12 августа журнал Science опубликовал статью Pulsar Discovery by Global Volunteer Computing. В ней описано открытие нового пульсара с частотой вращения 40,8 Гц. Само по себе это открытие не перевернуло мир, но оно обращает на себя внимание тем, как было сделано.
Всякий раз, когда включается заставка на экранах компьютеров в сети Einstein@Home, процессор начинает обсчитывать астрофизические данные. Материалом для анализа служат записи гравитационных волн и радиоспектров, в котором излучают пульсары. Именно так, на домашнем компьютере супругов Колвин и Даниэля Гебхардтов из штата Айова, был открыт новый пульсар, описанный в журнале Science.
На прошлой неделе мы говорили о двух важных классах задач в информатике. Задача распределения вычислений по нескольким процессорам как раз относится к классу неполиномиальных задач. В комментариях к первой части статьи, кстати, поднят вопрос о компенсации советского супер-образования в ВУЗ-ах типа МФТИ. Это из разряда вопросов, на которые простого ответа нет. Вторая часть интервью выйдет в следующем выпуске техносреды.
Вернемся к распределенным вычислениям. Технология сети Einstein@Home проста: большая вычислительная задача разбивается на фрагменты, каждый из которых отправляется по интернету двум участникам сети. Задача поиска пульсара, например, свелась к поиску периодического сигнала в определенном спектре частот с помощью преобразования Фурье. После обсчета результаты сравниваются и, если они совпадают, принимаются центральным сервером. Сеть Einstein@Home объединяет сейчас 270000 пользователей по всему миру. Они находятся в 192-х странах. Суммарная мощность сети 0,25 ПФЛОП/сек. ФЛОП – это одна операция с плавающей точкой. Для сравнения суперкомпьютер IBM Roadrunner достиг 1 пета ФЛОПа/сек в 2009-ом году.
Вся разница в том, что суперкомпьютеры чрезвычайно дороги. А распределенные сети пользовательских компьютеров – почти бесплатны (почти, потому что оператору сети нужно поддерживать центральный сервер). Таким образом, они позволяют решать сверхкрупные вычислительные задачи, на которых нет сверхфинансирования.
Что получают взамен пользователи? Тут можно бы сказать на тему «хорошей кармы» и «чувства удовлетворения», но коль скоро колонка о технологиях, сделаем наши определения четкими. Перед нами в чистом виде социальная технология. Она объединяет людей для решения общей задачи. Участие в сети никаких особых усилий и вложений от участника не требует: достаточно установить небольшую программу на свой компьютер и оставить его включенным после того, как сработает заставка. Программное обеспечение, которое обеспечивает распределение, создано независимой организацией. Оно бесплатное и с открытым кодом. Последнее особенно важно, т.к. пользователи могут узнать, что именно они устанавливают на свой компьютер. С точки зрения центрального сервера, эта технология использования простаивающих ресурсов.
Что получают пользователи? Все дело в том, как формулируется участие в проекте. Пионерами распределенных вычислений были проекты математический GIMPS (1995 г.), SETI@home и проект общего назначения distributed.net. SETI@home – проект поиска внеземных цивилизаций путем анализа астрофизических данных. Он привлек внимание к новой технологии и создал множество пользователей. Мысль об открытии «сигнала из космоса» на своем компьютере для многих показалась заманчивой. Далее сеть продолжала расти, а задачи менялись. В итоге технология получила достаточное распространение, чтобы использовать ее для вполне серьезных академических задач. Помимо «Эйнштейна» сейчас развивается несколько сетей с проектами по биологии, химии, физике, искусственному интеллекту, медицине.
Участие в таких проектах выводит человека из замкнутого личного мирка и приоткрывает ему дверь в интеллектуальный мир. Поэтому можно сказать, что продукт этой социальной технологии не только впечатляющие CPU, но и дозированное ощущение общего дела и благотворного участия в нем. Этот продукт пользуется спросом. Сеть Einstein@Home начала набирать пользователей в августе 2007-го. За три года она выросла с нуля до четверти миллиона человек. Супруги Колвин и Даниель Гебхардт, на компьютерах которых обсчитывался пульсар, упомянуты в статье в Science, но в соавторы они не включены.
Дмитрий Крылов, PhD, независимый эксперт по инновационным технологиям