280 Prozessoren werden zu einem Rechner
Masterstudenten bauen am Fachbereich Elektrotechnik und Informatik ein Computercluster
Markus Boese (l.) und Mark Bonnekessel von der FH Münster bauten aus „Raspberry Pis“ einen Parallelrechner. Die leeren Kartons geben einen kleinen Eindruck von der Arbeit der beiden Masterstudenten. (Foto: FH Münster/Pressestelle)
Der Rechner besteht aus 70 Minicomputern mit 280 Prozessorkernen. (Foto: FH Münster/Pressestelle)
Der kleine Parallelrechner diente den Masterstudenten als Prototyp. (Foto: FH Münster/Pressestelle)
Münster/Steinfurt (26. Februar 2016). „Raspberry Pi“ hat nichts mit Himbeerkuchen zu tun – auch wenn auf jedem kleinen Karton eine rote Beere prangt. Vielmehr verbirgt sich hinter der Bezeichnung ein Computer im „Westentaschenformat“, dessen Platine so groß wie eine Scheckkarte ist. Markus Boese und Mark Bonnekessel von der FH Münster bauten aus 70 dieser Minicomputer einen Parallelrechner, der insgesamt über 280 Prozessorkerne verfügt. Ihr Wissen für dieses Projekt hatten die beiden Studenten in der Vorlesung „Parallele Systeme“ im Masterstudiengang Informatik bei Prof. Dr. Hans Effinger erworben. Sie setzten ihre Idee, einen Parallelrechner zu bauen, innerhalb eines fest in das Curriculum des Masterstudiengangs Informatik integrierten Projekts um. Die Professoren Dr. Hans Effinger und Dr. Jürgen te Vrugt betreuten sie während dieser Zeit.
„Wir hatten zuhause schon mal einen kleinen Parallelrechner gebaut und konnten an dieser kleinen Variante viel ausprobieren“, sagte Bonnekessel. Rund 120 Stunden haben sie mit dem Aufbau verbracht, denn allein 140 Meter Kabel mussten verlegt, die 70 Raspberry Pis angeschlossen und alles in einem großen Serverschrank eingebaut werden. Dann ging es ans Einrichten und Programmieren. Denn mit Hilfe des Parallelrechners sollen Studierende künftig lernen, wie Probleme, die große Rechenleistungen erfordern, von vielen Prozessoren parallel bearbeitet werden können.
„Beispielsweise erfordert die Muster- und Spracherkennung oder Bildverarbeitung eine enorme Rechenleistung“, erklärte Boese. In einem Parallelrechner wird der Rechenaufwand auf viele Prozessoren verteilt, die gleichzeitig aktiv sind. Dadurch erhöht sich die Arbeitsgeschwindigkeit enorm. Um die volle Leistung eines Parallelrechners ausnutzen zu können, muss allerdings die Programmierung entsprechend angepasst werden. „Die Studierenden sollen überlegen, wie sie es schaffen, das Problem statt auf einem Rechner zu bearbeiten auf 280 Prozessorkerne zu verteilen“, beschrieb Effinger, wie der Rechner künftig für praktische Aufgaben im Studium genutzt wird.
„Die Betreuung rund um das Projekt war toll – vom Einkauf über die Hilfe durch die Mitarbeiter in den FH-Werkstätten und natürlich durch die Professoren“, sagte Bonnekessel rückblickend. „Wir haben viel gelernt, bis alles komplett zusammengebaut und programmiert war“, ergänzte Boese. Beide sind sich einig, dass ihnen auch ihre Ausbildung zum Fachinformatiker, die sie vor ihrem Studium absolviert hatten, bei der Umsetzung geholfen hat. „Das Ergebnis ist richtig gut, die Studenten haben beim Aufbau des Parallelrechners sehr professionell gearbeitet“, hob Effinger anerkennend hervor.