Tiny Titan: Der Supercomputer für zu Hause

Der blinkende und funkelnde Tiny Titan sieht zwar mehr aus wie eine Weihnachtsdekoration, laut den Machern vom Oak Ridge National Laboratory ist er aber eine voll funktionsfähige Miniaturausgabe ihres Supercomputers Titan. Damit beziehen sie sich vor allem auf die eingesetzten Programme, Softwarebibliotheken und Kommunikationskonzepte.

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Tiny Titan (Foto: Tiny-Titan-Projekt)

Auf Github sind alle notwendigen Bestandteile aufgeführt. Die Liste der Bauteile liest sich zwar beeindruckend, für einen einfachen Nachbau tun es aber auch nichtleuchtende und -blinkende Kabel. Es werden mindestens zwei Raspberry Pi benötigt. Eines davon dient als Kommandozentrale, über das die Benutzereingabe und die Monitorausgabe läuft. Die übrigen Computer sind fürs Rechnen zuständig. Die Vernetzung zwischen den Rechnern erfolgt über Ethernet, ein zuverlässiger Switch ist unumgänglich. Zu guter Letzt ist noch die Stromversorgung zu gewährleisten. Die Macher verwenden hier mehrere aktive USB-Hubs, jeder muss bis zu 15 Watt Leistung liefern (5 V, bis 3 Ampere), pro Hub sind maximal drei Raspberry Pi angebunden.

Ist die Hardware organisiert, kann die Software installiert werden. Es ist kein spezielles Betriebssystem notwendig, die Macher setzen auf Noobs. Der Anwender kommt allerdings nicht umhin, auf jedem der Rechner zwei Skripte auszuführen. Dabei werden die notwendigen Konfigurationen vorgenommen, um alle erforderlichen Packages zu installieren.

Bislang existieren zwei Beispielprogramme, um Supercomputer-Konzepte zu demonstrieren: TinySPH und Pibrot. TinySPH simuliert das Verhalten von Flüssigkeiten und kann dabei mit einem Xbox-Controller gesteuert werden. Pibrot generiert Mandelbrot-Fraktale.

Die Idee hinter dem Tiny-Titan-Projekt ist es, Schülern und Studenten einen einfacheren und visuell ansprechenderen Zugang zu den Konzepten der parallelen Programmierung bei Supercomputern zu ermöglichen und im Rahmen der Lehre experimentieren zu können.