Волонтерские вычисления

редактировать

Волонтерские вычисления это тип распределенных вычислений, при котором люди жертвуют неиспользованные ресурсы своих компьютеров на исследовательский проект.

Практика, восходящая к середине 1990-х годов, потенциально может принести существенные выгоды. вычислительная мощность, доступная для повторного поисковики по минимальной цене. Как правило, программа, запущенная на компьютере добровольца, периодически обращается к исследовательскому приложению, чтобы запросить работу и сообщить о результатах. Система промежуточного программного обеспечения обычно выступает в роли посредника.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Промежуточное ПО
  • 3 Недостатки для участников
  • 4 Преимущества для исследователей
  • 5 Важность
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

История

Первым проектом добровольных вычислений был Great Internet Mersenne Prime Search, который был начат в январе 1996 года. За ним в 1997 году последовал distribution.net. В 1997 и 1998 годах в рамках нескольких академических исследовательских проектов были разработаны системы на основе Java для добровольных вычислений; Примеры включают Bayanihan, Popcorn, Superweb и Charlotte.

Термин «добровольные вычисления» был введен Луисом Ф. Г. Сармента, разработчиком Bayanihan. Он также является призывом к глобальным усилиям в области социальной ответственности или корпоративной социальной ответственности, как сообщается в Harvard Business Review или используется на форуме Responsible IT.

В 1999 г. SETI Запущены проекты @home и Folding @ home. Эти проекты получили широкое освещение в СМИ, и каждый привлек несколько сотен тысяч добровольцев.

В период с 1998 по 2002 год было создано несколько компаний с бизнес-моделями, включающими добровольные вычисления. Примеры включают Popular Power и United Devices.

. В 2002 году в Калифорнийском университете в Беркли был основан проект Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC).>Лаборатория космических наук, финансируется Национальным научным фондом. BOINC предоставляет полную систему промежуточного программного обеспечения для добровольных вычислений, включая клиент, клиентский графический интерфейс, систему времени выполнения приложений, серверное программное обеспечение и программное обеспечение, реализующее веб-сайт проекта. Первым проектом, основанным на BOINC, был Predictor @ home, основанный в Исследовательском институте Скриппса, который начал работу в 2004 году. Вскоре после этого SETI @ home и ClimatePrediction.net начали использовать BOINC. В течение следующих нескольких лет был создан ряд новых проектов на основе BOINC, в том числе Rosetta @ home, Einstein @ home и AQUA @ home. В 2007 году IBM World Community Grid перешла с платформы United Devices на BOINC.

Middleware

Клиентское программное обеспечение ранних проектов добровольных вычислений состояло из единой программы, объединяющей научные вычисления и распределенная вычислительная инфраструктура. Эта монолитная архитектура была негибкой. Например, было сложно развернуть новые версии приложений.

В последнее время добровольные вычисления переместились в системы промежуточного программного обеспечения, которые обеспечивают распределенную вычислительную инфраструктуру, независимую от научных вычислений. Примеры включают:

  • Открытая инфраструктура Berkeley для сетевых вычислений (BOINC) - наиболее широко используемая система промежуточного программного обеспечения. Он предлагает клиентское программное обеспечение для Windows, Mac OS X, Linux, Android и других вариантов Unix.
  • XtremWeb используется в основном как инструмент исследования. Он разработан группой из Университета Париж-Юг.
  • Xgrid разработан Apple. Его клиентские и серверные компоненты работают только в Mac OS X.
  • Grid MP - это коммерческая платформа промежуточного программного обеспечения, разработанная United Devices и использовавшаяся в проектах добровольных вычислений, включая grid.org, World Community Grid, Cell Computing и.

Большинство этих систем имеют одинаковую базовую структуру: клиентская программа запускается на компьютере добровольца. Он периодически связывается с серверами проекта через Интернет, запрашивая задания и сообщая о результатах выполненных заданий. Эта модель «вытягивания» необходима, поскольку многие компьютеры-добровольцы находятся за брандмауэрами, которые не разрешают входящие соединения. Система отслеживает «кредит» каждого пользователя, это числовая мера того, сколько работы компьютеры этого пользователя сделали для проекта.

Вычислительные системы добровольцев должны иметь дело с несколькими проблемами, связанными с компьютерами-добровольцами: их неоднородностью, их оттоком (тенденция отдельных компьютеров присоединяться к сети и покидать ее с течением времени), их нерегулярной доступности и необходимости не мешать их производительность при регулярном использовании.

Кроме того, компьютерные системы добровольцев должны решать проблемы, связанные с правильностью:

  • Добровольцы не подотчетны и по сути анонимны.
  • Некоторые добровольные компьютеры (особенно разогнанные) иногда дают сбой и возвращаются. неверные результаты.
  • Некоторые добровольцы намеренно возвращают неверные результаты или заявляют о завышенной оценке результатов.

Один из распространенных подходов к этим проблемам - это репликационные вычисления, при которых каждое задание выполняется как минимум на двух компьютерах. Результаты (и соответствующая оценка) принимаются только в том случае, если они в достаточной степени согласуются.

Недостатки для участников

  • Повышенное энергопотребление: ЦП обычно потребляет больше электроэнергии, когда он активен, чем когда он простаивает. Кроме того, желание участвовать может привести к тому, что доброволец оставит компьютер включенным на ночь или отключит функции энергосбережения, такие как приостановка. Более того, если компьютер не может должным образом охладиться, дополнительная нагрузка на ЦП добровольца может вызвать его перегрев.
  • Снижение производительности ПК: если вычислительное приложение добровольца запускается во время использования компьютера, оно может влияют на производительность ПК. Это связано с повышенным использованием ЦП, кеш-памяти ЦП, локального хранилища и сетевого подключения. Если ОЗУ является ограничением, это может привести к увеличению пропусков кеш-памяти диска и / или увеличению числа страниц. Вычислительные приложения добровольцев обычно выполняются с более низким приоритетом планирования ЦП, что помогает уменьшить конкуренцию ЦП.

Эти эффекты могут быть или не быть заметными, и даже если они заметны, доброволец может продолжить участие. Однако повышенное энергопотребление можно до некоторой степени устранить, установив параметр, ограничивающий процентную долю процессора, используемого клиентом, который доступен в некоторых клиентских программах.

Преимущества для исследователей

  • Добровольные вычисления могут предоставить исследователям вычислительную мощность, недоступную другим способом. Примерно 10 петафлопс вычислительной мощности доступно из вычислительных сетей добровольцев.
  • Добровольные вычисления часто дешевле, чем другие формы распределенных вычислений.

Важность

Хотя есть такие проблемы, как отсутствие подотчетности и доверия между участниками и исследователями при реализации проектов, волонтерские вычисления имеют решающее значение, особенно для проектов с ограниченным финансированием.

  • Поскольку в мире насчитывается более одного миллиарда ПК, добровольные вычисления могут предоставить больше вычислительных мощностей для исследователей, не обладающих необходимыми компетенциями относительно вычислительной мощности, по любой теме; такие как академические (университетские) или научные исследования. Кроме того, развитие технологий обеспечит продвижение потребительских товаров, таких как ПК и игровые приставки, быстрее, чем любые другие специализированные продукты, что, соответственно, увеличит количество ПК и вычислительную мощность в мире.
  • Суперкомпьютеры, которые имеют огромные вычислительные мощности чрезвычайно дороги и доступны только некоторым приложениям, только если они могут себе это позволить. В то время как волонтерские вычисления нельзя купить, их сила проистекает из общественной поддержки. Исследовательский проект, имеющий ограниченные источники и финансирование, может получить огромную вычислительную мощность, привлекая внимание общественности.
  • Благодаря волонтерской работе и оказанию поддержки и вычислительной мощности исследованиям по таким темам, как наука, граждане поощряются интересоваться наукой. а также гражданам разрешено иметь право голоса в направлениях научных исследований и, в конечном итоге, в науке будущего, поддерживая или не поддерживая исследования.

См. также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-18 05:22:03
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте