Universiteit bouwt cluster met Lego en 64 Raspberry Pi's

Een team van de Universiteit van Southampton heeft met behulp van Lego en Linux-software een cluster gebouwd van in totaal 64 Raspberry Pi-nodes. De 'supercomputer' heeft een prijskaartje van ongeveer 3100 euro.

Bij de bouw van het Raspberry Pi-project is niet alleen een team van studenten onder leiding van professor Professor Simon Cox betrokken, maar ook het zesjarige zoontje van Cox. Hij verzorgde onder andere de fysieke bouw van het cluster met behulp van Lego-blokken, maar hield zich ook bezig met de benodigde software om het systeem aan te sturen. Daarvoor is onder andere gebruik gemaakt van de programmeertalen Python en C die bovenop een standaard image van de Linux-distributie Debian Wheezy zijn geïnstalleerd.

Bij de bouw van het cluster, dat de naam Iridis Pi heeft gekregen, is elke Raspberry Pi-node uitgerust met een 16GB sd-kaartje. In totaal bevat de Iridis Pi 64 Raspberry Pi's die onderling met behulp van het mpi-protocol communiceren via een vaste ethernetaansluiting.

Het gehele project heeft circa 2500 pond gekost, omgerekend circa 3100 euro. Bovendien zou het goedkope rekencluster dankzij de energiezuinige chips geheel gevoed kunnen worden vanuit een enkele 13A-aansluiting. De bouwers van de Iridis Pi hebben inmiddels instructies online gezet, terwijl de 'supercomputer' als eerste rekenklus Pi moest berekenen.

Reacties (94)

Wat me opvalt is dat veel mensen het hier over de performance, dan wel het energie gebruik hebben van dit cluster.

Het primaire doel van het raspberry project is geweest om (jonge) mensen aan de computer/programmeer wetenschap te krijgen. Ondanks dat het niet een (super) snel cluster is, lijkt me dit een goed betaalbare manier om thuis een cluster te bouwen van meer dan 2 - 4 nodes.

Top dus!

Dan doe je toch echt iets verkeerd. Ik had de mijne na iets meer dan een week in huis.

Leuk bedacht dit project.

Maar komt weer uit het buitenland, zoals zoveel de laatste tijd.

Waar blijven wij met onze 'kennis economie' ?

Ik had je gelijk gegeven bij een hoop andere 'kennis' projecten, maar dit is allemaal niet zo spannend. Een clustertje bouwen van 64 Raspberry Pi's, whoopie! Het zal iedereen wel zijn opgevallen dat nergens resultaten worden vermeld, die stellen zeer waarschijnlijk niet zo heel veel voor. Je moet niet teveel verwachten van een node van ~€35.

64 van die nodes genereren ~1535GFLOPS, een enkele Nvidia GTX 680 genereert 3090GFLOPS, een ATI 7970 genereert 3790GFLOPS. 64 nodes = €2240+, 1 GTX 680 = €450, 7970 = €370

Enige voordeel is waarschijnlijk het stroomverbruik, maar zelfs daar wil ik nog wel wat vraagtekens bij zetten.

Edit: Model B (wat ze hebben gebruikt) zou 700 mA (3.5 W) zijn, dus 64 van die dingen trekken 224W. Maar daar moet nog een 64 poort ethernet switch bij natuurlijk. Wellicht dat deze opstelling ook meer trekt omdat ze zo te zien 64 adapters hebben gebruikt (Doh!).

[Reactie gewijzigd door Cergorach op 14 september 2012 12:41]

Het punt is hoe goed je die kracht in kunt zetten. Een Raspi kan heel veel dingen naast elkaar doen, een GPU heeft vaak maar 1 kernel (programma) draaien, en that's about it. Als je daar probeert database-IO mee te doen, wens ik je nu vast sterkte.

Verder is 64 raspis een mooi begin, en een goeie demo van wat er clustered mogelijk is. Hoe men dat nuttig in gaat zetten is vraag 2, bij dezen is alvast bewezen dat het kan.

Verder is 64 raspis een mooi begin, en een goeie demo van wat er clustered mogelijk is.

Het is geen mooi begin, het is een showcase.

Voor een begin is het simpelweg te duur in vergelijking zo ongeveer alles.

Uit het artikel:

Bovendien zou het goedkope rekencluster dankzij de energiezuinige chips geheel gevoed kunnen worden vanuit een enkele 13A-aansluiting.

Kwenie, maar 13A * 230V is volges mijn bijna 3KW terwijl een Nvidia of ATI kaart gewoon uit een PC gevoed wordt, dus max iets van 500W gebruikt

ach, ik denk dat onze tweaker mux een spreekwoordelijke hartverzakking krijgt van het adapter array. Dat kan ook wel wat optimalisatie gebruiken.

http://www.southampton.ac...rcomputer_southampton.htm

http://ssj3gohan.tweakblo...end-desktop-computer.html

Nergens, waarom extra dingen doen, als je met een jaar vertraging al je beurs gedag kunt zeggen.

Leuk die kennis-economie, maar erin investeren? Ho maar!

Want 64 Pis met extreem slome IO is echt iets nuttigs?

Het project an sich is voor velen denk ik wel nuttig: inzicht krijgen in hoe een dergelijke computer er uit ziet op een kleine en goedkope schaal. Wat dat betreft dus een hele leuke ontwikkeling (nu is het voor universiteiten mogelijk om praktisch te laten zien hoe dit werkt met lage kosten).

dit is denk een goede manier om "goedkoop" een clustercomputer te bouwen, je moet immers ergens beginnen met progameren voor multi clusters (via netwerk als ik even de plaatjes kijk)

ik zie hier wel mogelijkheden in voor de toekomst, nog even en je laat alle pc's in huis (die even niet gebruikt worden) gewoon mee-rekenen voor je game om het even wat mooier te maken als dat je eigen pc aankan

Dat zoontje van 6 hield zich bezig met de benodigde software om het systeem aan te sturen. Dit is dus helemaal niets voor op een universiteit als kinderen van 6 het kunnen .

Haha inderdaad. Lijkt me een waardeloze 'super'computer.

Bij supercomputers is de IO altijd sloom. Het is hier enkel wat slomer dan bij de concurrentie.

De kunst van supercomputers programmeren is juist dat je de cpu's zoveel mogelijk onafhankelijk laat doen omdat IO altijd extreem sloom is.

Al pak je de beste/duurste supercomputer ter wereld, de IO zal nog altijd sloom zijn en dus zal je er rekening mee moeten houden.

Het is niet alsof pi berekenen nou zoveel IO nodig heeft.

I/O sloom? Benieuwd wat jij sloom noemt : Infiniband (DDR al, QDR is helemaal rap) is anders prima geschikt voor cluster I/O

Alleen zit je dan niet meer in de huis-tuin-en-keuken hardware hoek te shoppen...

Idd, het stond zelfs al op raspberry.org dat zo'n cluster niet zo goed zou performen..dus wat dat betreft geen verassing. Het was meer wachten op de eerste die genoeg Pi's kon bemachtigen om dit te realiseren. Dat is eigenlijk meer een prestatie

Qua performance is het niet nuttig misschien, maar als studieproject is het een stuk makkelijker/goedkoper te bouwen dan een cluster van 64 'normale' PC's.

En dat is nou net waar de RPi voor is bedacht: Op een goedkope manier dingen met computers leren doen.

ot: Tegenwoordig vraag ik me af of er nog wel tweakers op Tweakers reageren. De hoeveelheid 'waar is dit goed voor' berichtjes op hacks & tweaks doen me vermoeden van niet.

Dingen doen omdat het KAN, niet omdat het praktisch is! Leef je uit! Al knutsel je een PC/kattenbak combi in elkaar. Doe eens iets creatiefs, inplaats van drammen dat iemand iets zinloos' heeft gemaakt.

mwah, ik kan mij uit een grijs verleden herinneren dat de eerste linux clusters op afgedankte PC's met rest waarde 0 gebouwd werden en da's toch al echt 25 jaar geleden.

Gewoon harder studeren, een opleiding binnen 5 jaar moet toch te doen zijn .

minder feesten/hh/coma zuipen is een opleiding behalen binnen 5 jaar haalbaar (mis de opleiding neit >5 duurt, dit ter zeide). Ik pleit ook voor max +20% van de studie tijd, maar de verkiezingen zijn gister al geweest

Haalbaar? Op mijn studie haalt niemand zijn bachelor in 3 jaar, zelfs 4 jaar is een goeie prestatie. Maar jij hebt natuurlijk wel een lastige technische studie gedaan in 5 jaar

Onderwijs in nederland is een wassen neus, en de moderne student heeft heel hard een schop onder de kont nodig.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 467970 op 18 september 2012 23:14]

Een Technische Studie duurt 5 jaar (in ieder geval in Delft). Dus onder de 5 jaar een technische studie afronden is wel redelijk lastig.

Gun de rest ook eens wat ;-)

In elk geval een leuk project, ik ben zeer benieuwd naar de prestaties.

Die vind je onder andere bij de Solar Challenge en bij vast nog wel meer leuke inovative projectjes

En ook de DONG Energy Solar Challenge niet vergeten. De boten gaan elke editie sneller en er ontstaan steeds meer initiatieven voor commerciële plezierbootjes op elektrische energie en zonne-energie. Hogescholen doen meer met studenten werktuigbouwkunde en elektrotechniek die de boot bouwen en informatici die vervolgens de prestaties analyseren om een zo goed mogelijk raceresultaat neer te zetten en er zijn zelfs een hoop bedrijven die meedoen met boten.

Er worden ook genoeg dingen door Nederlandse universiteiten bedacht hoor. Dit jaar al meerdere malen een Nederlandse universiteit langs zien komen. Zoek maar eens op Google. Het is echt niet zo dat Amerikaanse/buitenlandse universiteiten alleen maar dingen bedenken en dat er niets bij "ons" vandaan komt. Wel is het natuurlijk zo dat er iets meer universiteiten in het buitenland zijn en dat daar dus natuurlijk ook meer projecten vandaan komen.

Verder vraag ik me het nut af van dit project, is dit nou werkelijk zoveel zuiniger/sneller/beter? Er staan ook geen cijfers bij dus het is moeilijk vergelijken, maar het lijkt me niet dat dit zoveel sneller is dan een gewone computer met een dergelijk prijskaartje. Het enige dat ik kan bedenken is dat deze heel veel taken tegelijk aan kan, gezien het grote aantal "core's".

Nederland heeft dan ook een erg groot buitenland... Dit artikel gaat trouwens over een hobby project, niet over serieuze wetenschap.

Dit deden we in de jaren 90 op de VU ook al. Met een berg afgedankte Sun workstations dan wel maar toch.

The Amoeba Distributed Operating System

maar ook het zesjarige zoontje van Cox. Hij verzorgde onder andere de fysieke bouw van het cluster met behulp van Lego-blokken, maar hield zich ook bezig met de benodigde software om het systeem aan te sturen en dit op 6 jarige leeftijd ? erg knap hoor !!

[Reactie gewijzigd door Biertje? op 13 september 2012 18:49]

In het originele artikel staat:

along with Professor Cox’s son James Cox (aged 6) who provided specialist support on Lego and system testing.

Ik denk een tikfout dus.

Nope

het word later nog een keer herhaald door James zelf

James Cox (aged 6) says: “The Raspberry Pi is great fun and it is amazing that I can hold it in my hand and write computer programs or play games on it.”

http://www.southampton.ac...ercomputer_11Sept2012.pdf
laatste alinea

[Reactie gewijzigd door gtissink op 13 september 2012 18:54]

Dat staat er inderdaad. Maar als je het goed leest staat er niet dat het jochie er op geprogrammerd heeft, maar dat het kan!

Jongens ga ff naar het Pi forum, dan zie je dat er zelfs op filmpjes van een 6 jarige zijn die zelf meerder visuele spelletjes maakt. Dat is echt niet raar of heel bijzonder als je maar de juiste middelen in de buurt hebt om het te leren.

als je goed leest staat juist er dat HIJ het kan:
"'I' can hold it in my hand and write computer programs"

i can hold it in my hand and I can write programs for it....

ik denk het niet, anders was het niet zo expliciet genoemd denk ik

Testen is ook je bezig houden met de software

"James Cox (aged 6) who provided specialist support on Lego": Dat is nou typisch Britse humor.

Prophecy? Prodigy...

Net zoals die 15 jarige die al bezig was met Applied Physics aan Delft, en nu ff DJ'ed, omdat hij anders de aansluiting mist op de uni.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Erik_Arbores

[Reactie gewijzigd door Jeroenneman op 13 september 2012 18:57]

15 en 6 zit nochal een verschil in...

Prodigy bedoel je? Volgens mij zijn er kinderen die eerder programmeer talen leren dan hun eigen taal.

Niet dat DJ wezen tegenwoordig veel voorstelt, natuurlijk.

Als je nou eens het artikel dat hij quote ook daadwerkelijk leest zie je dat Armin van Buuren himself onder de indruk was... Dat stelt wel wat voor denk ik

Compleet offtopic: Wat als Armin van Buuren nou had gezegt dat hij het volkomen k*t vindt wat die knaap maakt....? Kan toch niet...tuurlijk zegt hij dat hij onder de indruk is.

Hij heeft al platen via armin uitgebracht, dat zal toch niet gebeuren als het echt kut is?

DJ-producer zeker wel.

Tevens als het zo makkelijk is waarom draai jij dan niet voor miljoenen over de hele wereld. Erg simpelle redenering die je vaker hoort "DJen stelt niks voor".

Jongens, laten we eerlijk zijn, in vergelijking wat andere muziekanten doen stelt DJ'en inderdaad he-le-maal niets voor!
Ik ben zelf een vervent house liefhebber, heb zelf ook genoeg geknoeid met trackers en draaitafels, maar het verschil tussen een goede pianiste en een DJ is wel werelden groot. Een pianist moet jaren oefenenen om de basis onder de knie te krijgen, en daarna nog jaren voordat die bijvoorbeeld een pianosonate van Mozart fatsoenlijk kan spelen. Als Dj is het enige dat je nodig hebt talent, als je op de juiste plekken komt en de juiste mensen kent, een beetje pr en de rest gaat vanzelf. Het grote verschil tussen de grote Dj's en de meestje jongens daar onder is voornamelijk van pr, uiterlijk en verkoopbaarheid. Ik ken genoeg gasten die na een fatsoenlijke workshop en wat avondjes thuis klooien een redelijke set in mekaar konden flatsen.
En los daarvan, Armin van Buuren, om hem nou de woordvoerder van de DJ scene te noemen lijkt me sterk. Die man is gewoon een omhoog gevallen sensation gast die beter met software dan draaitafels om kan gaan. De echte mannen, die nog echt kunnen draaien met vinyl zoals Karl Cox die zijn de meesten allang weer vergeten. Omdat zij net als ik de housescene de rug toe hebben gekeerd toen alles alleen nog maar om het geld en de fame ging en gasten zoals Skrillex tonnen verdienen door op play te drukken op hun IBook.
[edit-taalfout]

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 467970 op 18 september 2012 13:22]

Eigenlijk heb ik maar een argument:
Paris Hilton kan het.
...en nu jij weer

Zal wel instapwerk zijn geweest, Pa leest voor en zoontje typt oid. Staat leuk op zn CV in ieder geval later

Tja, de kracht van Pythons eenvoud

Lees de blog van Rasp Pi en val achterover. Overigens is MPI niet bijzonder ingewikkeld, hebben we voor een school opdrachtje ook moeten gebruiken.

Het gaat er niet om of dit cluster nou rete snel is of niet, het gaat er om, hoe je alles aan elkaar knoopt en goed programmeert !!
Ervaring op doen dus, leren om multiprocessor software te schrijven en te optimaliseren.

En inderdaad ESD hebben ze nog nooit wat van gehoord, maar ja als je 6 bent....
Anderzijds zou Pa dit wel even moeten melden aan zoonlief lijkt mij.

Ja en nogmaals, da's redelijk achterhaald, 25 jaar geleden heeft men al aardig uitgewerkt hoe je met Linux voor peanuts een super computer kon bouwen. Zoek maar eens op Beowulf en Stone Soupercomputer.

Rasperberry Pi is een kleine PC, niet meer en niet minder.

Mwoah, ik zie hier wel mogelijkheden in. In feite is het een uiterst goedkope, zuinige, high-available server met geringe afmetingen. Als je de boel goed programmeert kan je de nodes zelfs "plug&play" maken en het cluster een extreem lange levensduur geven.
Ik zou er zeker weten veel plezier van hebben als zo'n ding hier bij mij op tafel stond. En het lijkt erop dat het nu haalbaar gaat worden.

De prestatie zit hem er lijkt mij in, dat het samen met z'n zoontje van 6 gemaakt is. Er wordt verder vrij weinig gezegd over de prestaties, efficiëntie.

Die laatste gaat niet erg goed zijn:
3k voor een computer die 160W piek trekt.... en alle communicatie over 64 ethernet sockets doet, waar je dus ook een vrij degelijke switch voor nodig hebt.

Er zitten nu uiteraard 64 componenten van alles in, die je danwel niet gebruikt, dan wel niet efficient gebruikt. Ik bedoel... gaan ze alle 64 x264 decoden en over hdmi gooien? Ik denk het niet....

Voor 3k kan ik een redelijk degelijk servertje in elkaar vrotten wat ook 160W piek trekt, waarschijnlijk een stuk efficiënter is. Dus ik vraag me af, wat voor een specifieke dingen nou voordeliger kunnen berekend worden op zo'n cluster. Iemand een idee?

Ligt eraan wat je als doelstelling definieert. Hoe anders leer je studenten een 64 unit cluster te bouwen voor 3200 euro? Prestatie heeft in principe niets met het leertraject te maken.

Eigen kernels compilen, distributed I/O, MPI protocol instellen, eigen software schrijven voor distributed inplementatie, etc. Daar zit de "waarde" van dit systeem.

Bovendien, welk ander cluster van 64 units past op een enkel bijzet-tafeltje en kan volledig draaien op een enkele 230v aansluiting? Het is klein, portable, kan zo in een kast geplaatst worden zonder koeling en weegt minder dan een enkele laptop. Uiteindelijk gebruik zal niet veel voorstellen, maar het proces om er te komen is de investering van een luttele 3200 euro meer dan waard.

Ik weet , het is een budget supercomputer maar zoveel rekenkracht heeft het toch helemaal niet?

Lijkt me ook niet. Ik denk meer dat het gedaan is omdat het kan. Het is wel een leuk project. Zo is het wel mogelijk om goedkoop te testen hoe alles werkt met 64 computers

Hoe software ermee om gaat b.v.

"Professor Cox adds: The first test we ran – well obviously we calculated Pi on the Raspberry Pi using MPI, which is a well-known first test for any new supercomputer."

Het is jammer dat ze geen cijfers bekend maken over de Pi berekening.

[Reactie gewijzigd door Squ1zZy op 13 september 2012 19:25]

De uitkomst: 3,14.

[Reactie gewijzigd door Jesse op 13 september 2012 21:22]

Waarom moet zoiets altijd met allerlij verschillende kleuren gedaan worden

Ik vind lego heel tof en je kan er hele gave dingen van maken. Maar kleuren door mekaar gebruiken is voor kinderen. Als je een kleur stelling neemt en daar mee bouwt ziet het er heel strak en gaf uit. En niet zo een knoeiboel als dit

Waarom moet zoiets altijd met allerlij verschillende kleuren gedaan worden
...
Maar kleuren door mekaar gebruiken is voor kinderen.

Lol, voor een first post had dit gekund, maar ondertussen had je het artikel toch wel kunnen doorlezen en zien dat het door een 6-jarig kind is gedaan...

Leuk om te zien! Sinds deze week eigenaar van een Pi(binnen een week geleverd) en vind het een top apparaat!

De 64 Raspberries zouden "gevoed kunnen worden vanuit een enkele 13A-aansluiting". Pardon? Nogal wiedes.

Een Raspberry verbruikt zo'n 2,5 Watt (http://tinyurl.com/82gg9bw), maakt 160 Watt voor 64 stuks.
Andersom, je zou zo'n 1200 Raspberries moeten kunnen laten draaien op een 230 VAC outlet.

160 Watt / 12 Volt (want ze lopen op 12 Volt) = 13A