خانه / آموزش های الکترونیک / آموزش Raspberry / جذاب‌ترین و بی‌نظیرترین کلاسترهای رزبری پای

جذاب‌ترین و بی‌نظیرترین کلاسترهای رزبری پای

خانواده رزبری پای که شامل کامپیوترهایی با تنها یک برد می‌شود، توانست شیوه آموزش و تعلیم را دگرگون کند و اکنون به یکی از سردمداران انقلاب اینترنت اشیا تبدیل شده است. هزینه این بردها خیلی پایین است، مشخصات فنی خوب دارند و به‌سادگی در دسترس هستند. پس فهمیدیم رزبری پای‌ها کامپیوترهای تک برد هستند. حالا چه اتفاقی می‌افتد اگر با سیم‌کشی تعدادی از این بردها را به‌هم وصل کنیم؟ یک سیستم محاسباتی موازی بسیار ارزان در کنار کارایی که به‌طور باورنکردنی زیاد است. این کارایی و قدرت نه تنها در زمینه آموزش از ارزش زیادی برخوردار است، بلکه می‌توان از آن برای حل مشکلات دنیای واقعی استفاده کرد.

در این مقاله قصد داریم شما را با ۱۰ کلاستر رزبری پای آشنا کنیم؛ از سیستم‌های خیلی کوچک با چهار نود تا سیستم‌های بسیار عظیم با ۲۵۰ نود. از این کلاسترها برای هرچیزی می‌توان استفاده کرد؛ از آموزش گرفته تا شبیه‌سازی شبکه‌های بزرگ اینترنت اشیا.

کلاستر رزبری پای ۳ با ۴ نود که با آب خنک می‌شود

کلاستر رزبری پای ۳ که با آب خنک می‌شود، توسط موراتویچ ساخته شده است. این تنها یکی از طراحی‌های وی است و ویدیوها و دستورالعمل‌های او به ساخت سیستم‌های خیلی بزرگ‌تر کمک می‌کند. علاوه بر این، موراتویچ توضیحاتی درباره نصب MPICH دارد. سیستم MPICH نوعی به‌کارگیری کاملاً پرتابل با کارایی بالا از استاندارد MPI است. توضیحات او به پیاده‌سازی MPI برای پایتون و تست برنامه کمک می‌کند.

کلاستر وب سرور رزبری پای با ۴ نود

کسانی ‌که به ساخت کلاستر علاقه دارند، می‌توانند با مراجعه به سایت وب سرور رزبری با نحوه ساخت و راه‌اندازی کلاستر وب سرور رزبری پای، تنظیم بار روی آن و همچنین نکاتی که درباره راه‌اندازی آن وجود دارد آشنا شوند و از منابع بسیار مفیدی که در آنجا قرار داده شده است، نهایت استفاده را ببرند. با این منابع می‌توان سیستم‌های کلاستر بزرگ‌تری را راه‌اندازی کرد. از دیگر اطلاعاتی که در این سایت دیده می‌شود می‌توان به تست‌های کارایی کلاستر، تنظیم وب سرور و افزودن نودهای بیشتر به سیستم اشاره کرد.

کلاستر رزبری پای ۲ با ۶ نود

کلاستر رزبری پای ۲ که به آن پای اسپارک هم گفته می‌شود، توسط کیم سونگ تائک توسعه داده شده است. پایه این کلاستر شش برد رزبری پای +2B است و با این هدف توسعه یافت که بتوان از آن به‌عنوان کلاستر هادوپ استفاده کرد. سونگ تائک هم اطلاعات مراحل ساخت این کلاستر را به‌طور کامل ارائه کرده و هم قالب‌های ساخت فریم‌ورک فیزیکی را در دسترس قرار داده است. وی از ابزار پاکت‌کلاستر (PocketCluster) که برای ساخت کلاستر بزرگ‌داده با چند نود روی OSX ساخته شده است، سیستم نهایی خود را تنظیم و راه‌اندازی کرد.

کلاستر رزبری پای با ۲۴ نود

این کلاستر توسط افخم عزیز توسعه پیدا کرد و برای این تعداد نود از فریم آلومینیومی، یک سیستم توزیع برق بسیار پیچیده و مجموعه عظیمی از ابزار دقیق به‌منظور پشتیبانی از بنچمارک‌های در حال اجرا استفاده شد. عزیز در این‌ باره می‌گوید: «وقتی کلاستر ساخته شد و شروع به ‌کار کرد، یک سری تست بار JMeter را انجام دادیم. تست‌های مقدماتی با استفاده از کلاستر 8 Pi صورت گرفت. در سطح هم‌زمانی ۷۵۰ کلاستر توانست توان عملیاتی 350 TPS را در میانگین زمان تأخیر نزدیک به یک ثانیه حفظ کند.» عزیز برای کسانی‌ که علاقه دارند بیشتر با این کلاستر آشنا شوند، ویدیویی از ارائه خود در کنفرانس WSO2Con سال ۲۰۱۳ که در لندن انجام شد، تهیه کرده است.

کلاستر رزبری پای گروه تحقیق VMW با ۲۴ نود

در اطلاعاتی که در صفحه اختصاصی این پروژه دیده می‌شود آمده است: «ما موفق شدیم یک کلاستر رزبری پای با ۲۴ نود بسازیم که هر نود آن برای اندازه‌گیری دقیق برق آماده‌سازی شده است. در کل ۹۶ هسته با ۲۴ گیگابایت رم داریم. وقتی بار روی کلاستر باشد، حدود ۹۲ وات انرژی و در حالت سکون ۷۰ وات مصرف می‌کند. نود Pi2 که در رأس قرار گرفته است، از یک اینترفیس تاچ‌اسکرین و دو کارت شبکه بهره می‌گیرد. وظیفه آن‌ها کنترل منبع تغذیه ATX، سرورهای DHCP، NFS و Ganglia است. همچنین، از SLURM استفاده کردیم که راندمان آن 15.4 GFlop است. یعنی می‌توانست در ژوئن 1993 در فهرست Top 500 در رده هفتم قرار بگیرد.»

پروژه RPiCluster با ۳۲ نود

این پروژه از نظر ظاهری یکی از جالب‌ترین‌ها است. مبنای سیستم RPiCluster، کلاستر Beowulf است و توسط جاشوا کیپرت زمانی ‌که هنوز در دانشگاه Boise State بود ساخته شد: «پروژه RPiCluster در بهار 2013 یعنی زمانی ‌که در دوران تحقیقات دکتری به آن نیاز داشتم، آغاز شد. تحقیق حال حاضر من روی توسعه سیستم اشتراک‌گذاری دیتا برای شبکه حسگرهای وایرلس است تا نحوه تعامل آن‌ها در پردازش دیتای حسگر در داخل شبکه تسهیل شود. کارم را با توسعه یک سیستم شبیه‌سازی توزیع شده شروع کردم. هر نود شبیه‌سازی شده مانند یک نود حسگر وایرلس عمل می‌کرد و با استفاده از LAN با سایر نودهای شبیه‌سازی شده در تعامل بود. این روش باعث شد تا شاهد رفتار واقعی آسنکرون و ارتباطات حقیقی شبکه بین نودها باشیم. در نتیجه نمونه بهتری از شبیه‌سازی رفتار شبکه حسگر وایرلس به ‌دست آمد.»

پروژه Iridis-pi با ۶۴ نود

سیستم Iridis-pi که توسط دانشگاه ساوتهمپتون ساخته شده است، یک کلاستر رزبری پای مدل B با ۶۴ نود است که داخل یکی از بهترین فریم‌ورک‌هایی که تا به‌حال دیده شده قرار دارد: بدنه‌ای که تماماً از لگو ساخته شده است. در توضیحات این پروژه آمده است: «یک کلاستر کم‌هزینه با طراحی فشرده و جمع و جور.» ویژگی‌های برقی و کارایی آن به‌خوبی توضیح داده شده و به این مسئله اشاره شده است که هزینه کلی سیستم به‌جز سوییچ‌های شبکه کمتر از ۲۵۰۰ دلار بوده است و این‌طور نتیجه‌‌گیری می‌کند: «ما این مسئله را از پیش دیده بودیم. البته معماری کلاستری که ساخته‌ایم با استانداردهای امروزی تطابق ندارد. با این‌ حال، خیلی از جنبه‌های طراحی آن اعم از سخت‌افزار و نرم‌افزار منبع باز به‌کارگیری پردازنده‌های کم‌مصرف و استفاده زیاد از حافظه‌های مبتنی بر فلش در آینده رایج خواهد شد.»

پروژه Beast v1 با ۱۲۰ نود

هدف از ساخت سیستم Beast v1 توسط resin.io تست بستر موجود برای به‌کارگیری اینترنت اشیا در یک مقیاس بسیار وسیع بود. آن‌ها در توضیح پروژه خود به این نکته اشاره می‌کنند که این سیستم از ۱۲۰ عدد رزبری پای تشکیل شده است که هریک از آن‌ها از نمایشگر ۲.۸ اینچی Adafruit PiTFT بهره می‌برند و کل این سخت‌افزار روی یک پنل چوبی سوار شده است که در نگاه بیننده بسیار چشم‌نواز است. پشت این پنل ۱۰ عدد هاب ۱۰ پورت USB و ۱۰ عدد سوییچ اترنت قرار دارد. یک منبع تغذیه Corsair CX750 این هیولا را تکمیل می‌کند. سیستم طراحی شده شامل ۵ واحد مجزای ۲۴ نودی می‌شود که تنها نقطه اشتراک آن‌ها منبع تغذیه و شبکه است و اگر لازم باشد می‌توانند جدا از هم کار کنند. برای نگه داشتن این پنل‌ها از لولا استفاده شده و اجزای تشکیل‌دهنده طوری قرار گرفته‌اند که در صورت نیاز می‌توان آن را به‌شکل یک لوله درآورد.

پروژه Beast v2 با ۱۴۴ نود

گروه resin.io به سیستم قبلی بسنده نکرد و از همین رو کلاستر دیگری به‌نام Beast v2 ساخت. «وزن این کلاستر تقریباً دو متری حدود ۱۵۰ کیلوگرم است.
Beast v2 واقعاً با اسمی که برای آن انتخاب شده هم‌خوانی دارد. مشابه مدل قبلی، Beast v2 یک کلاستر عظیم از رزبری ‌پای‌ها است، دقیقاً ۱۴۴ عدد. «ولی صبر کنید. هنوز ادامه دارد.» در جریان ساخت Beast v2 چیزهای زیادی یاد گرفتیم. به‌همین دلیل، سریعاً ساخت Beast v3 با طراحی جدید و اصلاح شده را آغاز کردیم. موضوعی که با آن مواجه شدیم این بود که با وجود اندازه و مقیاس جالب توجه Beast v2، ظرافت و دقت Beast v1 را کم داشت. برای همین فاصله بین دستگاه‌ها در کلاستر بعدی کمتر خواهد شد. می‌خواهیم تا جایی که امکان دارد دستگاه روی پنل‌ها نصب کنیم.

کلاستر SeeMore با ۲۵۰ نود

این کلاستر توسط سام بلنکارد که پروفسور مشاور در زمینه مجسمه‌سازی در ویرجینیا تک است توسعه یافت. «پروژه SeeMore تلفیقی از هنر و مهندسی است تا بتواند مفاهیم پردازش محاسباتی را در قالب یک تجربه ملموس عرضه کند. این پروژه به بینندگان اعلام می‌کند مفهوم تفکر محاسباتی منحصراً داخل جعبه سیاه وجود ندارد. این مجسمه جنبشی بیانگر زیبایی ذاتی الگوریتم‌های موازی از طریق حرکات مرتبط با هم یک کلاستر رزبری پای ۲۵۶ نودی انیماترونیک است.»

درباره ی Rezair

کارشناسی مهندسی برق الکترونیک ، علاقه مند به برنامه نویسی میکروکنترلرها

همچنین ببینید

مخابرات ماهواره

مخابرات ماهواره (قسمت چهارم)

مقدمه : در این قسمت از روایط فرکانسی در ماهواره و تداخلات فرکانسی می گوییم …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هجده − 4 =