Calculul voluntar este un calcul distribuit folosind resurse de calcul furnizate voluntar . Sistemele moderne de calcul pentru calcul voluntar sunt construite pe baza sistemelor de rețea .
Odată cu apariția și dezvoltarea rapidă a Internetului , ideea utilizării voluntare a calculatoarelor utilizatorilor obișnuiți conectați prin Internet pentru organizarea calculatoarelor distribuite a devenit din ce în ce mai populară . În 1994, David Gidi a propus ideea organizării unui proiect masiv de calcul distribuit care folosește computere voluntare - SETI@home [1] . Planul științific al proiectului, elaborat de David Gidi și Craig Kasnoff din Seattle, a fost prezentat la a cincea Conferință Internațională de Bioastronomie în iulie 1996 [2] .
În ianuarie 1996, a început proiectul GIMPS pentru a găsi numerele prime Mersenne .
Pe 28 ianuarie 1997, competiția RSA Data Security a fost lansată pentru a rezolva problema hackingului prin simpla enumerare a unei chei de criptare a informațiilor RC5 pe 56 de biți . Datorită unei bune pregătiri tehnice și organizatorice, proiectul, organizat de comunitatea non-profit distributed.net , a devenit rapid cunoscut [3] .
Pe 17 mai 1999, SETI@home a început pe baza calculului grid, iar la începutul anului 2002, dezvoltarea platformei deschise BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing) a fost finalizată la Universitatea din California din Berkeley , dezvoltată din aprilie. 2000, inițial pentru SETI@Home , dar primul de pe platforma BOINC a fost proiectul Predictor@home , lansat pe 9 iunie 2004.
Astfel de proiecte de calcul distribuite pe Internet precum SETI@Home și Folding@Home au o putere de calcul nu mai mică decât cele mai moderne supercomputere . Productivitatea integrată a proiectelor pe platforma BOINC la 17 decembrie 2016 este de 28,7 peta flops [4] . Pentru comparație, performanța de vârf a celui mai puternic supercomputer (pentru 2016) Sunway TaihuLight este de 93 de petaflopi [5] . Până la jumătatea anului 2011, cel mai puternic supercomputer a fost Tianhe-1A cu o performanță de „doar” 2,57 petaflopi [6] . Proiectul este notat în Cartea Recordurilor Guinness ca fiind cel mai mare calcul [7] .
Până în prezent, pentru a simplifica procesul de organizare și gestionare a calculului distribuit, au fost create mai multe sisteme software , atât comerciale, cât și gratuite.
Schema generală de participare la un anumit proiect de calcul distribuit arată astfel: un potențial participant descarcă partea client a software-ului pentru sistemul său de operare , o instalează, o configurează și o lansează. Clientul accesează periodic serverul de proiect - solicită date de la acesta pentru procesare și trimite rezultatele. În acest caz, clientul este executat cu cea mai mică prioritate (prioritate inactiv ) și nu interferează cu munca principală.
Există mai multe metode pentru a atrage participanți la proiecte de calcul distribuite. În primul rând, aceasta este publicitate , inclusiv pe site-uri web legate de subiectele proiectului. Aproape fiecare proiect încearcă să intereseze potențialii participanți prin descrierea importanței problemei care se rezolvă și aplicarea ulterioară a rezultatelor soluției sale în viața reală. Aici, desigur, proiectele care au astfel de aplicații (de exemplu, descoperirea de medicamente și alte proiecte biomedicale) pot beneficia foarte mult.
Multe proiecte creează un mediu de competiție între participanți în ceea ce privește cantitatea de calcule efectuate, atât în clasamentul individual, cât și în echipă. Probabil, stimulentul de a participa la astfel de proiecte este oportunitatea de a „lăuda” în fața altor participanți cu resursele de calcul disponibile. Un factor important aici este prezența unor statistici detaliate și proiectate atractiv cu privire la munca depusă de participanți, tabele de rating, forumuri pentru discutarea proiectului și elemente similare de informare și comunicare - toate acestea formează o rețea socială pentru participanții să comunice între ca și cum- oameni cu minte. În același timp, scopul real al calculelor proiectului pentru mulți dintre ei se estompează în fundal și nu devine la fel de important ca, de exemplu, detaliile de proiectare ale site-ului și software-ului client. Succesul acestei abordări este dovedit de existența multor site-uri de echipe care participă la un anumit proiect, care promovează în mod voluntar și independent proiectul selectat și atrag noi participanți.
Unele proiecte de calcul distribuite sunt finanțate într-un fel sau altul și oferă participanților recompense bănești pentru obținerea anumitor rezultate. În special, proiectele care caută obiecte rare (de exemplu, numere de un fel special) pot recompensa anumiți participanți care găsesc următorul obiect de căutare pe computerul lor. Astfel de proiecte pot fi văzute ca o loterie , în care participanții plătesc cu resursele lor computerizate calculând ceva util (sau inutil) și au șansa de a câștiga un premiu. În același timp, șansa de succes este direct proporțională cu capacitățile investite – ca la loterie: cu cât cumperi mai multe bilete de loterie, cu atât ai mai multe șanse să câștigi.
În 2013, a fost lansat proiectul Gridcoin - o criptomonedă care utilizează tehnologia blockchain , a cărei emisie este asociată cu participarea la calcularea științifică distribuită a platformei BOINC , de exemplu. utilizatorii sunt recompensați pentru „contribuțiile de calcul” la știință.
Organizatorii calculatoarelor distribuite declară inițial că participarea tuturor celor care se alătură proiectelor lor este gratuită, precum și că rezultatele acestora vor fi publicate. Cu toate acestea, problema este că codul sursă al programelor client ale majorității proiectelor nu este deschis publicului, ceea ce înseamnă că participantul final al proiectului nu are posibilitatea de a analiza activitatea programului client - o încercare de a dezasambla . programul poate fi ilegal ; astfel, nu se știe exact ce fel de calcule face de fapt software-ul client.
Un utilizator obișnuit poate deveni un participant involuntar la unul sau altul proiect de calcul voluntar, al cărui software poate fi instalat de un virus informatic . Un astfel de program client bazat pe viruși care nu dăunează informațiilor, dar ocupă puterea de calcul a dispozitivului utilizatorului, poate rămâne nedetectat pentru o lungă perioadă de timp. Rețelele (proiectele) pentru activități ilegale sau neaprobate se numesc botnets .
La 7 aprilie 2013, erau 2.563.466 de participanți la proiect BOINC înregistrați care au conectat 8.812.982 de computere (gazde).
Statistici detaliate ale proiectelor BOINC
| Total | Activ | |
|---|---|---|
| Membrii | 2 563 466 | 259 791 |
| gazde | 8 812 982 | 442 507 |
| Echipe | 98 055 | 22 649 |
| Țări | 251 | 238 |
| Puncte totale | 1436484956800 | |
| Numărul mediu de puncte pe zi (BOINC) | 1 864 300 911 | |
| Operații cu plutire punct. Medie pe secundă | 9.321.504,6 giga flops / 9.321,505 tera flops | |
Potrivit serverului principal de statistici pentru proiectele BOINC, participanții înregistrați pentru SUA sunt în fruntea clasamentului general . Ele sunt urmate de Germania și Japonia . [opt]
| Proiecte de calcul voluntare | |
|---|---|
| Astronomie |
|
| Biologie și medicină |
|
| cognitive |
|
| Climat |
|
| Matematica |
|
| Fizic și tehnic |
|
| Multifunctional |
|
| Alte |
|
| Utilități |
|