Ingenieur macht Dinge CrayZy? Ein Cray-90-Supercomputer fürs Handgelenk

Anbieter zum Thema

MicroConsult Academy GmbH

Cadlog Group

IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

Die Form eines Supercomputers aus den 1990er-Jahren ist möglicherweise nicht das optimale Vorbild für eine Armbanduhr, aber darum ging es dem Elektronikingenieur Chris Fenton gar nicht. Sein 1:25-Modell des Cray 916 fürs Handgelenk zeigt die Position des Jupiters und von 63 seiner Trabanten an. Die Uhrzeit abzulesen, ist allerdings herausfordernd.

Aus der Kategorie „Ingenieur macht Dinge“ gibt es heute ein bewundernswertes Stück Elektrotechnik: Der Elektronikingenieur Chris Fenton aus New York City hilft hauptberuflich beim Design und der Umsetzung von Supercomputern. Privat tüftelt er ebenfalls gerne an elektrischen Herausforderungen. So hat er etwa einen eigenen Laptop entwickelt, um damit das Homebrew-Computer-Gefühl der 70er-Jahre zu wecken, spielt auf seinem Arduboy sein eigenes Pizza-Auslieferspiel Deep Dish Nine oder beschäftigt sich mit anderen Themen rund um, wie er es nennt, „computational necromancy“.

Eine Leidenschaft Fentons scheint den Supercomputern von Cray zu gelten.  Dabei handelt es sich um Hochleistungsrechner, die von Cray Inc. entwickelt und gebaut wurden. Cray-Supercomputer haben in der Vergangenheit eine wichtige Rolle in der Entwicklung von Hochleistungsrechnern gespielt und tragen weiterhin dazu bei, komplexe wissenschaftliche und technische Herausforderungen zu bewältigen. Heutzutage arbeiten etwa zwei HPE Cray Supercomputer mit insgesamt 24,2 Petaflops Leistung bei der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Bildergalerie

Bildergalerie mit 5 Bildern

Eine komplexe und technische Herausforderung hat sich indes auch Fenton gesucht: „Ich hatte einen winzigen Cray-Supercomputer und ein rundes OLED-Display, die nur auf der Suche nach einem Projekt waren, und ein Cray C916 hat zufällig die richtige Form für die Supercomputer-Armbanduhr, von der Sie schon immer geträumt haben. Wenn Sie etwas Praktisches wollten, sollten Sie den Blog eines anderen lesen“, schreibt er in seinem Blog. Das Modell des Cray C916 hat Fenton übrigens nicht im Cray-Fanshop gekauft, sondern mit einem 3D-Drucker selbst hergestellt.

Die Technik der Supercomputer-Armbanduhr J90

Das Herzstück der Uhr stellt ein Diligent CMOD-A7 FPGA-Board dar, das den Cray-CPU-Kern enthält. Dieser läuft mit 105 MHz, was in Fentons Augen respektabel, allerdings noch ein gutes Stück von den 244 MHz des C90 entfernt ist. Zudem bietet das Board noch einige KW SRAM und DMA-Kanäle, die via FIFOs mit einem SPI-Interface verbunden sind. Ein Teensy 2.6 Mikrocontroller dient als Front-End-Prozessor und steuert sowohl die Reset-Signale, das SPI-Interface als auch das OLED-Display.

„In der Praxis startet der Teensy den J90, indem er seinen Speicher über SPI initialisiert und ihn aus dem Reset holt, und dann lädt er einfach Datenframes von der DMA-Engine des J90 ab, konvertiert sie in ein entsprechend formatiertes Bild und lädt sie auf die Anzeige“, so Fenton.

Die Uhrzeit wäre zu einfach

Fentons Arbeit hat in ihm eine Neigung zu N-Body-Gravitationssimulationen geweckt. „Um die vektoriellen Fähigkeiten meines J90-Kerns zu demonstrieren, führt meine Armbanduhr eine vollständige N-Körper-Simulation von Jupiter und 63 seiner Monde aus. Das ist richtig! Jeder Körper steht in gravitativer Wechselwirkung mit allen 63 anderen Körpern. Bemerkenswerterweise benötigt die gesamte Simulation dank der effektiven Nutzung von Vektorregistern nur 127 sorgfältig ausgewählte Befehle und ist in der Lage, 40 MFLOPS zu leisten!“

Theoretisch ließe sich die Uhrzeit vom Bildschirm ablesen … wenn man denn weiß, wann sich die Monde Jupiters in welcher Position befinden, denn das von Fenton in Python geschriebene Programm zieht die Koordinaten der Himmelskörper aus dem Horizons-System der NASA. Die Software zeigt die Monde auf der Grundlage dieser Daten in der Ekliptikebene um einen Kreis an, der Jupiter bezeichnet. Fentons Kommentar dazu unterstreicht den Spaß, den er an einem Projekt hatte, das nicht unbedingt sinnvoll ist – wir zitieren ihn mal im Original: „Which is exactly what I was going for with my Supercomputer Wristwatch – using it should be as incomprehensible as my motivation for creating it in the first place!“ Wir empfehlen Ihnen unbedingt, auf der Webseite von Chris Fenton vorbeizuschauen. (sb)

Cheyenne Supercomputer

Supercomputer zum Superpreis: Cheyenne wurde versteigert

AWS und Nvidia

Project Ceiba: Der KI-Supercomputer, der 65 Exaflops erreichen soll

(ID:50075434)