استفاده از کلاسترهای مک مینی M4: پروژه‌ای هیجان انگیز و جالب

کلاستر رایانشی چیست؟

در دنیای محاسبات، مفهوم کلاستر به معنای استفاده از چندین کامپیوتر برای انجام پردازش‌های سنگین هست. در این روش، وظایف پیچیده به واحدهای پردازشی مختلف تقسیم شده و به‌صورت موازی اجرا می‌شوند. این فرآیند منجر به کاهش چشمگیر زمان پردازش می‌شود و معمولاً در پروژه‌هایی که نیاز به محاسبات عظیم دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مک مینی M4 در کلاستر: تجربه‌ای جدید

الکس زیسکیند در یک ویدئوی یوتیوب، پروژه‌ای را معرفی کرده که در آن از پنج مک مینی M4 استفاده می‌کند. این دستگاه‌ها در یک قاب پلاستیکی قرار گرفته و وظایف به‌صورت موازی میان آنها توزیع می‌شوند. به جای استفاده از شبکه اترنت، زیسکیند از فناوری Thunderbolt Bridge بهره برده که سرعت ارتباط میان نودها را به شکل قابل توجهی افزایش داده و بسته‌های بزرگ‌تری از داده را با سرعت بالا منتقل می‌کند.

چرا Thunderbolt Bridge بهتر از اترنت است؟

سرعت اترنت معمولی حدود 1Gb/s است که در مدل‌های ارتقایافته می‌تواند به 10Gb/s برسد. اما Thunderbolt Bridge سرعتی معادل 40Gb/s در پورت‌های Thunderbolt 4 و 80Gb/s در مدل‌های Thunderbolt 5 ارائه می‌دهد. این ویژگی به‌ویژه در مدل‌های M4 Pro و M4 Max بهبود چشمگیری در عملکرد ایجاد می‌کند.

مزیت سیلیکون اپل در کلاستر

یکی از نکات برجسته در این پروژه، استفاده از سیلیکون اپل به جای کارت‌های گرافیکی قدرتمند در کلاستر هست. کارت‌های گرافیکی به حافظه ویدئویی زیادی نیاز دارند (معمولاً 8 گیگابایت)، در حالی که معماری حافظه یکپارچه سیلیکون اپل به پردازنده و کارت گرافیک اجازه می‌دهد که به حافظه مشترک دسترسی داشته باشند.

این امر، به‌ویژه در مک‌هایی با 32 گیگابایت حافظه یا بیشتر، دسترسی بیشتری به منابع ایجاد می‌کند. علاوه بر این، مک مینی‌ها مصرف برق بسیار کمتری نسبت به کارت‌های گرافیکی قدرتمند دارند و در نهایت، هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهند.

ابزارهای مورد استفاده در پروژه

زیسکیند برای راه‌اندازی این کلاستر از پروژه MLX استفاده کرده که یک چارچوب متن‌باز اپل برای تحقیقات یادگیری ماشین روی سیلیکون اپل هست. این ابزار با استفاده از روش استاندارد MPI، امکان استفاده از چند مک با عملکردهای مختلف را فراهم می‌کند.

در حالی که ابزارهای قدیمی‌تری مانند Xgrid محدود به پروژه‌های بزرگ بودند، MLX به‌طور خاص برای کلاسترهای کوچک طراحی شده و کاربردهای گسترده‌تری دارد.

کاربردها و محدودیت‌های کلاستر مک مینی

استفاده از یک کلاستر مک مینی برای وظایف عادی مانند اجرای برنامه‌ها یا بازی‌ها سودی ندارد. این روش بیشتر برای پردازش مجموعه داده‌های عظیم و پروژه‌هایی با شدت محاسباتی بالا مانند ساخت مدل‌های یادگیری ماشین مناسب هست.

زیسکیند در آزمایش‌های خود دریافت که خرید یک مک M4 Pro با عملکرد بالاتر، در بسیاری از موارد از ترکیب دو مک M4 کارآمدتر است. اما در شرایطی که نیاز به حافظه بیشتری وجود دارد یا پروژه‌ای از ظرفیت یک مک واحد فراتر می‌رود، کلاستر گزینه‌ای مناسب محسوب می‌شود.

چالش‌ها و مشکلات فنی

هرچند Thunderbolt سرعت بالایی ارائه می‌دهد، اما اتصال نودها از طریق هاب Thunderbolt پهنای باند را کاهش می‌دهد. اتصال مستقیم دستگاه‌ها این مشکل را برطرف می‌کند، اما محدودیت تعداد پورت‌ها، توسعه کلاستر را دشوار می‌کند.

همچنین، زیسکیند با مشکلات حرارتی روبه‌رو شد؛ مک میزبان بیش از حد گرم می‌شد، در حالی که نودها دمایی معقول داشتند.

آیا کلاستر مک مینی ارزش دارد؟

پروژه کلاستر مک مینی M4 یک ایده نوآورانه و جذاب هست که در شرایط خاصی می‌تواند مفید باشد. اما این فناوری برای استفاده روزمره کاربران معمولی مناسب نیست و برای بهره‌وری به پروژه‌های سنگین و تخصصی نیاز دارد.

اگرچه مک مینی‌ها با مصرف برق پایین و طراحی منحصربه‌فرد خود جذابیت دارند، اما محدودیت‌های فنی، مشکلات مقیاس‌پذیری و هزینه‌های بالای اولیه باعث می‌شود که استفاده از این روش تنها در پروژه‌های خاص توجیه‌پذیر باشد.

برای افرادی که نیاز به عملکرد بالا دارند، خرید مک‌های رده‌بالا مانند M4 Max با حافظه بالا همچنان انتخاب بهتری است. اما اگر پروژه‌ای از ظرفیت چنین دستگاه‌هایی فراتر برود، کلاستر مک مینی می‌تواند گزینه‌ای قابل تأمل باشد.