Wetterballon: Raspberry Pi in höheren Sphären
Mit einer Serie von professionell aufgezogenen Projekten, den Raspberry Pi mit Hilfe eines Wetterballons in die Stratosphäre zu schicken, ist der Brite David Akerman bekannt geworden. Mit einem kleinen Team ließ er einen kälteisolierten Mini-PC mit 5-Megapixel-Kamera, GPS-Modul und zwei CB-Funk-Sendern im Gepäck unter einem mit Latex-Wetterballon vom südwestlichen England aus steigen. Zuvor genehmigte die UK Civil Aviation Authority den Flug, der es auf eine Höhe von 39 994 Metern schaffte. In einem späteren Flug Mitte 2013 erreichte der Versuchsaufbau sogar 43.639 Meter.
Foto: Dave Akerman
Die Bordkamera war so vorkonfiguriert, per Script alle drei Minuten Bilder zu machen. Die hochauflösenden Bilder wurden auf der SD-Karte gespeichert, die niedrigen Auflösungen waren über den Funkkanal verfügbar. Bei der Suche der Nutzlast nach der Landung des Wetterballons half das GPS-Modul bei der Ortung. Beschreibungen des Aufbaus, vergangene Ballonreisen mit Bildern und Berichte über zukünftige Projekte liefert dieser Blogeintrag. Die dokumentierten Ballonreisen nehmen in ihrer Komplexität zu. Das letzte Projekt war Ende 2013 vor der witterungsbedingten Winterpause die Reise des Raspberry Pi von England bis in die Ukraine auf 34 000 Metern Höhe. Danach ging die Nutzlast verloren, was allerdings einkalkuliert war.
Cluster: Raspberry Pi mal 64
An der englischen Universität von Southampton stemmte ein Team um Professor Simon Cox mit dem Raspberry Pi ein größeres Selbstbauprojekt und verband 64 Platinen des Mini-PCs zu einem Cluster. Jedes der Einzelsysteme (Nodes) startet von SD-Karte sein eigenes Betriebssystem, ein Debian Wheezy für ARM-Prozessoren. Damit aus dem Verbund ein Parallelrechner wird, ist der Cluster per Message Passing Interface (MPI) über Ethernet zusammengeschaltet. D
Foto: Dave Akerman
er gesamte Cluster mit seinen einzelnen Netzteilen wird - anders als die üblichen Cluster mit dieser Anzahl an Nodes - ganz normal aus der Steckdose mit Strom versorgt. Das Gehäuse besteht aus Lego-Steinen und ist eine Konstruktion von Simon Cox’ damals sechsjährigem Sohn. Zusammen mit der nötigen Netzwerk-Hardware, um alle Platinen per Ethernet zu einem Cluster zu verbinden, lag der Materialaufwand bei umgerechnet 3000 Euro.
Aufgrund der eher bescheidenen Rechenleistung der ARM-Prozessoren ist dieser Cluster natürlich kein Superrechner, und das Entwicklerteam hat zur Ermittlung einer Leistungsangaben in Flops (Fließkommaoperationen pro Sekunde) den Benchmark Linpack, der üblicherweise bei Superrechnern zum Einsatz kommt, für den Raspberry Pi kompiliert. Auf einem einzigen Raspberry Pi liefert Linpack 65.000 Kiloflops. Wird ein komplexes Problem auf den gesamten Cluster verteilt, kommt das Gesamtsystem auf 1,14 Gigaflops. Zum Vergleich: Ein Intel Core i5 kommt in einem vergleichbaren Benchmark mit Linpack auf 90 Gigaflops. Das Flaschenhals des Rasbperry-Pi- Clusters ist natürlich das Netzwerk, das auf 100 MBit begrenzt ist. Dafür ist der Cluster aber gut als Testplattform geeignet, um Programme für den tatsächliche Supercomputer der Universität zu entwickeln.