用Linux搭建自己的超级计算机

   超级计算机是一种严肃的工具，做的都是高大上的计算。它们往往从事于严肃的用途，比如原子弹模拟、气候模拟和高等物理学。当然，它们的花费也很高大上。在最新的超级计算机 Top500 排名中，中国国防科技大学研制的天河 2 号位居第一，而天河 2 号的建造耗资约 3.9 亿美元！
   
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   但是，也有一个超级计算机，是由博伊西州立大学电气和计算机工程系的一名在读博士 Joshua Kiepert 用树莓派构建完成的，其建造成本低于2000美元。

   不，这不是我编造的。它一个真实的超级计算机，由超频到 1GHz 的 B 型树莓派的 ARM11 处理器与 VideoCore IV GPU 组成。每个都配备了 512MB 的内存、一对 USB 端口和 1 个 10/100 BaseT 以太网端口。

   那么天河 2 号和博伊西州立大学的超级计算机有什么共同点吗？它们都运行 Linux 系统。世界最快的超级计算机前 500 强中有 486 个也同样运行的是 Linux 系统。这是从 20 多年前就开始的格局。而现在的趋势是超级计算机开始由廉价单元组成，因为 Kiepert 的机器并不是唯一一个无所谓预算的超级计算机。

   麻省大学达特茅斯分校的物理学副教授 Gaurav Khanna 创建了一台超级计算机仅用了不足 200 台的 PlayStation3 视频游戏机。

   PlayStation 游戏机由一个 3.2 GHz 的基于 PowerPC 的 Power 处理器所驱动。每个都配有 512M 的内存。你现在仍然可以花 200 美元买到一个，尽管索尼将在年底逐步淘汰它们。Khanna 仅用了 16 个 PlayStation 3 构建了他第一台超级计算机，所以你也可以花费不到 4000 美元就拥有你自己的超级计算机。

   这些机器可能是用玩具建成的，但他们不是玩具。Khanna 已经用它做了严肃的天体物理学研究。一个白帽子黑客组织使用了类似的 PlayStation 3 超级计算机在 2008 年破解了 SSL 的 MD5 哈希算法。

   两年后，美国空军研究实验室研制的 Condor Cluster，使用了 1760 个索尼的 PlayStation 3 的处理器和168 个通用的图形处理单元。这个低廉的超级计算机，每秒运行约 500 TFLOP ，即每秒可进行 500 万亿次浮点运算。

   其他的一些便宜且适用于构建家庭超级计算机的构件包括，专业并行处理板卡，比如信用卡大小的 99 美元的 Parallella 板卡，以及高端显卡，比如 Nvidia 的 Titan Z 和 AMD 的 FirePro W9100。这些高端板卡的市场零售价约 3000 美元，一些想要一台梦幻般的机器的玩家为此参加了英特尔极限大师赛：英雄联盟世界锦标赛，要是甚至有机会得到了第一名的话，能获得超过 10 万美元奖金。另一方面，一个能够自己提供超过 2.5TFLOPS 计算能力的计算机，对于科学家和研究人员来说，这为他们提供了一个可以拥有自己专属的超级计算机的经济的方法。

   而超级计算机与 Linux 的连接，这一切都始于 1994 年戈达德航天中心的第一个名为 Beowulf 超级计算机。

   按照我们的标准，Beowulf 不能算是最优越的。但在那个时期，作为第一台自制的超级计算机，它的 16 个英特尔486DX 处理器和 10Mbps 的以太网总线，是个伟大的创举。Beowulf 是由美国航空航天局的承建商 Don Becker 和 Thomas Sterling 所设计的，是第一台“创客”超级计算机。它的“计算部件” 486DX PC，成本仅有几千美元。尽管它的速度只有个位数的 GFLOPS （吉拍，每秒10亿次）浮点运算，Beowulf 表明了你可以用商用现货（COTS）硬件和 Linux 创建超级计算机。

   我真希望我参与创建了一部分，但是我 1994 年就离开了戈达德，开始了作为一名全职的科技记者的职业生涯。该死。

   但是尽管我只是使用笔记本的记者，我依然能够体会到 COTS 和开源软件是如何永远的改变了超级计算机。我希望现在读这篇文章的你也能。因为，无论是 Raspberry Pi 集群，还是超过 300 万个英特尔的 Ivy Bridge 和 Xeon Phi 芯片的庞然大物，几乎所有当代的超级计算机都可以追溯到 Beowulf。