Ascensiunea și decăderea supercomputerelor PlayStation

Zeci de PlayStation 3 stau într-un container de transport frigorific în campusul Universității din Massachusetts Dartmouth, absorbind energie și investigând astrofizica. Este o oprire populară pentru tururile care încearcă să vândă școala viitorilor studenți din primul an și părinților acestora și este una dintre puținele moșteniri vii ale unui capitol științific ciudat din istoria PlayStation.

Aceste cutii ghemuite, cocoțate pe sistemele de divertisment sau acoperite de praf în fundul unui dulap, au fost cândva râvnite de cercetătorii care foloseau consolele pentru a construi supercomputere. Cu rafturile de mașini, oamenii de știință erau brusc capabili să contemple fizica găurilor negre, să proceseze imagini filmate cu drone sau să câștige concursuri de criptografie. A durat doar câțiva ani înainte ca tehnologia să meargă mai departe, devenind mai mică și mai eficientă. Dar, pentru acel scurt moment, unele dintre cele mai puternice computere din lume puteau fi piratate împreună cu cod, sârmă și console de jocuri.

Cercetătorii se jucau de ani de zile cu ideea de a folosi procesoare grafice pentru a crește puterea de calcul. Ideea este că aceeași putere care a făcut posibilă redarea poveștii sumbre din Shadow of the Colossus era, de asemenea, capabilă să facă calcule masive – dacă cercetătorii puteau configura mașinile în modul potrivit. Dacă le puteau lega între ele, brusc, acele console sau calculatoare începeau să fie mult mai mult decât suma părților lor. Aceasta a fost calculul cluster și nu a fost ceva unic pentru PlayStations; o mulțime de cercetători încercau să valorifice computerele pentru a lucra în echipă, încercând să le facă să rezolve probleme din ce în ce mai complicate.

Consola de jocuri a intrat pe scena supercalculatoarelor în 2002, când Sony a lansat un kit numit Linux pentru PlayStation 2. „A făcut-o accesibilă”, a spus Craig Steffen. „Au construit punțile, astfel încât să poți scrie codul și acesta să funcționeze.” Steffen este acum cercetător științific senior la Centrul Național pentru Aplicații de Supercalculatoare (NCSA). În 2002, el tocmai se alăturase grupului și a început să lucreze la un proiect cu scopul de a cumpăra o grămadă de PS2 și de a folosi kiturile Linux pentru a le conecta (și unitățile lor centrale de procesare Emotion Engine) împreună în ceva care să semene cu un supercomputer.

Au conectat între 60 și 70 de PlayStation 2, au scris niște cod și au construit o bibliotecă. „A funcționat bine, nu a funcționat superb de bine”, a spus Steffen. Au existat probleme tehnice cu memoria – două bug-uri specifice asupra cărora echipa sa nu a avut niciun control.

„De fiecare dată când rulai chestia asta, făcea ca nucleul de pe orice mașină pe care o rulai să intre într-un fel de stare instabilă ciudată și trebuia să fie repornit, ceea ce a fost o pacoste”, a spus Steffen.

Au închis proiectul relativ repede și au trecut la alte întrebări la NCSA. Steffen încă mai păstrează unul dintre vechile PS2 pe biroul său ca amintire a programului.

Dar nu acolo și-au găsit sfârșitul aventurile de supercalculatoare ale PlayStation. PS3 a intrat în scenă la sfârșitul anului 2006 cu un hardware puternic și o modalitate mai ușoară de a încărca Linux pe dispozitive. Cercetătorii trebuiau în continuare să conecteze sistemele între ele, dar, dintr-o dată, le-a fost posibil să-și imagineze conectarea tuturor acestor dispozitive în ceva care să schimbe regulile jocului, în loc să fie doar un prototip de validare a conceptului.

Ceasta este cu siguranță ceea ce își imagina Gaurav Khanna, cercetător în domeniul găurilor negre, la UMass Dartmouth. „Efectuarea de lucrări de simulare de perioadă pură asupra găurilor negre nu atrage de obicei o mulțime de fonduri, asta pentru că nu are prea multă relevanță pentru societate”, a spus Khanna.

Bani erau puțini, și erau din ce în ce mai puțini. Așa că Khanna și colegii săi făceau brainstorming, încercând să se gândească la soluții. Unul dintre oamenii din departamentul său era un pasionat de jocuri și a menționat procesorul Cell al PS3, care era fabricat de IBM. Un tip similar de cip era folosit pentru a construi supercomputere avansate. „Așa că am devenit oarecum interesați de el, știți, este ceva interesant pe care l-am putea folosi în mod abuziv pentru a face știință?”. spune Khanna.

Inspirat de specificațiile noii mașini de la Sony, astrofizicianul a început să cumpere PS3-uri și să-și construiască propriul supercomputer. Khanna a avut nevoie de câteva luni pentru a pune codul în formă și de alte câteva luni pentru a-și curăța programul și a-l pune în stare de funcționare. A început cu opt, dar când a terminat, avea deja propriul supercomputer, asamblat din 176 de console și gata să ruleze experimentele sale – fără să se lupte pentru spațiu sau să plătească alți cercetători pentru a efectua simulările sale de găuri negre. Dintr-o dată, el putea să ruleze modele informatice complexe sau să câștige competiții de criptografie la o fracțiune din costul unui supercomputer mai tipic.

În aceeași perioadă, alți cercetători aveau idei similare. Un grup din Carolina de Nord a construit, de asemenea, un supercomputer PS3 în 2007, iar câțiva ani mai târziu, la Laboratorul de Cercetare al Forțelor Aeriene din New York, cercetătorul în informatică Mark Barnell a început să lucreze la un proiect similar numit Condor Cluster.

Timparea nu a fost grozavă. Echipa lui Barnell a propus proiectul în 2009, chiar în momentul în care Sony se îndrepta spre modelul redus PS3 slim, care nu avea capacitatea de a rula Linux, spre deosebire de PS3-ul original. După un hack, Sony a emis chiar o actualizare de firmware care a scos OpenOS, sistemul care permitea oamenilor să ruleze Linux, de pe sistemele PS3 existente. Acest lucru a făcut ca găsirea de console utile să fie și mai dificilă. Forțele aeriene au fost nevoite să convingă Sony să le vândă PS3-urile neactualizate pe care compania le scotea de pe rafturi și care, în acel moment, se aflau într-un depozit din afara orașului Chicago. A fost nevoie de multe întâlniri, dar, în cele din urmă, Forțele Aeriene au obținut ceea ce căutau, iar în 2010, proiectul a avut marele său debut.

Funcționând pe mai mult de 1.700 de PS3-uri care erau conectate prin opt kilometri de cabluri, Condor Cluster era uriaș, eclipsând proiectul lui Khanna, și era folosit pentru a procesa imagini de la drone de supraveghere. În perioada sa de glorie, a fost al 35-lea cel mai rapid supercomputer din lume.

Dar nimic din toate acestea nu a durat prea mult. Chiar și în timp ce aceste proiecte erau construite, supercomputerele avansau, devenind mai puternice. În același timp, consolele de jocuri se simplificau, ceea ce le făcea mai puțin utile pentru știință. PlayStation 4 a depășit în vânzări atât PlayStation-ul original, cât și Wii, apropiindu-se de statutul de cel mai bine vândut, deținut în prezent de PS2. Însă, pentru cercetători, era aproape inutilă. La fel ca versiunea mai subțire a PlayStation 3 lansată înaintea sa, PS4 nu poate fi transformată cu ușurință într-o rotiță pentru o mașină de supercalculatoare. „Nu există nimic nou la PlayStation 4, este doar un vechi PC obișnuit”, spune Khanna. „Nu am fost cu adevărat motivați să facem ceva cu PlayStation 4.”

Era supercomputerelor PlayStation a luat sfârșit.

Cel de la UMass Dartmouth încă funcționează, zumzăind de viață în acel container frigorific din campus. Mașina de la UMass Dartmouth este mai mică decât era la puterea sa maximă, de aproximativ 400 de PlayStation 3. Părți din ea au fost tăiate și refolosite. Unele încă mai lucrează împreună în supercomputere mai mici de la alte școli; altele s-au stricat sau s-au pierdut în timp. De atunci, Khanna a trecut la încercarea de a conecta între ele dispozitive mai mici și mai eficiente în supercomputerul său de generație următoare. El spune că dispozitivele Nvidia Shield cu care lucrează acum sunt de aproximativ 50 de ori mai eficiente decât PS3-ul deja eficient.

Sunt superclusterele de superconsole ale Forțelor Aeriene care au avut cea mai plină de stele viață ulterioară. Când programul s-a încheiat în urmă cu aproximativ patru ani, unele console au fost donate altor programe, inclusiv celui al lui Khanna. Dar multe dintre vechile console au fost vândute ca inventar vechi, iar câteva sute au fost achiziționate de persoane care lucrează la serialul Person of Interest. Într-o mișcare ruptă din prima pagină a ziarelor, consolele și-au făcut debutul pe marele ecran în premiera sezonului 5 al serialului, jucând – stați să vedeți – un supercalculator făcut din PlayStation 3.

„Totul este hollywoodian”, a spus Barnell despre scenariu, „dar hardware-ul este de fapt echipamentul nostru.”

Corecție, 7:05 PM ET: Proiectele de supercomputere au avut nevoie de PS3 original, nu de PS3 Slim, deoarece Sony a eliminat suportul Linux de pe consolă ca răspuns la hack-uri – care au dus mai târziu la un acord de acțiune colectivă. Acest articol a afirmat inițial că acest lucru se datora faptului că PS3 Slim era mai puțin puternică. Regretăm eroarea.

.