroid-XU4, qui a remporté la troisième place dans notre enquête sur les hackers. La carte utilise le même SoC Samsung Exynos5422 octa-core -A15. Plus récemment, il a publié une version Odroid-MC1 Solo qui vous permet de choisir avec précision le nombre de cartes que vous souhaitez ajouter.

Les produits Odroid-MC1 sont principalement conçus pour exécuter Docker Swarm. La plupart des systèmes de cluster sont conçus pour exécuter Docker ou d'autres logiciels basés sur le cloud. L'année dernière, Alex Ellis, par exemple, a publié un tutoriel sur la création d'un cluster Serverless Raspberry Pi qui exécute Docker et le framework OpenFaaS. En effet, comme avec les périphériques informatiques exécutant des versions modifiées de logiciels cloud, comme AWS Greengrass, les ordinateurs en cluster basés sur SBC montrent un autre exemple de l'interaction des mondes serveur embarqués et d'entreprise de manière intéressante avec Linux.

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