На ФТФ создали недорогой и экономичный суперкомпьютер на базе Raspberry Pi
Студенты физико-технического факультета Томского госуниверситета разработали и запустили мини-аналог вычислительного кластера ТГУ СКИФ Cyberia. Преимущества нового устройства – компактные размеры, небольшая стоимость и низкое энергопотребление, при этом он имеет полноценный набор вычислительных узлов. Студенты университета смогут отрабатывать на нем передовые IT-технологии в области DevOps, учиться управлять суперкомпьютером, выполнять учебные задачи и создавать перспективные проекты.
Компактный аналог суперкомпьютера студенты создали в Проектном парке ФТФ ТГУ. Размеры устройства – 76х26х31 см, вес – 8 кг, энергопотребление – 350 ватт. Кластер создан на архитектуре ARM – перспективной технологии, в развитие которой вкладываются сегодня крупные компании: Intel, Microsoft и другие лидеры IT-отрасли. Кластер – это доступный для студентов способ получить базовые ресурсы для реализации различных проектов, говорит менеджер Проектного парка ФТФ ТГУ Кирилл Костюшин.
– На первоначальном этапе кластер планируется использовать для хостинга студенческих проектов, выполняемых на базе Проектного парка. В дальнейшем ребята хотят объединить несколько технологических решений. Один из вариантов – совместить кластер с другим проектом наших студентов по альтернативной генерации электричества – станцией с ветрогенераторами и солнечными панелями. Это позволит студентам отработать технологии создания дата-центров с нулевым углеродным следом, – добавляет Кирилл Костюшин.
По мнению наставника проекта, доцента кафедры прикладной аэромеханики ФТФ ТГУ Ануара Кагенова, учебный суперкомпьютер – хорошая «песочница» для обучения студентов и отработки ими передовых IT-технологий в области DevOps, создания небольших студенческих и крупных университетских проектов. При размерах чуть больше обычного компьютера кластер включает полноценный набор вычислительных узлов.
– Кластер состоит из 23 недорогих микрокомпьютеров Raspberry Pi, из которых 22 можно использовать под различные сервисы. Raspberry Pi – это маленькие и достаточно эффективные по энергопотреблению компьютеры, – поясняет наставник. – Отказоустойчивость сервисов в них обеспечивает оркестратор докер-контейнеров – программная технология для автоматического управления контейнерами. Если с одним контейнером что-то происходит, оркестратор это понимает и «поднимает» его. Для университета такой кластер удобен тем, что на нем можно хоститься, создавать дополнительные сервисы и запускать учебные программы.
На создание кластера ушло около года, рассказывает один из разработчиков, студент 3 курса ФТФ Александр Юстус.
– Сначала появилась идея: мы прикинули, что у нас может получиться, оценили время, которое будет затрачено, и немного обдумали план действий. Поговорили с экспертами из этой области и получили положительные отзывы о проекте. Потом стали разбираться в схеме работы суперкомпьютера ТГУ СКИФ Cyberia и пробовать что-то делать самостоятельно. Я создавал 3D-модели будущего кластера, и сначала мне был интересен сам процесс проектирования. Затем мы занялись изготовлением деталей кластера, постоянно дорабатывая прототип. К финальному варианту мы пришли, реализовав три прототипа.
Прозрачный корпус кластера студенты вырезали из оргстекла, крепления для плат распечатали на 3D-принтере. Каркас для крепления вычислительных узлов изготовлен из композитного материала, разработанного сотрудниками ТГУ, для его производства использовался метод вакуумной инфузии.
