Совместное финансирование наукоёмких проектов обширно употребляется во многих государствах. На Kickstarter удачно собирали средства кроме того на космический телескоп и плазменный двигатель ценой полтора миллиона долларов. Российский уровень научно-публичных инициатив значительно скромнее, но они стремительнее выполняются и несложнее отслеживаются. Показательной стала история проекта известного кранчера Александра Андреева, входящего в состав русского отделения IDGF. Мысль собрать публичный сервер для исполнения научных расчётов и установить его в дата-центре ИППИ РАН была самой популярной в разделе «Разработки» отечественной крауд-платформы Boomstarter.
Не так долго осталось ждать Александр приступит к сборке сервера, средства на каковые удалось собрать в рекордные сроки. Изначально у всех были громадные сомнения в успехе, но они развеялись уже спустя семь дней. Менее чем за половину расчётного времени проект был полностью профинансирован и привлекает спонсоров.
Начальник команды Russia Team с организаторами русских проектов РВ на Национальном суперкомпьютерном форуме (фото: boinc.ru).
Время храбрецов-одиночек в науке неспешно проходит. Современные изучения – это коллективный труд, в котором приходится обрабатывать большие количества разрешённых и сопоставлять различные точки зрения. Традиционно для анализа употреблялись замечательные компьютеры, но сложности решаемых задач неуклонно возрастают.
Сейчас они в далеком прошлом превосходят возможности вычислительных совокупностей, каковые смогут позволить себе научные коллективы. К примеру, несколько доктора химических наук Марка Томпсона вычислила энергию двухсот пятидесяти тысяч разных молекул – потенциальных кандидатов на роль нового покрытия солнечных панелей. Для этого восемь дата-центров Amazon загрузили на восемнадцать часов. На университетских компьютерах исследователи бы обсчитывали четверть миллиона молекул до конца своих дней, и всё равняется бы опоздали.
Суперкомпьютеры требуются вследствие того что большая часть изучений сейчас сопряжено с огромным количеством вычислений. Физикам, астрологам, химикам, другим учёным и генетикам требуется обрабатывать терабайты данных по окончании каждой серии опытов. Они контролируют миллионы вариантов, вычисляя пространственные конфигурации органических молекул, моделируют поведение элементарных частиц, работу мозга человека, глобальные процессы на Земле и во всей видимой части Вселенной.
Моделирование развития звездных потока и скоплений Стрельца в проекте Milkyway@Home (изображение: caltech.edu).
Все эти сверхзадачи подразумевают наличие развитого математического аппарата, потому, что в конечном счёте формулируются на языке нулей и единиц, а скорость их исполнения зависит от качества методов. Многие задания для суперкомпьютеров связаны с проверкой математических догадок, развитием способов поиска и математического анализа оптимальных стратегий в ответе задач определённого класса.
Согласно данным мирового рейтинга TOP500 в текущем году удвоилось число замечательных русских суперкомпьютеров. Большинство из них предназначена именно для научных расчётов и установлена в вычислительных центрах больших университетов страны. Но на практике их применение затруднено целым рядом обстоятельств, главными из которых остаются бюрократические препятствия, и скудный и своеобразный комплект дешёвых программных средств.
Хороший вариант прогресса, в котором прикладные дисциплины развиваются за счёт достижений фундаментальной науки, тормозится антропогенным причиной. Взять утверждение заявки на применение ресурсов любого суперкомпьютера для многих научных коллективов делается неразрешимой проблемой. Им культурно (и не весьма) отказывают, не видя в таком сотрудничестве пользы. Так как счёт за электричество для суперкомпьютеров оплачивает один ВУЗ, а рейтинг растёт у другого.
Расчёт энергии протеиновых молекул в проекте Rosetta@Home (изображение: imgur.com).
В отыскивании выхода группы исследователей обращаются к второму способу ответа непростых математических задач – распределённым вычислениям (РВ) на персональных компьютерах добровольцев. «Компьютерра» уже писала об открытой платформе BOINC. Она объединяет свободные вычислительные ресурсы любой компьютерной техники (от кластеров до смартфонов) сотен тысяч добровольцев в мире. На момент написания статьи их суммарная мощность превышала восемь петафлопс, что сравнимо с производительностью суперкомпьютера Mira (BlueGene/Q), занимающего пятую строке рейтинга в последнем перечне TOP500.
Но часть участников в BOINC всегда была мелка. Для новых проектов она образовывает считанные проценты, а в самых популярных редко превышает одну треть. Многие участники на долгое время приостанавливают расчёты, исходя из этого кроме того один круглосуточно трудящийся замечательный компьютер либо маленький сервер вносит ощутимый вклад в неспециализированное дело.
За двадцать три дня до намеченной даты сбор средств на сервер для кранч-центра уже выполнен на 113%. Кроме того с учётом выросшего курса американского доллара, собранной суммы хватает на приобретение шестиядерного процессора Intel Xeon E5-2620v2 с помощью Hyper-Threading и материнской платы серверного класса с двумя процессорными гнёздами. В случае если приток пожертвований продолжится, то второй сокет не будет пустовать, а конфигурацию сервера продолжат совершенствовать. Быть может, в нём кроме того покажутся векторные ускорители как в настоящих суперкомпьютерах. Благо, все проекты в BOINC только легко масштабируются и поддерживают вычисления в неоднородной среде.
В дата-центре ИППИ РАН для РВ применяют как сервер, так и простые системные блоки уровня SOHO, объединённые посредством платформы BOINC (фото: boinc.ru).
На начальной стадии в дата-центре ИППИ РАН покажется совокупность с двенадцатью, а после этого и с двадцатью четырьмя логическими ядрами, каковые будут загружены 24 часа в день ответом научных задач. За данной прекрасной метафорой прячется и тот факт, что участники команды будут поддерживать работу компьютера собственными силами.
Распределением вычислительных ресурсов будет заниматься “Russia Team” – одна из сильнейших русских команд необязательных РВ с практически десятилетней историей. Её организаторы собираются использовать новый сервер для помощи, первым делом, отечественных научных проектов, одним из которых стал SAT@Home.
С каждым днём способы привлечения ресурсов добровольцев применяются в ответе всё более важных задач. Особенность крауд-разработок содержится в том, что они стимулируют друг друга. Одно глобальное перемещение оказывает помощь реализовать второе. В этом и кроется основной секрет большинства амбициозных проектов.