Resumen
- La Fuerza Aérea de Estados Unidos construyó una poderosa supercomputadora a partir de un clúster de PlayStation 3 para lograr eficiencia de costos y ahorro de energía.
- La arquitectura única de PS3 planteó desafíos para los desarrolladores, pero la hizo adecuada para el procesamiento paralelo en clústeres.
- Sony eliminó la función OtherOS debido a preocupaciones de piratería, impidiendo el uso futuro de consolas PS3 en clústeres de supercomputadoras.
¿Alguna vez tuviste una PlayStation 3? Un dato curioso sobre esa consola en particular es que en 2010, la Fuerza Aérea de los EE. UU. construyó la 33.ª supercomputadora más poderosa del mundo al construir un clúster de PlayStation 3 con casi dos mil consolas que trabajaban juntas para procesar imágenes satelitales de alta definición. Si bien los clústeres de PlayStation 3 en la década de 2000 eran bastante comunes, es poco probable que vuelva a suceder.
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Cómo se construyeron los clusters de PlayStation 3
Una maravilla de la informática
En la década de 2000, Sony permitió a los usuarios instalar otros sistemas operativos en su PlayStation 3 a través de la función "OtherOS". Esta función era oficial y se utilizaba para instalar sistemas como Yellow Dog Linux, Fedora y Ubuntu, aunque Sony la eliminó en 2010, aparentemente por razones de seguridad. Los piratas informáticos siguieron utilizando firmware personalizado para seguir utilizando Linux en sus PS3, aunque esto acabó con la adopción generalizada de la función y también provocó que Sony se enfrentara a una demanda colectiva en la que acabó pagando 10,07 dólares a cada miembro del grupo casi una década después.
SegúnPhys, el llamado "Condor Cluster" era capaz de realizar 500 billones de operaciones de punto flotante por segundo (TFLOPS) y costaba sólo entre el cinco y el diez por ciento de lo que costaría una supercomputadora "real" capaz de ofrecer el mismo rendimiento.Phystambién afirma que por cada consola PlayStation que costó 400 dólares a la USAF, una tecnología comparable habría costado 10.000 dólares por unidad, y el proyecto completo habría costado 2 millones de dólares. No sólo eso, sino que las PS3 eran increíblemente eficientes energéticamente, y el Condor Cluster aparentemente utilizaba sólo el 10% de la energía de una supercomputadora de rendimiento comparable.
En cuanto a la gestión de conexiones entre el clúster de PlayStation 3, se pueden utilizar herramientas de interfaz de paso de mensajes (MPI) como OpenMPI o MPICH para ese fin, y software de clúster como TORQUE (Terascale Open-source Resource and Queue Manager), Slurm o HTCondor para gestionar la programación de tareas y la asignación de recursos. Por último, se configura el almacenamiento compartido para que todos los dispositivos del clúster puedan acceder a los mismos datos en paralelo.
La PS3 utilizaba un procesador IBM Cell, un procesador que Gabe Newell, de Valve, dijo en una ocasión que era una "pérdida de tiempo para todos". Si bien era indudable que se trataba de un procesador potente, el hardware de la PS3 era excepcionalmente diferente del que había en la Xbox 360 en ese momento, y posiblemente, diferente de lo que había en básicamente cualquier otro hardware informático anterior. Con su elemento de procesamiento de energía (PPE) central y siete elementos de procesamiento sinérgico (SPE) (técnicamente ocho, aunque uno estaba deshabilitado en la PS3 para mejorar el rendimiento), los desarrolladores tuvieron que aprender a crear juegos para una arquitectura completamente nueva, lo que significó que se estaban realizando avances años después de que la consola comenzara a funcionar.
Es famoso el hecho de que el director ejecutivo de Sony Computer Entertainment, Kaz Hirai, haya dicho una vez en un número de la revista oficial de PlayStation que la consola había sido diseñada intencionalmente de esa manera.
No proporcionamos la consola "fácil de programar" que (los desarrolladores) quieren, porque "fácil de programar" significa que cualquiera podrá aprovechar prácticamente todo lo que el hardware puede hacer, así que la pregunta es, ¿qué haces durante el resto de los nueve años y medio?
Aunque la explicación tiene unmínimode sentido, no es exactamente una gran justificación de la dificultad que causó a los desarrolladores. Esta misma arquitectura que hizo que la PS3 fuera diferente del resto del panorama de consolas y de la informática también planteó dificultades en clústeres, aunque también significó que era una máquina muy capaz para el procesamiento en paralelo.
En cuanto a por qué tenía sentido utilizar las PS3 en un clúster de supercomputadoras, los ocho SPE de la PS3 se parecen un poco a los núcleos de GPU modernos en el sentido de que están diseñados específicamente para manejar una gran cantidad de cálculos matemáticos simples muy rápidamente. Básicamente, era una forma de obtener hardware barato que pudiera procesar una gran cantidad de datos en paralelo y, con múltiples máquinas en un clúster unidas entre sí con un puente MPI, se convertían en una oferta muy atractiva para los posibles constructores de supercomputadoras.
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Por qué no puede volver a suceder nunca más
Una combinación de bloqueo de software y costes
El problema para la capacidad de la PS3 de ser utilizada como supercomputadora fue doble, al menos para Sony. Para empezar, parece que el primer jailbreak exitoso en la PlayStation 3 (que permitió a los consumidores disfrutar de juegos pirateados y homebrew) hizo uso de la función OtherOS del sistema para desactivar la seguridad en la consola. En un mensaje en un foro hace más de 13 años, encontréaparentes registros de chatcon George Hotz, o geohot, donde dice lo siguiente:
En OtherOS, las 7 SPU están inactivas. Puedes ordenar a una SPU (lo que dejaré como ejercicio para el lector) que cargue metldr, desde allí cargar el cargador que elijas y desde allí descifrar lo que elijas, desde paquetes hasta archivos propios, incluidos los de versiones futuras.
En esencia, esto significa que Hotz pudo descifrar cualquier cosa en la máquina usando uno de los SPE. Un SPU es el núcleo del SPE, donde el SPE también tiene su propio almacenamiento local de 256 KB y un controlador de flujo de memoria o MFC. En otras palabras, geohot está aludiendo al uso de OtherOS como una forma de obtener las claves en la PS3, algo que había sido objeto de burlas por parte de fail0verflow en el Chaos Communication Congress 27C3. Hotz luego publicó la clave de cifrado privada, aunque luego fue demandado por Sony. Ese caso se resolvió más tarde fuera de los tribunales.
Dado que parece que OtherOS se utilizó como un vector de ataque para la PS3, tiene mucho sentido que Sony quisiera bloquearlo y eliminar la función. También creo que hizo que el trabajo de Sony fuera significativamente más difícil de evitar que sus claves de cifrado se filtraran, dado que con OtherOS, se tenía acceso total al sistema, lo suficiente como para que la USAF pensara que podía construir una supercomputadora completa con casi dos mil de estas máquinas. Si bien se suponía que el hipervisor de Sony evitaría el acceso a la GPU "Reality Synthesizer" del RSX, elhipervisor que habilitaba OtherOSfue posteriormente explotado para obtener acceso total al sistema.
Sin embargo, la piratería y la seguridad no son las únicas razones por las que es poco probable que volvamos a ver algo así. Las consolas, en su mayoría, se suelen vender con pérdidas para posicionarlas en un nivel de precio atractivo. Las empresas como Sony suelen ganar cantidades significativas de dinero con las licencias de juegos, lo que significa que el coste de la consola puede ser inferior al coste de producción porque se supone que la persona que compra la consola también comprará juegos. Esto pone más dinero en el bolsillo de Sony, por lo que incluso si una consola se vende con pérdidas, los juegos que se vendan deberían compensarlo.
El problema es que cuando hay grupos como la USAF que construyen su supercomputadora a partir de consolas PS3, Sony está teniendo pérdidas con cada consola vendida y no tiene forma de recuperarlas. Esas consolas nunca se van a utilizar para jugar, lo que significa que Sony nunca va a recuperar el dinero que perdió con cada consola vendida. No es que Sony sea una pequeña empresa independiente con hambre de fondos, pero significa que no hay ningún atractivo en vender una consola con una característica como OtherOS de nuevo porque la consola no se puede vender con pérdidas para posicionarla mejor en el mercadoeincluso podría abrir la puerta a la piratería en el futuro.
Hoy en día, el panorama de las consolas es un poco diferente, pero la práctica de vender consolas con pérdidas sigue siendo algo habitual.Segúnel director financiero de Sony, Hiroki Totoki, en 2021, la PS5 con lector de discos, que costaba 500 dólares, se había vendido con pérdidas inicialmente, pero finalmente se había vuelto rentable, mientras que la PS5 solo digital todavía se vendía con pérdidas. Del mismo modo, la Xbox One S y la One X en ese momento también se vendieron con pérdidas, lo queaparentemente sigue siendo lo mismo hoy en día. Sin embargo, Nintendo no es conocida por esta práctica, ya que solo se sabe que la 3DS después de su reducción de precio y la Wii U se vendieron con pérdidas.
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