A ascensão e queda dos supercomputadores PlayStation

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Dezenas de PlayStation 3s ficam em um contêiner refrigerado no campus da Universidade de Massachusetts Dartmouth, sugando energia e investigando a astrofísica. É uma parada popular para passeios que tentam vender a escola para futuros alunos do primeiro ano e seus pais, e é um dos poucos legados vivos de um capítulo de ciências estranho na história da PlayStation.

Essas caixas de agachamento, cheias de sistemas de entretenimento ou cobertas de poeira no fundo de um armário, já foram cobiçadas por pesquisadores que usavam os consoles para construir supercomputadores. Com as prateleiras de máquinas, os cientistas foram repentinamente capazes de contemplar a física dos buracos negros, processar imagens de drones ou ganhar concursos de criptografia. Durou apenas alguns anos antes que a tecnologia seguisse em frente, tornando-se menor e mais eficiente. Mas, por um breve momento, alguns dos computadores mais poderosos do mundo podem ser invadidos por códigos, fios e consoles de jogos.

Os pesquisadores estavam mexendo com a idéia de usar processadores gráficos para aumentar seu poder de computação há anos. A idéia é que o mesmo poder que tornou possível renderizar Sombra do Colosso ' contar histórias sombrias também era capaz de fazer cálculos maciços – se os pesquisadores pudessem configurar as máquinas da maneira certa. Se eles pudessem conectá-los, de repente, esses consoles ou computadores começaram a ser muito mais do que a soma de suas partes. Isso era computação em cluster e não era exclusivo do PlayStations; muitos pesquisadores estavam tentando aproveitar os computadores para trabalharem em equipe, tentando convencê-los a resolver problemas cada vez mais complicados.

Os consoles de jogos entraram no cenário da supercomputação em 2002, quando a Sony lançou um kit chamado Linux para o PlayStation 2. "O tornou acessível", disse Craig Steffen. “Eles construíram as pontes, para que você pudesse escrever o código, e ele funcionaria.” Steffen é agora um cientista sênior de pesquisa no Centro Nacional de Aplicações de Supercomputação (NCSA). Em 2002, ele havia acabado de se juntar ao grupo e começou a trabalhar em um projeto com o objetivo de comprar um monte de PS2s e usar os kits Linux para conectá-los (e suas unidades centrais de processamento do Emotion Engine) a algo parecido com um supercomputador.

Eles conectaram entre 60 e 70 PlayStation 2, escreveram alguns códigos e construíram uma biblioteca. "Funcionou bem, não funcionou muito bem", disse Steffen. Havia problemas técnicos com a memória – dois erros específicos que sua equipe não tinha controle.

“Toda vez que você executava essa coisa, o kernel de qualquer máquina em que você executava entrava nesse estado instável e precisava ser reiniciado, o que era uma chatice”, disse Steffen.

Eles encerraram o projeto com relativa rapidez e passaram para outras questões no NCSA. Steffen ainda mantém um dos antigos PS2 em sua mesa como lembrança do programa.

Mas não foi aí que as aventuras de supercomputação da PlayStation chegaram ao fim. O PS3 entrou em cena no final de 2006 com um hardware poderoso e uma maneira mais fácil de carregar o Linux nos dispositivos. Os pesquisadores ainda precisariam vincular os sistemas, mas, de repente, foi possível imaginar a conexão de todos esses dispositivos em algo que poderia mudar o jogo em vez de apenas um protótipo de prova de conceito.


3 racks de metal, cada um com 24 PS3 ordenadamente dispostos em uma sala. os PS3s estão conectados com fios verdes

Um supercomputador PS3 na UMass Dartmouth.
Foto por Gaurav Khanna / UMass Dartmouth

Isso é certamente o que o pesquisador do buraco negro Gaurav Khanna estava imaginando na UMass Dartmouth. "Fazer um trabalho de simulação de período puro em buracos negros geralmente não atrai muito financiamento, é apenas porque não tem muita relevância para a sociedade", disse Khanna.

O dinheiro estava apertado e estava ficando mais apertado. Então Khanna e seus colegas estavam fazendo um brainstorming, tentando pensar em soluções. Uma das pessoas em seu departamento era um jogador ávido e mencionou o processador Cell do PS3, fabricado pela IBM. Um tipo semelhante de chip estava sendo usado para construir supercomputadores avançados. “Então ficamos meio interessados ​​nisso, você sabe, isso é algo interessante que poderíamos mau uso fazer ciência? ”, diz Khanna.

Inspirado pelas especificações da nova máquina da Sony, o astrofísico começou a comprar PS3s e a construir seu próprio supercomputador. Khanna levou vários meses para colocar o código em forma e meses mais para limpar seu programa em uma ordem de funcionamento. Ele começou com oito, mas quando terminou, ele tinha seu próprio supercomputador, reunido em 176 consoles e pronto para executar seus experimentos – sem disputar espaço ou pagar outros pesquisadores para executar suas simulações de buracos negros. De repente, ele pôde executar modelos de computador complexos ou vencer competições de criptografia por uma fração do custo de um supercomputador mais típico.

Na mesma época, outros pesquisadores estavam tendo idéias semelhantes. Um grupo na Carolina do Norte também construiu um supercomputador PS3 em 2007e, alguns anos depois, no Laboratório de Pesquisa da Força Aérea de Nova York, o cientista da computação Mark Barnell começou a trabalhar em um projeto semelhante chamado Condor Cluster.

O momento não foi ótimo. A equipe de Barnell propôs o projeto em 2009, no momento em que a Sony estava mudando para o PS3 slim, que não tinha nem perto do poder de computação do PS3. A Força Aérea teve que convencer a Sony a vender os PS3s que a empresa estava retirando das prateleiras, que na época estavam em um armazém nos arredores de Chicago. Foram necessárias muitas reuniões, mas, eventualmente, a Força Aérea conseguiu o que procurava e, em 2010, o projeto teve sua grande estreia.

Correndo em mais de 1.700 PS3s conectados por oito quilômetros de fio, o Condor Cluster era enorme, superando o projeto de Khanna e usado para processar imagens de drones de vigilância. Durante o seu auge, foi o 35º supercomputador mais rápido do mundo.

Mas nada disso durou muito. Mesmo enquanto esses projetos estavam sendo construídos, os supercomputadores estavam avançando, tornando-se mais poderosos. Ao mesmo tempo, os consoles de jogos estavam simplificando, tornando-os menos úteis para a ciência. O PlayStation 4 superou tanto o PlayStation original quanto o Wii chegando ao status de mais vendido atualmente no PS2. Mas para os pesquisadores, era quase inútil. Como a versão mais fina do PlayStation 3 lançada antes, o PS4 não pode ser facilmente transformado em uma engrenagem de uma máquina de supercomputação. "Não há nada novo no PlayStation 4, é apenas um PC antigo comum", diz Khanna. "Não estávamos realmente motivados para fazer nada com o PlayStation 4."

A era do supercomputador PlayStation terminou.


PS3

Foto de Vjeran Pavic / The Verge

O da UMass Dartmouth ainda está trabalhando, zumbindo com vida naquele contêiner refrigerado no campus. A máquina UMass Dartmouth é menor do que costumava ter seu pico de potência de cerca de 400 PlayStation 3s. Partes dele foram cortadas e reaproveitadas. Alguns ainda estão trabalhando juntos em supercomputadores menores em outras escolas; outros quebraram ou foram perdidos com o tempo. Desde então, Khanna tentou ligar dispositivos menores e mais eficientes ao seu supercomputador de última geração. Ele diz que Dispositivos Nvidia Shield ele está trabalhando agora são cerca de 50 vezes mais eficientes do que o já eficiente PS3.

É o super aglomerado de superconsoles da Força Aérea que teve a vida após a morte mais repleta de estrelas. Quando o programa terminou cerca de quatro anos atrás, alguns consoles foram doados para outros programas, incluindo o de Khanna. Mas muitos dos antigos consoles foram vendidos como estoque antigo e algumas centenas foram comprados por pessoas que trabalhavam com o programa de TV. Pessoa de interesse. Em um movimento rasgado, os consoles fizeram sua estréia nas telas de prata no programa 5 ª temporada estréia, jogando – espere por isso – um supercomputador feito de PlayStation 3s.

"É tudo Hollywood", disse Barnell sobre o roteiro, "mas o hardware é realmente o nosso equipamento".

Fonte: The Verge