Calcul distribué: brève introduction aux projets BOINC

Ici, beaucoup ont entendu parler du programme informatique distribué BOINC , peut-être même beaucoup y participent. Cet article est principalement destiné à ceux qui n'ont pas entendu parler de ce projet, mais qui pourraient s'y intéresser. Ici, je vais donner une brève description des projets les plus populaires.

BOINC est un progiciel permettant d'organiser rapidement l'informatique distribuée. Se compose de parties serveur et client. Il a été initialement développé pour le plus grand projet informatique volontaire - SETI @ home, mais des développeurs ultérieurs de l'Université de Californie à Berkeley ont rendu la plate-forme disponible pour des projets tiers. Aujourd'hui, BOINC est une plateforme universelle pour des projets dans le domaine des mathématiques, de la biologie moléculaire, de la médecine, de l'astrophysique et de la climatologie. BOINC donne aux chercheurs l'occasion d'exploiter l'énorme puissance de calcul des ordinateurs personnels du monde entier ¹ .

L'essentiel, c'est que ce programme permet à divers chercheurs, établissements d'enseignement ou simplement aux passionnés de sciences de trouver de l'aide auprès de personnes désireuses de partager le temps processeur avec elles. Une tâche nécessitant une puissance de traitement importante est divisée en parties plus simples et envoyée à différentes personnes si la solution est correcte pour sa part - le serveur de projet attribue un certain nombre de points au participant.
De nombreux participants sont organisés en équipes et organisent des compétitions entre eux dans divers projets.

Ce processus peut être brièvement décrit comme suit:



Actuellement, le réseau BOINC compte environ 300 mille participants actifs, ce qui donne au total plus de 9 millions d'ordinateurs et une performance de plus de 8 pétaflops (au moment de la rédaction).

Liste des projets
Ici vous pouvez voir les statistiques de tous les projets actifs.

SETI @ home

SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) est un domaine scientifique dont le but est de trouver une vie extraterrestre intelligente. Une méthode connue sous le nom de «radio SETI» consiste à utiliser des radiotélescopes pour recevoir des signaux à bande étroite depuis l'espace. Les signaux qui ne sont pas caractéristiques des phénomènes naturels serviront de preuve de l'utilisation des technologies extraterrestres.

Auparavant, les projets TAC utilisaient des superordinateurs spéciaux situés au télescope pour analyser les informations entrantes. En 1995, David Gedi a suggéré d'utiliser un grand nombre d'ordinateurs personnels connectés à Internet comme un supercalculateur virtuel pour analyser les signaux radio. Pour étudier cette idée, il a organisé le projet SETI @ home. Le projet SETI @ home a été lancé en mai 1999.

Rosetta @ home

Le projet Rosetta @ home vise à calculer la structure tridimensionnelle des protéines. Une telle recherche peut conduire à des médicaments pour des maladies comme le VIH, le paludisme, le cancer et la maladie d'Alzheimer.

Vous trouverez plus d'informations sur les objectifs et les méthodes de ce projet ici .

WorldCommunityGrid

Ce projet a été lancé par IBM pour calculer dans divers domaines scientifiques: décodage du génome humain, développement d'un remède contre le virus Ebola, cartographie des marqueurs chimiques de différents types de cancer, ainsi que recherche dans le domaine des énergies renouvelables.

Liste des projets terminés

Einstein @ home

Einstein @ Home vise à déterminer l'emplacement des pulsars en utilisant les données de l'observatoire laser des ondes gravitationnelles interférométriques ( LIGO ), du radiotélescope Arecibo , du télescope gamma spatial Fermi ( GLAST ).

Le signal qui a prouvé l'existence d'ondes gravitationnelles était trop court pour être traité par le projet, mais des données sont en cours de préparation pour une nouvelle recherche d'ondes gravitationnelles continues à travers le ciel.

Prévision climatique

Le projet calcule diverses simulations de modèles climatiques, ce qui nous permet de prédire comment la météo sur Terre changera à l'avenir.

Lutte contre le paludisme

Le projet utilise des ressources informatiques pour la modélisation stochastique de l'épidémiologie et de l'histoire naturelle du paludisme causé par Plasmodium falciparum .

MilkyWay @ Home

Le projet vise à créer des modèles tridimensionnels de haute précision de l' écoulement du Sagittaire , qui fournissent des informations sur la formation de la Voie lactée et la formation des bras de marée lors d'une collision de galaxies.

LHC @ Home

Le sous-projet SixTrack, conçu pour aider les scientifiques à améliorer les performances du LHC, calcule les différentes trajectoires de 60 particules, dans lesquelles le faisceau maintiendra la stabilité dans l'accélérateur. Le nombre de cycles est de 100 000 à un million de cycles, ce qui correspond à moins de 10 secondes de temps réel. Cela suffit pour vérifier si le faisceau maintiendra la trajectoire pendant une durée beaucoup plus longue ou s'il existe un risque de perte de stabilité du faisceau, ce qui peut entraîner de graves problèmes dans la réalité, par exemple, pour arrêter l'accélérateur ou la défaillance de certains détecteurs.

Primegrid

Le projet vise à rechercher des nombres premiers d'un type spécial. Une liste complète des sous-projets est disponible sur le site officiel.

Astéroïdes @ home

Le projet vise à augmenter la quantité d'informations sur les caractéristiques physiques des astéroïdes. Le programme traite les données des observations photométriques avec différents instruments à différents moments. Ces informations sont converties par l'inversion de la courbe de lumière , ce qui vous permet de créer un modèle 3D de la forme de l'astéroïde avec la détermination de la période et du sens de rotation autour de son axe.

Étant donné que les données des observations photométriques sont généralement étirées dans le temps, la période de rotation n'est pas directement visible. Une grande quantité de paramètres doit être vérifiée pour déterminer la solution optimale. Dans de tels cas, l'inversion de la courbe de lumière prend trop de temps et le calcul distribué est le seul moyen de gérer efficacement la photométrie de centaines et de milliers d'astéroïdes. De plus, afin de détecter des erreurs dans la méthode et de reconstruire les vrais paramètres physiques des astéroïdes, il est nécessaire de traiter une grande quantité de données sur des objets «synthétiques».

L'étude de la forme et d'autres paramètres des astéroïdes vous permettra d'en savoir plus sur leur taille réelle, s'ils représentent une menace réelle, et à l'avenir vous aidera à déterminer les objectifs appropriés pour les missions de recherche.



Base de modèles 3D d'astéroïdes

Cosmology @ Home

Le projet vise à rechercher un modèle qui décrit le mieux notre univers et à trouver quel groupe de modèles confirme les données actuelles obtenues par des études théoriques cosmologiques et des observations physiques pratiques.

Yoyo @ home

Le projet se compose de cinq sous-projets, dont chacun est un projet visant à trouver des solutions à divers problèmes théoriques: de la recherche de nombres impairs impairs à un projet de simulation du travail du collisionneur de muons .

POEM @ Home

Le projet vise à modéliser le repliement des protéines , ce qui permettra à l'avenir de déterminer plus précisément la fonction des protéines par leur structure. Ces connaissances peuvent aider dans la recherche médicale.

theSkyNet POGS

Il s'agit d'un projet de recherche astronomique pour le traitement des données de divers télescopes du monde dans différentes gammes du spectre électromagnétique. Le projet combine GALEX , Pan-STARRS1 et WISE pour créer un atlas multifréquence (spectre ultraviolet-optique-infrarouge) de notre environnement immédiat. Le projet détermine les paramètres physiques (masse stellaire des galaxies, absorption de rayonnement par la poussière, masse de la composante poussière, taux de formation d'étoiles) pour chaque pixel, en utilisant la technique de recherche optimale pour la distribution de l'énergie spectrale .

GPUGRID

Les simulations moléculaires effectuées par le projet sont parmi les plus fréquentes pendant le travail des scientifiques, mais elles sont également l'une des plus gourmandes en ressources, donc un supercalculateur est généralement utilisé pour les calculer. Comme d'autres projets biologiques BOINC, GPUGRID utilise des ressources informatiques pour simuler des protéines afin de mieux comprendre leur structure et développer des médicaments pour diverses maladies.

Liens utiles:

Versions de BOINC pour différents OS
GitHub
BOINC Wiki
Site en langue russe

Source: https://habr.com/ru/post/fr390749/