Komputasi Terdistribusi: Pengantar Singkat untuk Proyek-proyek BOINC

Di sini, banyak yang telah mendengar tentang program komputasi terdistribusi BOINC , bahkan mungkin banyak yang ambil bagian di dalamnya. Artikel ini terutama ditujukan bagi mereka yang belum pernah mendengar tentang proyek ini, tetapi mungkin tertarik untuk itu. Di sini saya akan memberikan deskripsi singkat tentang proyek paling populer.

BOINC adalah paket perangkat lunak untuk mengatur komputasi terdistribusi dengan cepat. Terdiri dari bagian server dan klien. Awalnya dikembangkan untuk proyek komputasi sukarela terbesar - SETI @ home, tetapi kemudian pengembang dari University of California di Berkeley membuat platform ini tersedia untuk proyek pihak ketiga. Saat ini, BOINC adalah platform universal untuk proyek-proyek di bidang matematika, biologi molekuler, kedokteran, astrofisika dan klimatologi. BOINC memberi para peneliti kesempatan untuk memanfaatkan kekuatan komputer pribadi yang sangat besar dari seluruh dunia ¹ .

Intinya adalah bahwa program ini memungkinkan berbagai penelitian, lembaga pendidikan atau hanya penggemar sains untuk menemukan bantuan dari orang-orang yang bersedia berbagi waktu prosesor dengan mereka. Sebuah tugas yang membutuhkan kekuatan pemrosesan yang signifikan dibagi menjadi bagian-bagian yang lebih sederhana dan dikirim ke berbagai orang jika solusinya benar untuk bagiannya - server proyek menghasilkan sejumlah poin kepada peserta.
Banyak peserta diatur dalam tim dan mengatur kompetisi di antara mereka sendiri dalam berbagai proyek.

Proses ini dapat dijelaskan secara singkat sebagai berikut:



Saat ini, jaringan BOINC memiliki sekitar 300 ribu peserta aktif, yang secara total memberikan lebih dari 9 juta komputer dan kinerja lebih dari 8 petaflops (pada saat penulisan).

Daftar proyek
Di sini Anda dapat melihat statistik untuk semua proyek aktif.

SETI @ home

SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) adalah bidang ilmu yang tujuannya adalah untuk menemukan kehidupan makhluk luar angkasa yang cerdas. Salah satu metode, yang dikenal sebagai "radio SETI," adalah menggunakan teleskop radio untuk menerima sinyal pita sempit dari luar angkasa. Sinyal yang bukan karakteristik dari fenomena alam akan berfungsi sebagai bukti penggunaan teknologi luar angkasa.

Sebelumnya, proyek TAC menggunakan superkomputer khusus yang terletak di teleskop untuk menganalisis informasi yang masuk. Pada tahun 1995, David Gedi menyarankan menggunakan sejumlah besar komputer rumah yang terhubung ke Internet sebagai superkomputer virtual untuk menganalisis sinyal radio. Untuk mempelajari ide ini, ia mengatur proyek SETI @ home. Proyek SETI @ home diluncurkan pada Mei 1999.

Rosetta @ home

Proyek Rosetta @ home bertujuan untuk menghitung struktur tiga dimensi protein. Penelitian seperti ini dapat mengarah pada obat untuk penyakit seperti HIV, malaria, kanker, dan Alzheimer.

Informasi lebih lanjut tentang tujuan dan metode proyek ini dapat ditemukan di sini .

WorldCommunityGrid

Proyek ini diluncurkan oleh IBM untuk menghitung dalam berbagai bidang ilmu: mendekode genom manusia, mengembangkan obat untuk virus Ebola, memetakan penanda kimia berbagai jenis kanker, serta penelitian di bidang energi terbarukan.

Daftar proyek yang diselesaikan

Einstein @ home

Einstein @ Home bertujuan untuk menentukan lokasi pulsar menggunakan data dari Laser Interferometric Gravitational Wave Observatory ( LIGO ), teleskop radio Arecibo , Fermi space gamma telescope ( GLAST ).

Sinyal yang membuktikan keberadaan gelombang gravitasi terlalu pendek bagi proyek untuk diproses, tetapi sekarang data sedang dipersiapkan untuk pencarian baru untuk gelombang gravitasi kontinu di langit.

Prediksi iklim

Proyek ini menghitung berbagai simulasi model iklim, yang memungkinkan kita untuk memprediksi bagaimana cuaca di Bumi akan berubah di masa depan.

Kontrol malaria

Proyek ini menggunakan sumber daya komputer untuk pemodelan stokastik epidemiologi dan sejarah alami malaria yang disebabkan oleh Plasmodium falciparum .

MilkyWay @ Home

Proyek ini bertujuan untuk menciptakan model Sagitarius Flow tiga dimensi presisi tinggi , yang memberikan informasi tentang bagaimana Bima Sakti terbentuk dan bagaimana gelombang pasang terbentuk selama tabrakan galaksi.

LHC @ Rumah

Sub proyek SixTrack, yang dirancang untuk membantu para ilmuwan meningkatkan kinerja LHC, menghitung berbagai lintasan 60 partikel, di mana balok akan mempertahankan stabilitas di akselerator. Jumlah siklus adalah dari 100.000 hingga sejuta siklus, yang sesuai dengan kurang dari 10 detik waktu nyata. Ini cukup untuk memeriksa apakah balok akan mempertahankan lintasan untuk waktu yang lebih lama atau jika ada risiko kehilangan stabilitas balok, yang dapat menyebabkan masalah serius dalam kenyataan, misalnya, untuk menghentikan akselerator atau kegagalan beberapa detektor.

Primegrid

Proyek ini bertujuan untuk mencari bilangan prima dari jenis khusus. Daftar lengkap sub proyek dapat ditemukan di situs web resmi.

Asteroid @ rumah

Proyek ini bertujuan untuk meningkatkan jumlah informasi tentang karakteristik fisik asteroid. Program ini memproses data pengamatan fotometrik dengan instrumen yang berbeda pada waktu yang berbeda. Informasi ini dikonversi oleh inversi dari kurva cahaya , yang memungkinkan Anda untuk membuat model 3D dari bentuk asteroid bersama dengan penentuan periode dan arah rotasi di sekitar porosnya.

Karena data pengamatan fotometrik biasanya diperpanjang dalam waktu, periode rotasi tidak "terlihat" secara langsung. Sejumlah besar parameter harus diperiksa untuk menentukan solusi optimal. Dalam kasus seperti itu, membalik kurva cahaya membutuhkan waktu terlalu lama dan komputasi terdistribusi adalah satu-satunya cara untuk berurusan secara efektif dengan fotometri ratusan dan ribuan asteroid. Selain itu, untuk mendeteksi kesalahan dalam metode dan merekonstruksi parameter fisik asteroid yang sebenarnya, perlu untuk memproses sejumlah besar data pada objek "sintetis".

Mempelajari bentuk dan parameter asteroid lainnya akan memungkinkan Anda mempelajari lebih lanjut tentang ukuran sebenarnya, apakah itu menimbulkan ancaman nyata, dan di masa depan akan membantu menentukan tujuan yang cocok untuk misi penelitian.



Basis model 3D asteroid

Kosmologi @ Rumah

Proyek ini bertujuan untuk mencari model yang paling menggambarkan Alam Semesta kita, dan menemukan kelompok model mana yang mengkonfirmasi data terkini yang diperoleh dari studi kosmologis teoretis dan pengamatan fisik praktis.

Yoyo @ rumah

Proyek ini terdiri dari lima sub-proyek, yang masing-masing merupakan proyek untuk menemukan solusi untuk berbagai masalah teoretis: dari menemukan angka ganjil ganjil hingga proyek untuk mensimulasikan pekerjaan collider muon .

POEM @ Rumah

Proyek ini bertujuan untuk memodelkan pelipatan protein , yang di masa depan akan membantu untuk lebih akurat menentukan fungsi protein berdasarkan strukturnya. Pengetahuan seperti itu dapat membantu dalam penelitian medis.

POGSkyNet

Ini adalah proyek penelitian astronomi untuk memproses data dari berbagai teleskop dunia dalam rentang spektrum elektromagnetik yang berbeda. Proyek ini menggabungkan GALEX , Pan-STARRS1 dan WISE untuk menciptakan atlas multi-frekuensi (spektrum ultraviolet-optik-inframerah) dari lingkungan terdekat kita. Proyek ini menentukan parameter fisik (massa galaksi bintang, penyerapan debu, massa komponen debu, laju pembentukan bintang) untuk setiap piksel, menggunakan teknik pencarian optimal untuk distribusi energi spektral .

GPUGRID

Simulasi molekuler yang dilakukan oleh proyek adalah beberapa yang paling sering dilakukan para ilmuwan, tetapi mereka juga merupakan salah satu yang paling intensif sumber daya, sehingga superkomputer biasanya digunakan untuk menghitungnya. Seperti proyek biologis BOINC lainnya, GPUGRID menggunakan sumber daya komputer untuk mensimulasikan protein untuk lebih memahami struktur mereka dan mengembangkan obat untuk berbagai penyakit.

Tautan yang bermanfaat:

Versi BOINC untuk berbagai OS
GitHub
BOINC Wiki
situs berbahasa Rusia

Source: https://habr.com/ru/post/id390749/