Оригинал материала
Российских ученых пригласили в глобальную вычислительную сеть
Российскому научному сообществу представили последние достижения в работе всемирной сети World Community Grid (WCG) и предложили сотрудничество: WCG ищет исследовательский проект из России в сфере изучения и охраны окружающей среды. Произошло это на семинаре, организованном корпорацией IBM.
«Полит.ру» уже писал о технологии Grid, но в более общем виде. На сей раз о том, что такое World Community Grid и какие у нее возможности, участникам семинара рассказал Энди Стэнфорд-Кларк, специалист IBM в области вычислений и Интернет-технологий. Он отметил, что в мире существует около 650 миллионов персональных компьютеров, причем большинство из них при работе задействует лишь малую часть своей мощности. В то же время эти неиспользованные ресурсы могут быть направлены на благо всего человечества. С этой целью в 2004 году была создана система World Community Grid – крупнейшая глобальная вычислительная система для решения важнейших гуманитарных проблем. «У ученых много идей, но реализация их часто зависит от объемов вычислительных мощностей, которые ограничены. World Community Grid позволяет их многократно увеличить и, таким образом, сделать невозможное возможным».
Как устроена система? Её члены – пользователи персональных компьютеров в разных странах, устанавливают себе специальную программу, которая во время работы компьютера, незаметно для пользователя выполняет некоторый объем вычислений и отсылает данные в центр сбора и обработки информации. Таким образом, участники бесплатно предоставляют свои простаивающие процессорные ресурсы для распределенных вычислений, которые становятся доступны мировому научному сообществу. На сегодняшний день в такую сеть входят более 875 тысяч компьютеров, принадлежащих более 350 тыс. участникам – волонтерам. По суммарной мощности эта вычислительная сеть превосходит любой из существующих на сегодня суперкомпьютеров. С её помощью уже выполнено 44 млрд. вычислений.
Какие же задачи решает World Community Grid? На сегодняшний день система работает над шестью проектами. Проект FightAIDS@Home направлен на создание лекарства против ВИЧ: среди миллионов химических соединений идет поиск вещества, способного блокировать вирусную протеазу, что делает невозможным размножение вируса. Проект Human Proteome Folding ставит задачу определения трехмерной пространственной структуры белков человека и изучает изменение этой структуры под влиянием различных инфекций.
Проект Help Cure Muscular Dystrophy исследует белок-белковые взаимодействия, которые приводят к тяжелому заболеванию – мышечной дистрофии. Проект Discovering Dengue Drugs направлен на борьбу с возбудителями гепатита С, тропической лихорадки, лихорадки Западного Нила и желтой лихорадки; специалисты ищут блокатор вирусной протеазы.
Проект AfricanClimate@Home ставит целью совершенствование климатических моделей для более качественного прогнозирования регионального климата в Африке, чтобы улучшить жизнь людей, повысить эффективность сельского хозяйства и экономики. Последний проект Help Conquer Cancer, стартовавший 6 ноября 2007 года, направлен на изучение белков, связанных с раковыми заболеваниями, методом рентгеновской кристаллографии.
Два проекта уже завершены: Genome Comparison – сравнение генов с известной функцией с новыми генами, чтобы установить роль последних; и Help Defeat Cancer – совершенствование ранней диагностики рака по биомаркерам. На очереди – совершенствование климатических моделей, выявление онкологических маркеров методом масс-спектрометрии, борьба с птичьим гриппом и другими пандемиями, сейсмические исследования.
Проекты отбираются независимым Экспертным советом, в который входят ведущие ученые разных стран. Когда проект принят, исследователи разрабатывают программный код. Специалисты IBM разделяют – распараллеливают глобальную задачу проекта на миллионы подзадач (единиц работы). Именно они и решаются ресурсами отдельных участников. Серверы рассылают эти единицы работы на компьютеры волонтеров по всему миру. В решение каждой отдельной подзадачи вовлекается часть процессорной мощности, причем участник может уменьшить или увеличить это долю в зависимости от загрузки компьютера собственной работой. В среднем на выполнение каждой единицы работы уходит 10 часов компьютерного времени на ПК с частотой 1,8 ГГЦ. После этого система посылает результаты на центральный сервер. Размер одного сообщения с результатами – 1 Мб, так что на объем трафика это почти не влияет. Далее следует проверка – во избежание ошибок одна и та же единица работы посылается нескольким пользователям, полученные от них результаты сравниваются и неверные – выбраковываются. Отдельные результаты интегрируются в общий конечный результат, который становится всеобщим достоянием.
World Community Grid уделяет большое внимание безопасности отдельных компьютеров участников и безопасности данных. Волонтеры могут быть уверены, что загрузка программы в персональный компьютер совершенно безопасна, она не приведет к появлению ни программ-шпионов, ни вирусов.
О партнерах WCG рассказала Татьяна Кипчакова, директор по корпоративным отношениям IBM, Россия. По её словам, на сегодня у системы 373 организаций-партнеров, в числе которых исследовательские центры, университеты, корпорации, крупные научные музеи. Партнеры поощряют участие своих сотрудников в проекте силами офисных компьютеров.
В России в сети World Community Grid состоят 1812 участников и 5200 компьютеров. Есть три партнерские организации, в том числе телекоммуникационная компания Welcon-Line. Специалисты компании сделали русскоязычную версию сайта по проекту борьбы со СПИДом (www.fightaidsathome.ru), где отражают в реальном времени работу над проектом.
«Наша команда предоставляет неиспользуемые вычислительные ресурсы более чем 1000 персональных компьютеров для борьбы со СПИДом, и мы призываем всех пользователей компьютеров потратить пять минут своего времени на то, чтобы присоединиться к этим совместным усилиям», – говорит Андрей Колков, директор Welcon-Line. По его словам, российское общество ничего не знает о том, зачем нужна World Community Grid и как она работает. Нужно как можно больше объяснять цели и задачи проекта, а также убеждать людей в абсолютной безопасности для них участия в нем.
IBM ставит задачу расширения сети World Community Grid путем привлечения в нее новых участников из разных стран. С расширением появится возможность решать больше исследовательских задач. Уже сейчас корпорация ищет исследовательский проект из России для предоставления ему возможностей grid-технологий. Организаторы отдают предпочтение проектам, связанным с изучением и охраной окружающей среды. Это может быть моделирование стихийных явлений, природных катастроф, изменений климата, оценка запасов природных ресурсов, охрана и восстановление ландшафтов и т.п. Критерии для отбора проектов – научная значимость, глобальный характер проблемы и возможность разделить задачу на множество подзадач.
Исследователи, заинтересованные в использовании ресурсов WCG для выполнения своих проектов, могут получить консультацию по адресу: wcg@ru.ibm.com. Заявки на участие в проекте, оформляются на сайте World Community Grid, и каждый, кто захочет стать волонтером WCG, может загрузить бесплатное программное обеспечение и зарегистрироваться по адресу: www.worldcommunitygrid.org. В инфраструктуру World Community Grid могут быть включены компьютеры, работающие с операционными системами Windows, Mac и Linux. Участник может сам выбрать тот проект, для которого он хотел бы предоставить свои компьютерные ресурсы.
В иллюстрации использованы картинки с сайта Tryscience.org, на котором в интерактивно-игровом режиме можно испытать возможности глобальной вычислительной сети и решить одну из проблем человечества.