01.11.2007 - Na úvod se zamysleme nad základní otázkou,,Využíváte výkon svého počítače po celou dobu jeho provozu na 100%?“ Pokud si na tuto otázku odpovíte s čistým svědomím ,,ano“, tak jste obrovská výjimka a dobrý uživatel. Ovšem většina počítačů na světě svůj plný výpočetní potenciál využívá jen velice malou část své provozní doby. Když uvážíme, že existuje spousta různých způsobů, jak PC využít na 100% i při obyčejném psaní v textovém editoru, při práci ve skladovém programu nebo když si popíjíte svůj šálek kávy, či právě obědváte a nechce se vám na tu hodinu vypínat počítač, je obrovská škoda tohoto lenošení počítače nevyužít. Málokdo si uvědomuje, kolik takového nevyužitého výkonu na světě vlastně je a že je velmi snadné tento výkon věnovat například k vědeckým výzkumům.
Princip je zcela jednoduchý a jeho bezproblémová funkčnost léty ověřena. Stačí mít alespoň občas z konkrétního PC přístup na internet, stáhnout si některého z klientů pro zpracovávání distribuovaných výpočtů a zaregistrovat se do některého z mnoha projektů. Nemá cenu zde obšírně uvádět všechny takovéto projekty, jelikož je jich spousta a každý má nejen jiné zaměření, ale i klienta, který se o výpočty na vašem PC stará. Chtěl bych tímto článkem upozornit na ojedinělý systém, který spojuje několik takovýchto projektů a stará se o rozdělování práce mezi ně. Tím je systém BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing) .
Jedná se o program, který si stáhnete z internetu a kterému je po nainstalování automaticky systémem přidělena nejnižší priorita. Jinými slovy, jakýkoliv běžný program má na vašem PC přednost před BOINC. V praxi to funguje tak, že při práci na vašem PC vůbec nepoznáte, že na něm BOINC je nainstalován a pracuje. Jediný rozdíl tedy bude v tom, že procesor bude vytížen vždy na 100%. Klient využívá pouze zbytkový výpočetní prostor a maximálně pružně ustupuje programům které používáte, takže vaše práce není vůbec brzděna. Pokud například spustíte nějakou hru, či zpracování videa, které váš procesor využijí na 100%, klient BOINC se zastaví a bude automaticky pokračovat, až bude mít opět k dispozici alespoň nějaké procento výkonu CPU, které bude nevyužito.
Existuje spousta vědeckých projektů různých světových univerzit, či skupin vědců, kteří nemají zrovna hromady peněz pro nákup výpočetních center se superpočítači za miliony dolarů a právě takovýmto projektům BOINC pomáhá.
Výpočetní práce která by i superpočítačům zabrala spoustu času je rozdělena na mnoho dílků (pracovních jednotek) a tyto dílky jsou rozesílány ke zpracování jednotlivým uživatelům, kteří si BOINC nainstalovali. Na vašem PC je jedna takováto jednotka o minimální velikosti (několik kB.) zpracována za pár hodin a poté automaticky odeslána zpět do centra projektu, kde dochází k opětovnému spojení jednotlivých dílků a k průzkumu výsledků.
Toto všechno si řídí klient systému BOINC na vašem PC sám, podle vašeho individuálního nastavení. Díky němu můžete věnovat výkon, který by jinak zůstal zcela nevyužitý na některý z projektů, který může například zásadně rozšířit naše znalosti z oblasti vesmíru, zemského klimatu, či genetiky. Je přeci obrovská škoda nechat váš PC při běžné práci s minimálním vytížení lenošit za tu spoustu peněz co jste do něj jistě investovali, když můžete pomoci něčemu rozumnému.
Otázka ,,Co z toho vlastně budu mít?“ je přesně tou, která hned napadne leckterého jedince, který se o BOINC poprvé dozví. Odpověď je, jak by se dalo očekávat, velice snadná: ,,Téměř nic“. Nečekejte že vám za to někdo bude posílat každý měsíc šek, nebo jiné peněžní dary, či lepší procesory, aby jste toho mohli více spočítat. Na takovéto hmatatelné odměny můžete rovnou zapomenout.
Ovšem není pravdou, že z toho nebudete mít zhola nic. Hlavním přínosem je pro většinu členů BOINC účast na skutečném vědeckém výzkumu a radost z toho, že pomáhají projektu, který dle jejich přesvědčení má opravdu smysl a který by bez lidí zapojených do BOINC prakticky neměl šanci existovat.
Míra práce každého jedince a jeho jednotlivých PC je také hodnocena přidělováním takzvaného Kreditu, který je automaticky přidělován za každou zpracovanou jednotku a jeho množství je odvozeno matematicky dle náročnosti výpočtu pro jednotlivou jednotku i projekt. Dle účtu vašeho Kreditu jsou vedeny i podrobné statistiky s pořadím nejen jednotlivců a projektů, ale v každém projektu i jednotlivých států a dokonce i týmů. Také existují statistiky hromadné, které zahrnují všechny projekty současně a veškeré výsledky v rámci BOINC projektů sčítají.
Ještě bych se chtěl zmínit o jedné velice využívané možnosti a tou je možnost vaší osobní či firemní prezentace prostřednictvím účasti na BOINC. Každý z uživatelů má možnost připojit ke svému účtu internetovou adresu, e-mail, logo a také profil s možností napsat do něj spoustu různých informací o své osobě, firmě, či nějaké životní moudro. Čím více budete na jednotlivých projektech aktivní a hlavně, pokud se zapojíte do některého z velkých týmů, tím více lidí bude váš účet zajímat a tím více lidí se s vaším profilem či internetovými stránkami seznámí. Další obrovská příležitost k vlastní prezentaci je vyhlašování uživatele dne, které je na každém projektu zvlášť a je vybíráno nahodile, takže i tomu nejslabšímu počtáři se může dostat takovéto výsady. Pracovník dne je umístěn vždy na hlavní stránku konkrétního projektu na celých 24 hodin i se svým profilem a tímto způsobem je prezentován před celým světem.
Otázka z úvodu tohoto odstavce by tedy neměla znít proč se vlastně do BOINC zapojit a co z toho budu mít, ale opačně: ,,Proč se vlastně nezapojit, když mě to vlastně nic nestojí, instalace zabere malou chvilku a pomohu tím některému z důležitých vědeckých výzkumů současnosti?“
Na prvním místě nemohu nezmínit projekt Seti@Home, jehož více jak šestileté působení ve světě distribuovaných výpočtů se těší obrovské světové popularitě. Tento již více jak 40 let trvající výzkum v roce 1999 uvedl mezi distribuované výpočty David Anderson, který v roce 2003 také stál u zrodu celého systému BOINC.
Jedná se o velice zajímavý a vskutku nadčasový projekt, který zajisté zaujme všechny nadšence vesmíru, kterým vrtá v hlavě pravděpodobně nejzásadnější otázka lidstva: ,,Jsme ve vesmíru sami?“ Díky největšímu radioteleskopu na světě, který se nachází v Arecibu (Puerto Rico), který má centrum projektu k dispozici, zachytávají vesmírný šum v jeho rádiové podobě, následně filtrují tento zvuk od běžných rušení a ve výsledném signálu hledají jakékoliv anomálie, které by mohlo mít na svědomí vysílání od mimozemských civilizací. Tento projekt měl za dobu své existence několik desítek kandidátů na takovýto signál, ale prozatím ještě ten pravý důkaz stále nebyl nalezen. Jelikož se však již nejedná o vládní projekt, nemusíme se obávat, že existence takovéhoto vysílání by byla jakkoliv před veřejností utajována.
Již z názvu projektu lze odvodit, že se zabývá zkoumáním zemského klimatu. Projekt však jde mnohem dále a za svůj cíl si klade co možná nejpřesnější předpověď vývoje klimatu na naší planetě do roku 2050.
Model funguje tak, že Země je po 2.5° šířky a 3.75° délky rozdělena na 96x72 buněk. Každá buňka má 19 výškových úrovní (1 na oceán + atmosféra). Pro každou buňku se počítá teplota, tlak, vlhkost, vektory větru, oblačnost a sníh/led.
Model se od nastavení počátečních podmínek a parametrů vyvíjí a počítají se hodnoty za každých 30 minut po dobu 45let. Z toho také vyplývá větší náročnost oproti ostatním BOINC projektům.
Tento projekt se pomocí několika interferometrů obrovských rozměrů snaží zaznamenat a v další fázi zkoumat gravitační vlny ve vesmíru. Existenci těchto gravitačních vln předpověděl již před 100 lety Albert Einstein a na konci dvacátého století se ji podařilo nepřímo ověřit, ale stále nám chybí přímý důkaz a také to hlavní, možnost jejich zkoumání, díky kterému bychom se mohli nepřímo podívat do historie celého vesmíru zpětně až k velkému třesku. Je to možná neuvěřitelné, ale v gravitačních vlnách by se opravdu dalo číst téměř jako v knize, protože mají tu ojedinělou vlastnost, že jejich síla časem polevuje jen velice mizivě a je v nich zaznamenána každá velká událost, která se ve vesmíru stala.
I z tohoto názvu lze mnohé odvodit a jen málo kdo by šlápnul vedle. Projekt se zabývá zkoumáním struktury proteinů v různých jejich variantách a mutacích s jasným eventuelním výsledkem - pomoci zmapovat co nejvíce z nich a díky těmto znalostem účinně bojovat nejen proti různým nemocem (např. rakovina), ale také zkoumat různé mutace, které se v přírodě vůbec nevyskytují.
Další z velice zajímavých a gigantických projektů. Společnost CERN staví obrovský částicový urychlovač, v němž chce velice přesně řídit oběh částic obrovskou rychlostí a vyvolávat jejich srážky. Cílem takovéhoto výzkumu je díky srážkám napodobujícím velký třesk, vytvořit a zkoumat například částici Higgs Boson, který dle předpokladů při velkém třesku vznikl, ale v krátkém období po něm zanikl. Tato částice by měla zodpovídat i za hmotnost některých jiných částic a na svou velikost by měla mít obrovskou hmotnost.
V první fázi výpočtů jde převážně o simulace oběhů v urychlovači, aby se dalo dokončit ladění všech usměrňujících magnetů a přístroj mohl být v roce 2007 uveden do provozu. Poté se bude zpracovávat obrovské množství skutečných dat generovaných z oběhů částic v urychlovači.
Jedná se o začínající projekt několika nadšenců, kteří se díky systému BOINC pokouší zpracovávat grafické modely a textury. Tento projekt je zatím v počátcích, ale je do něj implantována spousta nových nápadů. Zakladatelé například plánují za určité množství Kreditu umožnit jednotlivým členům zpracování jejich osobních grafických modelů v projektu BURP, či nechat je samotné volit co se má dále zpracovávat. Jednalo by se prakticky o první skutečnou odměnu členům pracujícím na některém z projektů a tato myšlenka je jistě velice zajímavá.
Jak je vidět dle stručného výpisu, jedná se převážně o skutečné vědecké projekty s obrovským potenciálem, ale zároveň o projekty, které převážně bojují s financemi o vlastní přežití a tudíž si nemohou dovolit výpočetní prostředky pro zpracování veškerých svých dat. Proto prostřednictvím distribuovaných výpočtů žádají o pomoc veřejnost. Do systému BOINC se chystá zapojit ještě spousta dalších zajímavých projektů. Některé již na něm i spustily Alfa, nebo Beta testování, takže se jistě máme na co těšit. Postupně se jistě najde projekt pro každého člověka, projekt který mu bude svým zaměřením vyhovovat a na kterém se bude podílet.
Ještě bych se chtěl okrajově zmínit o náročnosti takovýchto výpočtů pro váš počítač a na potřebný výpočetní čas.
Projekty nejsou nijak přehnaně náročné ani na operační paměť, (stačí dnes již běžných 128MB), ani na objem přenesených dat prostřednictvím internetu. Stačí i obyčejný modem s občasným připojením pro surfování, které systém využije k aktualizaci dat. S místem na vašem pevném disku si také nemusíte lámat hlavu. Klient běžně zabírá i se staženou prací pro několik dní zhruba 30MB. Výjimku v tomto ohledu tvoří pouze projekt CPDN, který bez větších problémů při výpočtu jedné pracovní jednotky nakyne až na neuvěřitelný 1GB a při zpracovávání více jednotek najednou se potřebný prostor ještě násobí.
Rovněž operační systém nerozhoduje, jelikož existuje klient jak na Windows, Linux/x86, Macintosh OS X, tak i Solaris/SPARC.
Při rozhodování, do kterého projektu se pustíte, bude jistě hrát nemalou roli i čas, který vám konkrétní projekt poskytne na zpracování vámi stažené výpočetní jednotky, který se podstatně u jednotlivých projektů liší.
Zajisté nejnáročnější v tomto ohledu je projekt BURP, který je velice nedočkavý a výsledky požaduje už do 24 hodin. Přesto že čas potřebný pro jejich zpracování je pouze několik desítek minut, je projekt vhodný spíše pro PC zapnuté větší část dne.
Další z časových kvót je již rozumnějších 7 dní, které má Einstein a Predictor, což je s průměrnou dobou potřebnou pro výpočet jedné jednotky cca 5-10hodin dostačující. Jen těžko bych našel ve svém okolí člověka, jehož PC nejede alespoň zmíněných 10h/týden. Velice nenáročný je v tomto měřítku projekt Seti@Home a LHC, které si počkají na výsledky 14 dní, i když čas na zpracování jedné jednotky je na průměrném PC pouze 4 hodiny.
Nejméně hladový je ale CPDN, u kterého máte na zpracování jedné jednotky celý jeden rok. Ovšem náročnost na výpočet tomuto údaji také odpovídá. Na dnešním průměrném PC vám bude trvat výpočet jedné takové CPDN jednotky kolem 800 hodin.
Je až s podivem jak dobře si ve statistikách vede právě naše vlast, která se nachází nyní na 10. místě. V oblasti týmů působí v naší republice velice úspěšný Český národní tým (CNT) který je v současné době dokonce na neuvěřitelném třetím místě na světě z celkového počtu více než 42 tisíc týmů. Zájem o distribuované výpočty byl v České republice obrovský i před příchodem BOINC na projektech Seti@Home, Genome, Climate a dalších. S příchodem BOINC, který zahrnuje více projektů najednou pod jeden systém, se podařilo účastníky z naší republiky sloučit pod jeden obrovský tým CNT (Czech National Team), který je opravdovou světovou konkurencí. Tým CNT se stará mimo jiné i o propagaci BOINC v ČR na svých internetových stránkách www.boinc.cz a díky svému fóru a velice ochotným zakladatelům, pomáhá v začátcích všem členům, kteří se do systému BOINC a některého z jeho projektů chtějí zapojit a nevědí si s tím z počátku rady.
Založit tým je otázkou několika okamžiků a možná právě proto je jich několik tisíc. Naštěstí se již valná většina jednotlivců poučila z působení v původních samostatných projektech a s přechodem na BOINC docházelo a stále dochází k velkému spojování týmů do větších skupin, které mají větší šanci konkurovat těm nejlepším týmům světa.
V naší zemi se podařilo něco opravdu ojedinělého. Hned při startu BOINC se dohodli zakladatelé dvou z největších týmů na Seti@Home u nás (Hrusice CZ a Area 51) a dovedli týmy ke spojení pod výstižným názvem Czech National Team (CNT).
Společným úsilím se jim podařilo založit a vybudovat jeden z největších světových týmů (momentálně 3. na světě) který má již více než 2900 členů (údaj k 1.2.2006).
Došlo i ke sloučení internetových stránek, veškeré týmové komunikace a vytvoření velkého informačního webu, na kterém najdete vše co se okolo systému BOINC děje, společně s návody pro vstup do projektů a jejich popis. Nachází se na něm také společné komunikační fórum, v kterém uživatelé mohou řešit mezi sebou různé problémy a vyměňovat si rady a zkušenosti nejen o BOINC, ale i o jiných souvisejících tématech.
Úžasný úspěch CNT je založen na jedné podstatné věci, kterou si v ostatních státech nejspíš jen málokdo uvědomuje a to je staré známé přísloví: ,,V JEDNOTĚ JE SÍLA!“ A že jsou češi alespoň na BOINC jednotní, o tom vypovídá i podíl výkonu členů týmu CNT na celorepublikovém výkonu měrou 75%. Jako Česká republika se udržujeme stabilně na 11-12 místě mezi státy a s tím můžeme udělat opravdu málo, protože jsme prostě menší než spousta jiných států světa.
Vznik CNT měl a má hlavního ducha: Zviditelnit naší vlast před celým světem! A prozatím se mu to opravdu daří. Dle současných výsledků není nereálné probojovat se nejen na třetí pozici, ale od nejlepších výkonů ho dělí pouhých pár procent výkonu. Což není nereálné dohnat, pokud by se připojilo dalších pár desítek lidí a věnovali jinak zapomenutý a promrhaný výkon svého PC na vědecké výzkumy pod systémem BOINC a zapojili se právě do CNT.
Úspěchu lze dosáhnout i jako jednotlivec a není to v žádném případě nesplnitelný cíl, jelikož jen v první padesátce nejvýkonnějších pracantů je hned několik členů z naší země.
Proč se tedy do BOINC nezapojit?
Je pravdou že PC na plný výkon si vezme o několik W za hodinu více. Ale když uvážíme že 1000Wh u nás stojí 3 Kč, můžete si jistě sami představit, kolik haléřů zaplatíte asi navíc, když si BOINC nainstalujete.
Není to vůbec pravda. Většině projektů stačí odeslání zpracovaných dat 1x za týden či dva a kdo by s tím měl i tak problém, stačí když se zapojí do projektu CPDN, kde stačí připojit se 1x za rok a to klidně i při přenesení na jiný PC (úplně z jiného PC než na kterém zpracovávání probíhalo).
Další z věcí, která se může dotýkat peněz za připojení je objem stahovaných dat a i v tomto ohledu vás mohu uklidnit. Jedna jednotka má dle projektu 10-350kB a odesílané výsledky většinou ještě méně. Stačí tedy pouze zapnout internet a kouknout se na nějakou stránku a než si stihnete přečíst první odstavec, klient BOINC si sám stáhne a odešle potřebná data, aniž byste si čehokoliv všimli a byli jím omezováni.
O svůj PC nemusíte mít v tomto ohledu v žádném případě strach, protože i když se možná životnost CPU, či pamětí zkrátí z běžných 20 let na příkladně 15let, bude vám to už prakticky úplně jedno. Když budete mít svůj PC za tolik let ještě v provozuschopném stavu, bude mít hodnotu menší než knoflík na košili.
Toto by se opravdu mohlo jevit na první pohled, ale není tomu tak. Opravdu vycházejí nové verze klienta zhruba každý týden, ale ve valné většině se jedná o alfa či beta verze k otestování a ostré verze vycházejí prakticky zhruba jednou za čtvrt roku. Většinou to vůbec neznamená, že byste si ji museli stáhnout a instalovat. Většinou lze pracovat i na těch starších, jen se ochudíte o různé nové funkce. Seznam doporučených verzí klienta naleznete vždy na stránkách projektu, nebo na týmových stránkách CNT www.boinc.cz .
Ano i takovéto domněnky panují ve veřejném mínění, běžně se hovoří o lámání různých armádních šifer, či výpočtů dráhy jaderných raket atd.. Mohl bych odpovědět jednou větou, jsou to nesmysly. Zdrojové kódy systému BOINC i některých projektů jsou otevřené a volně k dispozici a tak je vyloučené, aby se mohly výpočty zneužít pro něco jiného, než jsou skutečné vědecké projekty.
Je samozřejmé, že každý z nás obyčejných lidí se může zapojit pouze na omezenou dobu denně a převážně ne na plný výkon, ale to v žádném případě není rozhodující a podstatné, jelikož každá tato kapka dává dohromady ten obrovský světový i republikový výkon, který přesahuje i výkon největších světových superpočítačů. Přitom by tento výkon byl zcela zapomenut a promrhán bez distribuovaných výpočtů a systému BOINC, který do této oblasti přinesl skutečný uživatelský komfort.
| Seznam |Google| Atlas | Webzdarma | iDNES | iZITRA | IDOS | ICQ | Quick | Centrum | Yahoo | Eurotel | Webcams | Novinky | Cestiny | Martin |