Dragan SIMIĆ

1. april 2023.

Seriju članaka o Pine64 uređajima nastavljamo opisom donekle neuobičajenog Clusterboarda, koji kao ploča-nosač omogućava jednostavno formiranje kompaktnog klastera sa najviše sedam nezavisnih jedinica, povezanih u lokalnu gigabitnu mrežu na nivou samog Clusterboarda. Kao jedinice mogu da se koriste SOPine moduli, koje smo detaljno opisali u SK 3/2023 (i.sk.rs/32040) ili SOEdge moduli, o kojima možda nekada bude više reči na ovim stranicama. Radi uštede prostora, nećemo opisivati SOPine modul, već ćemo cenjene čitaoce uputiti da pročitaju zaseban članka koji smo pomenuli iznad, a orijentisaćemo se na specifičnosti upotrebe SOPine modula na Clusterboardu.

A ‑ valjkasti konektor za jednosmerno napajanje koje obezbeđuje 15 ampera na pet volti; B ‑ gigabitni Ethernet port koji obezbeđuje ugrađeni osmoportni gigabitni svič; C ‑ ’reset’ dugme, zajedničko za sve module; D ‑ mesto za dve obične AA baterije, za rezervno napajanje za časovnike na svim modulima; E ‑ konektor za eMMC modul, koji je spojen na prvi slot za modul; F ‑ slot za pojedinačni SOPine ili SOEdge modul; G ‑ USB‑A 2.0 konektor, za svaki od modula; H ‑ mikro‑USB 2.0 konektor, za svaki od modula; I ‑ LED za signalizaciju aktivnosti, za svaki od modula; J ‑ dvadesetopinski igličasti GPIO konektor, za svaki od modula; K ‑ konektor za litijumsku bateriju, kao alternativni način napajanja svakog od modula; L ‑ Realtek RTL8211E PHY čip za interni gigabitni Ethernet link od sviča do svakog od modula, sa po dve dodatne statusne LED; M ‑ osmoportni Realtek RTL8370N gigabitni Ethernet svič čip; N ‑ standardni ATX konektor za napajanje, kao druga opcija za napajanje; O ‑ konektor za taster za uključivanje spojenog ATX napajanja; P ‑ opcionalni izlaz na pet volti za napajanje priključenih hard‑diskova ili za neku drugu namenu; Q ‑ mesto za dva opciona otpornika za generisanje opterećenja koje zahtevaju neka ATX napajanja na svojim izlazima na 3,3 i 12 volti, koji se na Clusterboardu ne koriste

Clusterboard je donekle neobična ploča-nosač za maksimalno sedam SOPine ili SOEdge modula, izvedena u standardnom Mini-ITX formatu, dimenzija 167×170 milimetara. Sve module povezuju u klaster ugrađeni osmoportni Realtek RTL8370N gigabitni Ethernet switch čip i sedam ugrađenih Realtek RTL8211E PHY čipova, koji zajedno obezbeđuju sedam internih gigabitnih Ethernet linkova do svakog od modula i jedan eksterni gigabitni Ethernet port kojim se, na mrežnom nivou, čitav Clusterboard povezuje sa ostatkom sveta. Radi lakšeg razumevanja, ovakva postavka je, na mrežnom nivou, ekvivalentna sa sedam uobičajenih SBC-a, povezanih sa standardnim osmoportnim gigabitnim Ethernet switchom, ali u znatno kompaktnijoj formi. Takođe, Clusterboard obezbeđuje dve varijante zajedničkog napajanja za sve module, konektor za jedan eMMC modul, po dva USB 2.0 porta za svaki od modula, igličaste GPIO konektore za proširenja i pristup serijskim konzolama modula, statusne LED za aktivnost modula i za mrežne linkove modula, logiku i taster za resetovanje svih povezanih modula, kao i još ponešto, što je sve detaljnije opisano u objašnjenju oznaka na pratećoj slici gornje strane Clusterboarda. Naravno, kompletne električne šeme za Clusterboard, kao i ostali detaljni podaci o hardverskim komponentama koje su iskorišćene na njemu, javno su dostupni kroz zvanični Pine64 wiki na adresi https://wiki.pine64.org/wiki/Clusterboard.

Clusterboard je kroz svoje postojanje prošao kroz nekoliko revizija na hardverskom nivou, koje su donosile minorne izmene. Na primer, zadnja hardverska revizija uklonila je konektore za litijumske baterije za sve module i sve povezane elektronske komponente, pošto je to bila retko upotrebljavana funkcija Clusterboarda, a koja ga je bespotrebno poskupljivala. Da ne bude da je sve sjajno i bajno, Clusterboard ima i određene probleme na hardverskom nivou koje je, vremenom, primetila i rešavala Pine64 zajednica, poput prilično ozbiljnog problema vezanog za upotrebu dve AA 1,5V baterije za rezervno napajanje za ugrađene časovnike na SOPine modulima. Autor ovog članka je učestvovao u nalaženju odgovarajućeg rešenja za taj problem na hardverskom nivou, što je sve dokumentovano na gorepomenutoj Pine64 wiki stranici i na zvaničnom Pine64 forumu.

U ovom trenutku se, sasvim opravdano, postavlja pitanje čemu to sve služi, a uz to i (ne) radi? Reč je o veoma specifičnom komadu hardvera, koje pruža dobra rešenja u svojim specifičnim sferama primene. U suštini, gde god je potreban klaster sačinjen od nezavisnih nodova povezanih lokalnom mrežom, pri čemu je koncept klastera bitniji od ukupnog nivoa performansi, Clusterboard može da posluži kao dobro rešenje. Drugim rečima, Allwinner A64 SoC-ovi koji se nalaze na SOPine modulima ni po čemu nisu šampioni brzine u današnje vreme, ali povezani u klaster pružaju dobar ukupni nivo performansi za zadatke koji mogu da se paralelizuju. Sedam SOPine nodova donosi ukupno 28 procesorskih jezgara, ukupno 14 gigabajta RAM-a i, recimo, barem 256 gigabajta distribuiranog prostora za skladištenje podataka, što uopšte nije tako loš ukupan kapacitet. Dodajmo, prvenstveno, na sve to mogućnost posedovanja klastera sa sedam nezavisnih nodova u veoma kompaktnoj formi, kao i otvorenost kompletne hardverske platforme i njenu podržanost u upstream projektima, i stvari postaju jasnije. Na primer, želite da eksperimentišete ili stičete iskustvo sa paraleliziranim kompajliranjem, sa Kubernetes klasterizacijom ili sa GlusterFS fajl sistemom? Clusterboard veoma dobro odgovara na takve zadatke, pri čemu je fokus na raspoloživosti niskobudžetnog klastera u kompaktnoj formi, a drugačija produkciona okruženja mogu da odgovore na zahteve za sirovim performansama.

Nažalost, Clusterboard već duže vreme nije dostupan u zvaničnoj Pine64 prodavnici, kao posledica haosa na tržištu elektronskih komponenata koji je izazvala svima nam mrska pandemija virusa korona. Na sreću, Pine64 nije odustao od Clusterboarda kao projekta, pa je njegovo ponovno pojavljivanje u prodaji prilično izvesno u nekoj doglednoj budućnosti.