El Museo de Historia de la Computación, en Majadas de Tiétar (Cáceres), ha presentado una réplica visual a escala 1:1 del Cray-1, el superordenador de 1976. En lugar de recurrir a tecnología cara y puntera, el equipo ha usado 30 Mac mini de 2012. Tras 18 meses de desarrollo, el proyecto sirve de homenaje a los 50 años del Cray-1 y a los de la fundación de Apple. Los equipos trabajan en clúster y suman 64 núcleos activos. En las últimas pruebas lograron 1,3 teraFLOPS. Es una cifra miles de veces superior a la de la máquina original. El conjunto se enfría sin ventiladores y casi no hace ruido. Además, tiene un terminal de control de aire retro y un plan ambicioso para crecer. Repasamos cómo está construido y por qué resulta tan interesante.

Una réplica que funciona de verdad

Muchas recreaciones del Cray-1 se quedan en la carcasa. Esta no. Por fuera reproduce la silueta de la torre en forma de C y su célebre banco acolchado. Por dentro hay un clúster real, que ejecuta algoritmos y se puede observar en funcionamiento.

El diseño tiene una función didáctica. Quien visita el museo puede ver en tiempo real cómo el sistema resuelve operaciones con matrices. La demostración muestra cómo crece el rendimiento desde un único núcleo hasta el conjunto completo trabajando en paralelo. Es una forma muy directa de entender qué ha cambiado en la arquitectura de los ordenadores desde 1976.

Según la noticia de Technica la réplica se exhibe de forma permanente. A su lado se conservan dos sistemas Cray CX1 auténticos que no están en uso. El museo ofrece visitas guiadas los sábados, de 11:30 a 14:00 horas. Quien quiera más detalles del proyecto puede consultar la web del museo.

Treinta Mac mini, un solo sistema

El equipo no buscó piezas raras ni caras. Reunió 30 Mac mini. Cinco montan un procesador i7 de cuatro núcleos. Los otros 25 llevan un i5 de dos núcleos. Todos son de 2012, salvo dos unidades de 2014. Si sumamos los núcleos de cada modelo, salen 70 en total. En las pruebas más recientes funcionaban 64.

Hay una decisión técnica poco habitual. En lugar de instalar una distribución Linux, que sería lo esperable, el equipo eligió macOS Mojave (10.14). El motivo es que el sistema incorpora soporte nativo para MPI, la interfaz de paso de mensajes. Es la capa de software que permite que los nodos del clúster se repartan tareas y se comuniquen entre sí. Con ello se evita montar una pila de software adicional.

El sistema nada tiene que ver con el original en su filosofía de cálculo. El Cray-1 usaba procesamiento vectorial. Aplicaba una sola instrucción a varios datos a la vez. La réplica, en cambio, reparte el trabajo entre procesadores independientes que cooperan en paralelo. Son dos caminos distintos hacia el mismo objetivo, que es calcular más deprisa.

Las cifras de rendimiento

Vamos a los números. El Cray-1 original alcanzaba un rendimiento máximo teórico de unos 160 megaFLOPS. Era una máquina pensada para investigación, construida a medida.

La réplica logró 1,3 teraFLOPS con 64 núcleos activos en las pruebas más recientes. Según el museo, antes se alcanzaron 1,5 teraFLOPS con los 70 núcleos disponibles, hasta que un nodo se desconectó. Las mediciones se hicieron con un script propio en Python que multiplica matrices.

Veamos qué significa. Con 1,3 teraFLOPS, el clúster rinde unas 8.100 veces más que el Cray-1. Eso son unos 20 gigaFLOPS por núcleo activo. Con 1,5 teraFLOPS y 70 núcleos, la cifra por núcleo sube a unos 21 gigaFLOPS. Los dos resultados son coherentes entre sí. La pequeña diferencia puede deberse a la comunicación entre nodos, que cuesta tiempo cuando se reparte el trabajo.

Hay una conclusión clara. Los equipos de consumo de hace más de una década superan con mucho a la máquina que costó millones en su día. Es una muestra de cuánto ha avanzado el cálculo en medio siglo.

Refrigeración casi silenciosa

Un clúster de 30 ordenadores suele hacer bastante ruido. Quien haya pasado por una sala de servidores lo sabe. Aquí el equipo ha resuelto el problema sin ventiladores.

Los Mac mini van montados en vertical sobre bandejas de aluminio, dentro de un chasis de acero. Esa orientación convierte la torre en una chimenea térmica. El aire caliente sube por la estructura y sale por las rejillas superiores. No hace falta ningún ventilador añadido.

El resultado es casi inaudible. Según el museo, el único ruido apreciable procede de dos conmutadores Gigabit Ethernet situados en la base. Registran entre 30 y 33 decibelios. Cada Mac mini produce entre 12 y 15 dBA en reposo. Si sumamos 30 equipos, la teoría da algo menos de 30 dBA, así que los conmutadores dominan el conjunto. Es una estimación nuestra, no una medición. El equipo planea sustituir esos conmutadores por modelos silenciosos. No hay mediciones exactas desde el interior de la sala. Aun así, hay que acercarse mucho a la torre para oír algo.

El terminal de control

Para gobernar este gigante tranquilo, el equipo ha creado un terminal con aspecto de sala de control de la Guerra Fría. Combina elementos del DEC VT05 y del Processor Technology Sol-20, dos diseños de los años setenta. Incluye también un panel de control analógico. Más adelante quieren añadir lámparas originales de un IBM System/3.

Dentro del terminal hay un Mac mini maestro. Es el que dirige al resto de nodos del clúster. Los diseñadores pensaron al principio en monitores CRT para ganar autenticidad. Al final optaron por pantallas planas de Samsung. Así evitaron los problemas de conexión que surgen al enlazar tecnologías de épocas distintas.

El proyecto tiene más ideas pendientes. Entre ellas, unidades de disquete de 3,5 y 5,25 pulgadas bajo el escritorio. También una carcasa impresa en 3D para el teclado, que imitará el aspecto del clásico HP 250. Ese teclado es hoy el de un PowerMac G4. Todo ello refuerza la apuesta por el aire retro, sin renunciar a la comodidad moderna.

El salto a la TOP500

El equipo tiene un objetivo muy claro. La mitad superior de la torre sigue vacía. Quieren llenarla mediante una campaña de micromecenazgo. Con ese dinero comprarían entre 70 y 80 Mac mini con chip M4. La meta es crear un clúster capaz de entrar en la lista TOP500, que clasifica a los superordenadores más potentes del mundo.

Es un plan ambicioso, y todavía no es seguro que se logre. Sin embargo, la idea encaja con el espíritu del proyecto. El Cray-1 fue en su día la máquina más rápida. Volver a situarlo, aunque sea en forma de réplica, entre los grandes de la lista tendría un valor simbólico enorme.

Reflexiones adicionales

Este proyecto recuerda que la historia de la informática también se puede estudiar con las manos. Una réplica que calcula enseña más que una vitrina. Y reutilizar equipos de hace más de diez años le añade una lectura práctica. Treinta ordenadores que muchos habrían descartado forman ahora una pieza de divulgación.

Hay otros antecedentes. En 2014, los aficionados Chris Fenton y Andras Tantos construyeron una réplica a una décima parte del tamaño, según contó HPCwire. Les costó unos 225 dólares. El original salió por entre 5 y 8 millones. Ellos emulaban la lógica de la máquina en una placa pequeña. El museo español hace lo contrario. Conserva la presencia física y pone cómputo moderno detrás.

También conviene mantener los pies en el suelo. Comparar megaFLOPS con teraFLOPS es útil para dimensionar el avance, pero el rendimiento real depende del problema. Una tarea que se reparte bien entre nodos aprovecha casi toda la potencia. Otra, con mucha comunicación, pierde eficacia por la red. Aun así, la diferencia de escala es tan grande que la conclusión no cambia.