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Turing Pi 2: el clúster de bajo consumo

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Por lo general, no recomendamos proyectos de Kickstarter aquí en Hackaday, pero cuando el material prototipo aparece en nuestro escritorio, simplemente no podemos evitar jugar con él y escribirlo para los lectores. Y ahí es exactamente donde terminamos con el Pi de Turing 2. Es posible que esté familiarizado con el Turing Pi original, la placa portadora que ejecuta siete placas de cómputo Raspberry Pi a la vez. Esto es compatible con las versiones 1 y 3 de Compute, pero claramente se necesitaba un nuevo diseño para Compute Module 4. No contentos con solo admitir CM4, los desarrolladores de Turing Machines diseñaron una placa portadora de 4 ranuras basada en el pinout NVIDIA Jetson. . Se admite la gama completa de dispositivos Jetson y un adaptador simple ejecuta el CM4. Incluso hay un nuevo mod planeado en torno al RK3588, que debería ser bastante impresionante.

Una de las decisiones de diseño del TP2 es usar el factor de forma mini-ITX y la conexión de alimentación ATX de 24 pines, lo que nos da la opción de instalar el TP2 en una pequeña caja de computadora. Incluso hay un gabinete de montaje en rack personalizado planeado por la gente de My Electronics. Entonces, si desea 4 u 8 Raspberry Pi en un rack, este es el indicado para usted.

La llamada – y los riesgos

“Espera, espera”, te escucho decir, “¡Hay muchas maneras de montar Raspberry Pis!” Seguramente. Las opciones de factor de forma son útiles, pero la verdadera magia es el resto del tablero. La fuente de alimentación controlada individualmente para las cuatro placas desde una sola fuente de alimentación ATX proporciona una solución muy limpia. ¿Necesita reiniciar un Pi congelado de forma remota? Está el controlador de administración de la placa base (BMC) que realizará un control total de la energía en la red. Es el verdadero asesino de funciones: el BMC ejecutará firmware de código abierto y potenciará algunas funciones muy inteligentes. ¿Quiere que el UART solucione un problema de arranque? Está disponible desde los cuatro nodos BMC. ¿Necesita enviar una nueva imagen a un CM4? El BMC incluirá funciones de flash de imagen. Un conmutador de red gigabit incorporado conecta el Pis, el BMC y dos puertos Ethernet externos, todos los cuales admiten VLAN.

Por otro lado, todavía se implementa poca de la magia de BMC en las unidades de revisión. Esta es la mayor promesa del proyecto y el lugar donde podría salir mal. La implementación de firmware estable con todas las campanas y silbatos dentro de los tres meses posteriores a la fecha de envío esperada puede ser un poco optimista. Espero que el firmware funcione, con actualizaciones para refinar la experiencia en los meses posteriores al lanzamiento.

Luego está el IO extendido. La tarjeta viene con un par de puertos Mini PCIe, 4 puertos USB3 y un par de puertos SATA. Esto funciona a través de los carriles PCIe expuestos por los diversos módulos de cómputo. Los nodos 1 y 2 están conectados a puertos mini PCIe, el nodo 3 a SATA y el nodo 4 a puertos USB3. Además, se puede asignar dinámicamente un puerto USB2 conmutable a uno de los nodos existentes. Ah, y hay una salida HDMI desde el nodo 1, por lo que aún hay más opciones, como ejecutar un Pi CM4 de 8 GB como una máquina de escritorio. Una opción tardía agregada a Kickstarter bloquea cuatro puertos NVMe en la parte inferior de la placa, uno por ranura, aunque no todos los módulos de cómputo tienen carriles PCIe para admitirlo.

Ahora, tenga en cuenta que estoy probando una unidad de preproducción (más sobre eso más adelante), y todo lo anterior todavía no funciona. Se planean muchos cambios para las placas de producción en comparación con mi unidad, y el firmware BMC en esta placa es absolutamente mínimo. También hay problemas con la cadena de suministro. continuamos cubriendo aquí en Hackadaypero el TP2 tiene la ventaja de estar diseñado durante la escasez, por lo que debería poder evitar el uso de piezas difíciles de encontrar.

caso de uso

Ahora hablemos de lo que *no* hace. Puede parecer obvio, pero Turing Pi 2 no te ofrece una sola máquina ARM con más de 16 núcleos de procesamiento. No hay suficiente magia a bordo para que los dispositivos actúen como una computadora multiprocesador unificada. No estoy seguro de que haya suficiente magia para lograr esto. Sin embargo, obtiene cuatro máquinas fáciles de administrar que son perfectas para ejecutar servicios livianos o imágenes de Docker.

¿Busca una plataforma para aprender Docker y Kubernetes? ¿O un lugar para alojar Gitlab, Nextcloud y un servidor de archivos? ¿Tal vez quiera jugar Nginx como un proxy front-end y múltiples dispositivos que ejecutan servicios detrás de él? La naturaleza de Homelab-in-a-box del TP2 lo convierte en una opción útil para todo lo anterior. Y aunque razonablemente no puede hacer todo lo anterior en una sola Raspberry Pi, un grupo programable de 4 de ellos hace el trabajo perfectamente. La compatibilidad con VLAN significa que puede agregar NIC virtuales a sus nodos y crear una red interna. Con los dos puertos Ethernet físicos, incluso puede usar su TP2 como su enrutador principal, además de todo lo que puede hacer.

Pruebas en condiciones reales

Entonces, ¿cuál es el estado real del proyecto? Mi placa de preproducción actualmente está arrancando una Raspberry Pi CM4, un módulo Pine64 SOQuartz, una NVIDIA Jetson Nano y la Jetson TX2 NX. El Jetson Xavier NX tenía una peculiaridad que requería una pequeña edición del mapa, pero funciona como un campeón una vez que se ha hecho. Existen las verrugas normales de una placa de preproducción, como interruptores DIP adicionales en todas partes, y algunas peculiaridades, como que Ethernet solo llega a 100M para algunos dispositivos. Estos son problemas conocidos y un buen ejemplo de por qué está probando placas rev 0. El producto final debe tener todos los defectos resueltos.

Supervisé el consumo de energía y el máximo que logré exprimir es solo 30 vatios de potencia. Esto sugiere un caso de uso real, un clúster de computación fuera de la red. Los puertos mini-PCIe deben permitir un módem LTE (o puedes usar Starlink si estás *lejos* de la red). Agregue algunas cámaras e instale el metraje de la ventana acoplable Zoneminder, y tendrá una solución de videovigilancia de bajo consumo. Agregue un dongle RTL-SDR y el software rtl_433 que escucha la estación meteorológica con energía solar, y también puede rastrear el clima de forma remota. Solo por diversión corrí un janus imagen acoplable en uno de los Raspberry Pi CM4 en mi TP2. Janus es el servidor WebRTC que integramos con Zoneminder, y pude transmitir en vivo 12 cámaras de seguridad a 1080p, usando solo alrededor del 25 % de la potencia de CPU disponible, una carga de 1 a 1. Pi de cuatro núcleos. Es un testimonio de la ligereza de Janus, pero también un gran ejemplo de algo útil que podrías hacer con un TP2.

Y después

El Kickstarter ha terminado, con más de dos millones de dólares recaudados, pero no te preocupes, porque pronto podrás comprar un Turing Pi 2. Los pedidos se procesarán a través del Sitio web de Turing Pi en sí, manténgase atento a los detalles. Pasarán algunos meses hasta que la revisión final de la placa esté completa y enviada, con suerte con un firmware excelente y todo funciona exactamente como se anuncia. Finalmente, está la seductora tarjeta de cómputo RK1, con hasta 32 GB de RAM y ocho núcleos de Arm goodness desde el RK3588. Es un paso más allá y posiblemente una segunda campaña de Kickstarter. Pregunté sobre el soporte principal para el RK1 y me dijeron que era el principal, pero no están exactamente seguros de cuándo. Hay bastante entusiasmo en torno a este chip en particular, así que espere que la comunidad trabaje en conjunto para tener todo listo para el soporte general.

Puede haber una consecuencia no deseada de que Turing Pi 2 y RK1 usen el conector NVIDIA Jetson SO-DIMM. Imagine un dispositivo portátil construido sobre el Placa base Jetson de código abierto de Antmicro, que funciona con varios módulos de cómputo. Mencioné Pine64 SOQuartz: no es una tarjeta oficialmente admitida en TP2, pero debido a que Pine64 la construyó según las especificaciones de CM4, se ajusta directamente a la tarjeta adaptadora y funciona como un campeón. Existe una posibilidad interesante de que una o dos de estas interfaces de módulos de cómputo obtengan suficiente masa crítica para ser ampliamente utilizadas en dispositivos. Y si alguien se preguntaba, el uso del adaptador TP2 CM4 no arranca mágicamente un CM4 en una placa portadora Jetson Nano. Sí, lo comprobamos.

Entonces, ¿el Turing Pi 2 es para ti? Puede ser. Si no le importa hacer malabarismos con varias computadoras de placa única y el lío de cableado requerido, entonces tal vez no. Pero si la capacidad de colocar cuatro SBC en una sola caja mini-ITX, con un BMC que hace la vida más fácil, suena como una bocanada de aire fresco, entonces pruébelo. La verdadera prueba será la fecha de envío del producto terminado y la forma del soporte. Soy cautelosamente optimista de que no será muy tarde y que tendrá un firmware OSS en funcionamiento. No puedo esperar para tener en mis manos el producto final. Ahora, si me disculpan, creo que necesito configurar un sistema automatizado para crear imágenes acoplables aarch64.

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