Fastra II, el supercomputador de escritorio de la universidad de Antwerpen

En 2009, mientras ciertas universidades estaban en “la rumba de los nuevos ingresos” en el laboratorio Vision de la facultad de física de la universidad de Antwerpen en Bélgica, se construyó con la colaboración del fabricante taiwanés ASUS un supercomputador de escritorio orientado al análisis de tomografías en tres dimensiones llamado Fastra II, este proyecto a su vez es la modernización de un proyecto desarrollado en 2008 llamado como no, Fastra. Fastra (tanto el primer proyecto como el segundo) es el resultado de la planificación realizada por un grupo de profesores y estudiantes que son parte del grupo ASTRA (All Scale Tomographic Reconstruction Antwerp), ASTRA esta conformado por los profesores Jan Sijbers, Joost Batenburg, Gert Van Gompel, los estudiantes de postgrado Sander van der Maar, Wim van Aarle, Tom Roelandts, Gert Merckx, Willem Jan Palenstijn con la colaboración de Guy Thoonen y Toon Huysmans.

ASTRA Team

El equipo ASTRA

La idea tras Fastra/Fastra II es obtener en el espacio de un computador de escritorio una máquina con el poderío suficiente de un supercomputador, todo construido a base de componentes comunes y que el consumo de energía sea inferior a cualquier máquina que ocupe una habitación entera, todo enfocado al análisis de tomografías en tiempo real y en tres dimensiones, algo que las placas tradicionales de rayos x no pueden hacer al ser siempre en dos dimensiones y estáticas.

ASUS P6T7 WS Supercomputer

ASUS P6T7 WS Supercomputer, una tarjeta madre orientada a estaciones de trabajo

La arquitectura de Fastra II es la gamer machine de ensueño, al menos en 2009, posee una tarjeta madre ASUS P6T7 WS Supercomputer con un chipset Intel X58 que junto a dos chipsets Nvidia NFORCE 200 maneja siete puertos PCI-Express 16x, lo que significa que en teoría puede albergar hasta catorce GPUs en paralelo, un procesador Intel Core i7 920: un quad core que funciona a 2.66 Ghz que además posee 8 megabytes de cache L3, 16 gigabytes de memoria RAM DDR3 a 1333 Mhz en tres módulos de 2 gigabytes cada uno y un disco duro Samsung Spinpoint F3 de 1 terabyte. Ahora la parte intersante: una tarjeta de video NVIDIA Geforce GTX275 y seis NVIDIA Geforce GTX295, todo esto lo alimenta una fuente de poder Thermaltake Toughpower de 1500 vatios y tres Thermaltake PowerExpress de 450 vatios cada una, una sola fuente de poder no puede alimentar siete tarjetas de video, por eso el uso de cuatro.

Fastra II

Como se puede ver las tarjetas gráficas van en un compartimiento especial para el proyecto

Pero no todo fue armar y encender para los miembros del equipo ASTRA, sobre la marcha ocurrieron algunos contratiempos bastante lógicos, el primero de ellos fue el espacio para albergar siete tarjetas de video de doble slot como lo son NVIDIA GTX275 y las seis NVIDIA GTX295: la  tarjeta madre es capaz de albergar siete de slot simple, esto llevó a la construcción de una caja especial sólo para las tarjetas de video que incorporaron en un costado de la caja principal: una Lian-Li PC-P80 Armorsuit, ¿cómo las conectaron a las bahías PCI-Express? Gracias a correas expansoras, de esta forma se cumple la meta de utilizar GPUs de última generación para 2009 y se gana ventilación separando el apartado gráfico.

Fastra II

Fastra II en funcionamiento bajo CentOS 5.3

El segundo problema explica por que no se utilizaron directamente siete tarjetas NVIDIA GTX295 de doble GPU sino seis mas una NVIDIA GTX275 de GPU simple, el BIOS que alberga la ASUS P6T7 WS Supercomputer tiene la limitación técnica de no poder iniciar sistemas de doble GPU NVIDIA GTX295, ¿la solución? Utilizar una tarjeta NVIDIA GTX275 que permite ser iniciada por BIOS y es utilizada para la salida de video, de este modo Fastra II tiene trece GPUs en vez de catorce, existieron opciones más poderosas como NVIDIA GTX285 pero la elección de ASTRA es muy potente también y creo que el tema de costos también jugó un papel muy importante. Fastra II no es un sistema pensado para jugar, cualquiera que lo ve podría pensar en unir esas tarjetas gráficas mediante SLI, pero el controlador de NVIDIA no soporta SLI para más de cuatro GPUs, Fastra II posee trece.

Fastra

El primer supercomputador de escritorio Fastra, basado en cuatro gráficas NVIDIA 9800 GX2

El tercer problema también tiene que ver con el BIOS de la tarjeta madre, un BIOS 32 bits, al parecer la gente de ASUS jamás penso que se colocarían siete tarjetas de doble GPU cada una y esto es un poco obvio al ver el diseño de la misma, la tarjeta madre esta pensada para albergar tarjetas como la NVIDA 9800GT de GPU simple y de slot simple. Cada GPU necesita tres bloques de memoria asignada por el BIOS y al momento de reservar memoria para cada GPU se cuelga antes de entrar a la secuencia POST, ASUS en colaboración con el proyecto ofreció una actualización de su BIOS para que soportara direccionar semejante cantidad de GPUs, el proyecto Fastra II lo deja disponible para descarga libre.

Fastra II

Fastra II ofrece mejor resolución que su antecesor

A diferencia de Fastra, Fastra II utiliza como sistema operativo CentOS Linux 5.3 con un núcleo modificado para soportar direccionamiento a 64 bits, CentOS esta basada en RedHat Enterprise Linux y junto a Scientific Linux es una opción muy económica de tener un RedHat sin pagar licencias, encima utiliza una apliación escrita en lenguaje C++ para los análisis tomográficos. El resultado es un supercomputador capaz de procesar hasta 12 Teraflops construido a partir de componentes que se pueden comprar en cualquier sitio, todo por debajo de los seis mil euros, para gamers y entusiastas de la computación podrá sonar a una barbaridad, pero es un costo ínfimo si lo comparamos con supercomputadores o sistemas como NVIDIA Tesla.

Supercomputer

Fastra/Fastra II no pretende competir con estos centros de datos de millones de dólares, pero es una supercomputadora

La última actualización de Fastra II fue la inclusión de 8 gigabytes de memoria RAM extra lo cual gana en rendimiento teniendo un total de 24 gigabytes, bien, ¿se imaginan reemplazar esas GTX295 por unas GTX690 en una arquitectura basada en Intel Xeon?

Lástima que en pleno 2012 ya no aplique el chiste fácil de “¿Y ahi corre Crysis?“.

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