Databehandling for videnskaben

"@Home" projekter rotter sig sammen og formerer sig

Charles Q. Choi

Fans af rumtidskontinuuet kan nu afdække gravitationskrusninger på deres skrivebord takket være februar søsætningen af Einstein@Home. Projektet er et af de seneste af mindst 60 "@Home" projekter, der nu er på Internettet, i hvilke, personlig-computer brugere kan donere ekstra processor kraft til at hjælpe med at løse videnskabelige problemer. Og der er ingen grund til at vælge en mission frem for en anden: @home software kan nu multitaske og der findes nok mikrochip muskler til at behandle mange flere fordelt-beregning projekter.
    Undtaget beregningsmæssigt intense opgaver som gengivelse af grafik, anvender moderne PC'er, der udfører mindst en milliard floating-point operationer pr. sekund (dvs. de fleste hjemmecomputere bygget siden omkring 2000), næsten aldrig deres fulde kraft. Fordelt beregning drager fordel af denne reservekapacitet ved at opdele krævende opgaver til mindre og sende dem over Internettet til sædvanligvis ledige computere, som så kan arbejde på dem. Resultatet er beregningsmuskler uden fortilfælde: IBMs BlueGene/L, som nu er den kraftigste supercomputer, leverer omkring 70 trillioner flops; i mellemtiden kører SETI@home konservativt bedømt på omkring 500.000 PC'er ved mere end 100 trillioner flops, siger SETI@home direktør David P. Anderson.
    Siden det første offentlige fordelt-beregning projekt - Great Internet Mersenne Prime Search - blev igangsat i 1996 for at lede efter store primtal, er virtuelle supercomputing projekter dukket op fra det alvorlige (afprøvning af potentielle lægemidler med Fight AIDS@home) til det sublime (Monkey Shakespeare Simulator). Anderson forventer, at hundreder af @home projekter vil dukke op i de næste få år og at antallet af deltagende CPU'er vil nå 30 millioner fra de omtrent 1,3 millioner i dag.
    En nøgleudvikling i bølgen er dannelsen af fordelt-beregning platforme, der kan være vært for mange projekter. Blandt de største er Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC), som er vært for SETI@home og Einstein@Home såvel som det tidligere uafhængige Climateprediction.net, der tilsluttede sig i august. I de kommende måneder vil BOINC partnere inkludere FightAIDS@home, PlanetQuest og Orbit@home. Andre paraply fordelt-beregning software platforme inkluderer Grid.org, som kører to projekter for at finde forbindelser mod kræft og forudsige tredimensionale proteinstrukturer ud fra aminosyre sekvenser, og Find-a-Drug.org, som i øjeblikket har ni projekter, der leder efter lægemidler mod forskellige lidelser som Malaria og Creutzfeldt-Jakob syge, den menneskelige slægtning til mund og klovsyge.
    Sådanne @home værter er også tidsbesparere for forskere. BOINC, f.eks., tilbyder åben-kilde infrastruktur kode, så forskere ikke behøver at skrive deres egen. Det kan tage adskillige person-år at udvikle softwaren, fordi den skal virke beskedent på forskellige operativsystemer i op til en million computere, mens den beskytter mod forkerte resultater og ondsindede angreb. "Vi ønsker at gøre det let for forskere at få adgang til millioner af computeres beregningskraft," siger Anderson, som også leder BOINC.
    Anderson vurderer, at for en typisk computer er den praktiske øvre grænse for antallet af @home projekter omkring 12. På det punkt er dens beregningskraft pakket så tyndt, at projekter regner den for unyttig. En service, der roterer en PC automatisk mellem projekter, er mulig i fremtiden, tilføjer han. Men alligevel kunne paraply platforme genere hinanden, hvis de kører samtidig på den samme computer. Men med de omtrent 200 millioner privatejede computere i verden, bemærker Ed Hubbard, præsident for United Devices i Austin, Tex., som kører Grid.org, "er der masser af plads til alle."

Mindst 60 fordelt-beregning projekter er til rådighed i dag [se http://distributedcomputing.info/projects.html]. Blandt dem:

SETI@home: Analyserer radiosignaler for at søge efter udenjordisk intelligens.

Climateprediction.net: Søger at forbedre nøjagtigheden af langtrækkende global klima forudsigelse.

PlanetQuest: Analyserer teleskopdata for at opdage ny udensols planeter, når de formørker stjerner.

Orbit@home: Sporer asteroider, der kunne kollidere med Jorden.

LHC@home: Simulerer hvordan partikelstråler kunne bevæge sig i Large Hadron Collider, som bliver bygget på CERN nær Geneve.

Oversat fra: Processing for Science, Scientific American, maj 2005.

3. august, 2005.

Index