Cách xây dựng một chiếc siêu máy tính với giá dưới 100 USD

Siêu máy tính là công cụ đắc lực của chính phủ cũng như các trung tâm nghiên cứu trên khắp thế giới, được sử dụng để giải quyết những vấn đề khoa học vô cùng phức tạp, chẳng hạn như dự báo thiên tai, xây dựng mô hình giả lập phức tạp, v...v... Về cơ bản, một chiếc siêu máy tính được tạo thành từ hàng trăm hoặc hàng ngàn máy tính khác nhau, được kết nối lại thành một hệ thống lớn. Mỗi máy tính thành phần đều chạy cùng một quá trình, và điều này giúp chúng có thể kết hợp sức mạnh để tạo thành một hệ thống tính toán cực mạnh.

Về cơ bản, kích thước của các hệ thống siêu máy tính trên thế giới đều vô cùng khổng lồ - thường sẽ có kích cỡ tương đương với một sân bóng rổ. Vậy nên việc nghiên cứu và học tập các hệ thống siêu máy tính đối với sinh viên hay những người có hứng thú tìm hiểu về ngành này là vô cùng khó khăn, bởi lẽ khu vực đặt siêu máy tính sẽ là khu vực cấm những người không liên quan lui tới.

Tuy nhiên, theo như thành viên Wei Lin đến từ Github, nếu chỉ đơn giản muốn học tập và tìm hiểu cách thức mà một hệ thống siêu máy tính làm việc, chúng ta hoàn toàn có thể tự tạo ra một chiếc siêu máy tính mini tại nhà, với chi phí chưa đến 100 USD.

Chiếc siêu máy tính của Wei Lin được tạo thành từ 6 chip ESP32 - một loại máy tính mini tương tự Raspberry Pi, nhưng rẻ hơn rất nhiều, chỉ 7 USD mà thôi. Chip ESP32 được sản xuất và gia công tại Trung Quốc, do đó chúng có giá rẻ hơn Raspberry Pi rất nhiều. Siêu máy tính 6 chip ESP32 của Wei Lin có giá tương đương Raspberry Pi, nhưng lượng nhân xử lý thì nhiều gấp 3 lần.

Nhưng nếu như chỉ lắp 6 con chip ESP32 với nhau thì đâu có thể gọi nó là một chiếc siêu máy tính được. Thử thách lớn nhất dành cho Wei Lin chính là tìm cách để hệ thống có thể hoạt động và phối hợp các thao tác tính toán với nhau, và điều này được thực hiện thông qua phần mềm mang tên Celery - được thiết kế để đồng bộ các thao tác tính toán giữa nhiều nhân xử lý khác nhau.

Trong Video giới thiệu của mình, Wei Lin đã trình diễn khả năng sử dụng "siêu máy tính" mini để chạy một chương trình đếm số từ trong câu. Theo như chi tiết được đăng tải trên Github, về cơ bản nguyên lý hoạt động của chiếc siêu máy tính này là hệ thống gửi danh sách các thao tác tính toán đến với chip xử lý, và các con chip sẽ nhận lệnh tính toán, trả kết quả, nhận lệnh mới, cũng như tương tác với nhau để san sẻ khối lượng công việc cho nhau.

Chiếc siêu máy tính giá rẻ này đương nhiên sẽ không thể nào sở hữu sức mạnh khủng khiếp hay có thể tính toán được những vấn đề to lớn vĩ mô, tuy nhiên chúng vẫn sẽ là một công cụ giá rẻ vô cùng hữu ích cho những người muốn tìm hiểu, nghiên cứu về những chiếc siêu máy tính mà không có điều kiện để tiếp xúc với siêu máy tính thực tế ngoài đời thực.

Tham khảo Motherboard