Die Nachteile der im Kapitel zuvor genannten Lösungen liegen auf der Hand. Lösungen für hohe Rechenleistung in Form von Supercomputer, Cluster, Blade-Server oder Beowulf Systeme sind entweder sehr teuer, nehmen viel Platz ein oder verbrauchen Unmengen an Energie. Diese Eigenschaften sind als ein Bündel in der Regel kaum machbar, und genau hier setzt die Idee von Cooler Master und MiniTechNet an. Aus einem Scherz heraus entstand der Gedanke, mehrere Mini-ITX Mainboards in einem Standard PC-Case einzubauen. Wir setzen dabei eine maximale Obergrenze von 3000 EUR an, sodass das Projekt auch wirtschaftlich Interessant ist und durch Austausch von gewissen Komponenten sowohl die Bereiche Office, LAN-Party Gaming als auch Small Supercomputing abdecken soll. Das System sollte kompakt sein wie ein kleiner Blade-Server oder eine nVidia Tesla Workstation, aber nur den typisch günstigen Anschaffungspreis eines Beowulf Clusters benötigen. Zudem sollte es jeder nach dem Do-it-Yourself Prinzip nachbauen können, mit einfachsten Mitteln und geringem Aufwand. Vorweg sei gesagt, dass es sich hier nur um eine Machbarkeitsstudie handelt die zwar an sich gut funktioniert, aber selbst in unseren Augen noch nicht ganz ausgereift ist. An eine reale Vermarktung hatten René Grau, Cooler Master und MiniTechNet bis zur offiziellen Vorstellung noch nicht gedacht. Daher machte sich René Grau auch ohne große Hintergedanken an die Arbeit mit dem einzigen festen Ziel, einen "krassen" PC für die CeBIT 2009 zu bauen, der dort ausgestellt werden sollte. In seinem Testlabor in Venlo (Holland), wo Cooler Master seinen europäischen Hauptsitz hat, baute René den 53 GHz PC Zusammen. Die spezielle Testlabor Ausstattung ermöglichte es ihm, den PC unter idealen Strombedingungen aufzusetzen und alle Schritte genau zu prüfen und messen.

Die Grundlage bot das Cooler Master ATCS 840 Gehäuse. Zugegeben, für uns als Mini-PC Magazin war es eine schwere Vorstellung, 5 kompakte Intel Mini-ITX Mainboards in so einem riesigen Case einzubauen. Wir hätten es uns kleiner gewünscht, doch letztendlich erwies sich genau dieses Case als die richtige Wahl für den ersten Versuch, da die vielen Kabel, die vielen Laufwerke und die aufwändige Wasserkühlung doch viel Platz beansprucht. Zudem sollten alle 5 Quad Core Systeme mit nur einem Netzteil betrieben werden, um die Effizienz des Netzteiles so weit wie möglich auszunutzen, was durch den sehr niedrigen Energieanspruch von gerade einmal 140 Watt im Idle und 480 Watt unter Volllast (Burn-In-Test) auch gezeigt wird. Jedes System verfügt über eine Festplatte und ein eigenes DVD-Laufwerk. Gekühlt wird mit WaKü´s von Cooler Master.

Intel, Seagate und Sony-Optiarc beteiligten sich am Projekt, weitere Hersteller hätten noch gerne mitgemacht, wobei wir aus Zeitgründen weitere Systeme erstmals aufschieben mussten, da das gesamte Projekt in knapp 2 Monate entstand und in den kommenden Tagen auf der CeBIT und in Modding Contests ausgestellt werden soll.

Insgesamt besteht der Cooler Master 53 GHz PC aus folgenden Komponenten

● 1 x Cooler Master Case ATCS 840

● 1 x Cooler Master Netzteil Real Power M 1000

● 5 x Intel DQ45EK Mini-ITX Mainboard

● 5 x Intel Core 2 Quad Q9400s

● 10 x 1 GByte Arbeistsspeicher

● 5 x Cooler Master DC/DC Converter

● 5 x Cooler Master Wasserkühlungs-CPU-Pumpen

● 1 x Cooler Master Aquagate Max Radiator

● 4 x Ausgleichsbehälter

● 5 x 2,5" HDDs mit je 80 GByte von Seagate

● 5 x DVD-Brennern Sony-Optiarc

Aufgrund der Wirtschaftlichkeit (geringe Anschaffungskosten) eines solchen Systems, ist es nicht nur für Firmen und Institutionen interessant die Clustering betreiben, sondern auch für kleinere Büros und Privatnutzer, die mehr Leistung oder mehrere PC-Systeme auf kleinstem Raum benötigen. Folgende Möglichkeiten sehen René Grau und ich voraus:

Office

Netbooks und Nettops haben gezeigt, dass man für Office nicht viel Leistung braucht, zumal nur Internet und Officeanwendungen betrieben werden. Thin-Client Lösungen sind jedoch recht teuer (400 - 600 EUR je Client) und benötigen einen zentralen Server, der diese steuert. Mit dem Cooler Master + MiniTechNet Konzept wäre es möglich, 4 - 6 Arbeitsplätze mit nur "einem PC" auszustatten. Dabei handelt es sich nicht um abgespeckte Thin-Clients, sondern um vollwertige Rechner. Mit Hilfe von günstigen Atom Mainboards (evtl. sogar mit Dual-Core für mehr Leistung), einem kompakteren Chassis mit reiner Luftkühlung sollte sich ein derartiges Komplettsystem für schätzungsweise 800 EUR reine Hardwarekosten bereits realisieren lassen.

LAN-Party PC

Wer auf LAN-Partys geht oder diese organisiert, kennt das leidige Thema der Aufbauarbeiten. Es werden viele Tische benötigt auf die Spieler ihre PCs abstellen. Mit so einem 5 in 1 PC ließen sich 5 Spieler an einem Tisch platzieren die alle von diesem PC bedient werden. Mittlerweile gibt es auch Mini-ITX Mainboards mit einer diskreten OnBoard Grafik, die für solche Einsätze wie geschaffen sind. Und die Zukunft verspricht ohnehin noch bessere integrierte Grafikchips. So ließen sich entsprechend optimierte Systeme bereits für 2000 EUR realisieren.

Small Workstation

Ein System wie der Cooler Master 53 GHz ist die ideale Wahl für Workstation oder Small-Supercomputing-Anforderungen, wenn gleichzeitig Platz und Geld gespart werden soll. Unser derzeitiges System erreicht mit den eingebauten CPUs eine Rechenleistung von 200 GigaFLOPS. Für Berechnung von wissenschaftlichen Aufgaben, Rendern von Video- und 3D-Szenen könnten solche Rechner einen enormen Leistungszuwachs bei geringen Kosten bieten. Für viele professionelle und wissenschaftliche Anwendungen gibt es mittlerweile Tools für verteiltes Rechnen. Neben den vielen meist wissenschaftlichen Projekten die mit  BOINC laufen, gibt es auch für CAD/CAM Applikationen wie Maya, Lightwave, Cinema 4D, 3D Studio Max, 3D Studio VIZ, Rhino 3D, Blender 3D entsprechende Netzwerkrenderer. Da das Rendering von Bildern oder Szenen nicht nur Minuten, sondern oft viele Stunden wenn nicht Tage auf einem Single-PC dauern würde, ließe sich damit die Renderingzeit um ein Vielfaches verkürzen. Oder anders ausgedrückt, wenn mehrere Szenen gerendert werden müssen, kann man diese parallel berechnen lassen auf je einem der 5 eingebauten PCs. Universitäten, Institutionen und große Firmen haben für solche Aufgaben meist teure Workstations zur Verfügung oder vernetzen die vielen Rechner - die im Unternehmen ohnehin vorhanden sind - miteinander um entsprechend höhere Rechenleistungen zu erzielen. Für kleinere 3D- und Videostudios könnten aber Lösungen wie der Cooler Master PC eine interessante und vor allem kostengünstige Alternative sein. Noch Interessanter wird so ein System, wenn man die Stream-Prozessoren (z.B. von integrierten nVidia oder ATI Chip) vom Grafikchip zum berechnen hinzunehmen würde. Für die nVidia CUDA Schnittstelle gibt es bereits einige 100 überwiegend wissenschaftliche Programme, doch auch für Videorendering gibt es Software wie TMPGEnc oder Adobe After Effecs, die sowohl Network- als auch CUDA-Rendering ermöglichen. Mit CUDA sollte so ein System locker die 1 TeraFLOPS Marke knacken können, und dies bei einem Preis der weit (um 5000 - 7000 EUR) unter dem liegt, was eine nVidia TESLA Workstation kostet.

Cluster und Supercomputer

Der Cooler Master 53 GHz PC erreicht kombinierte Rechenleistung von 200 GigaFLOPS und kann bereits jetzt als kleiner Supercomputer (Cluster) bezeichnet werden. Mit 10 solcher Maschinen im Clusterverband würde man die Rechenleistung des Supercomputer im Deutschen Klimarechenenzentrum bereits übertrumpfen, und dies bei einem Anscahffungspreis von gerade mal 30.000 EUR bei minimalstem Platzbedürfnis. Denken wir noch weiter, würden diese Systeme die CUDA Technik (mit eingebauter Grafikkarte) zusätzlich unterstützen, würde ein Clusterverband bestehend aus 10 solcher Rechner bereits in die Top10 der Supercomputer Deutschlands einziehen und es vielleicht auch schon in die Top500 der Welt schaffen, bei geringstem Kostenaufwand.

Der Cooler Master 20 Core 53 GHz Mini-ITX PC ist bis dato eine reine Machbarkeitsstudie, die günstige Desktop-PC-Komponenten in einem Case platzsparend verbaut. Bisher ist es auch das erste System, das so viele Mini-ITX Mainboards in einem Gehäuse integriert und dabei, durch die Verwendung von nur einem Netzteil, auch noch Strom spart. Die Idee scheint aber nicht ganz abwegig oder verrückt zu sein, denn sonst hätte Microsoft wohl nicht gerade in dieser Woche ein ähnliches Cluster-System (mit Intel Atom Mainboards) für Cloud-Computing Anwendungen vorgestellt. Somit lässt sich unser erstes Projekt durchwegs sehen, Cooler Master wird es übrigens auf der diesjährigen CeBIT in Halle 21 am eigenen Stand DE39 ausstellen. Wir laden jeden herzlich ein, sich diesen kleinen Supercomputer mal näher anzusehen. Jetzt sind wir auf Reaktionen unserer Partner und Leser gespannt, was sie von solchen Systemen halten. Aber mit René von Cooler Master haben wir schon jetzt vereinbart, dass wir noch einige dieser Systeme, möglicherweise mit anderen Komponenten und noch weiter optimiert, aufsetzen werden. Es bleibt also ein spannendes Thema.

Für kommende Projekte haben wir folgende Ziele im Visier:

● kompakteres Case

● Kühlsystem optimieren um Platz und Kosten zu sparen

● kleinere Netzteile einsetzen (1000 Watt werden ja nicht benötigt)

● mehr Grafikleistung integrieren

● Preis auf unter 2000 EUR zu drücken

● Varianten mit Intel Atom, AMD und ATI/nVIDIA Streamprozessoren bauen

● Ein standardisiertes Case zu entwickeln, mit dem jeder solche Supercomputer einfach bauen kann

[igor.c]