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分布式计算鼻祖BOINC:你的电脑也能和外星文明实现“第五类

2019-11-11 12:37:36 作者:匿名

照片来源@ vision china

你有没有想过有一天,在你家门口沉默的个人电脑可能会发现外星文明的证据?

这种跨越时空的外星信息的“第五种接触”不是科幻小说,而是来自操作现实。

早在1995年,当时是加州大学伯克利分校助理教授的大卫·安德森认为他发起的seti@home项目不会引起如此强烈的关注。

Seti是寻找外星智能的缩写。seti@home的中文直译是“在家寻找外星文明”。

Seti@home project官方网站主页

这是一项科学实验,利用分布式计算聚集全球网络计算机,共同寻找外星文明。在seti平台上贡献个人计算机计算能力的志愿者可以通过运行一个免费程序来下载和分析来自射电望远镜的外层空间信号数据,从而加入到这个项目中来。该程序通常在用户的个人计算机上以屏幕保护模式或后台模式运行。它使用冗余的处理器资源,不影响志愿者对计算机的正常使用。

Seti@home Center Platform成立于美国著名高等学府伯克利加州大学的空间科学实验室,大卫·安德森教授目前在该实验室工作。大卫·安德森领导了seti@home项目,该项目于1999年5月17日正式启动。截至2004年5月,已实施近5×10e21浮点运算,处理13亿多个数据单元,吸引543万用户。这些用户的电脑已经积累了243万年的工作(这只是在个人电脑和互联网不那么流行的时代),并分析了大量的数据积压。

这些闲置个人计算机的总计算能力超过了当时世界上任何超级计算机的处理能力。一些志愿者计算出,当1000多台连接到高速局域网的笔记本电脑同时在大学的一个角落运行seti@home时,他们可能会跻身世界500强。

Seti@home是迄今为止最成功的分布式计算测试项目。它的成功不仅在于找到外星生命的可能性,还在于它的首次实践已经证明大规模网格和分布式计算是现实的、可扩展的和有效的。

自然地,seti开始接受尖端科学研究项目,包括引力波验证、艾滋病生理学原理和药物研究(fightaids @ home)、粒子加速器设计(dpad项目)、蛋白质内部结构研究(folding@home项目)、癌症突破等,这些项目需要大量的数据分析,为他们提供了廉价和最高价值的计算能力。

2016年,俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳(yuri milner)投资1亿美元,由已故英国天体物理学家斯蒂芬·霍金-突破聆听计划发起大规模寻找智能外星生命,该计划也主要由seti推广。

这里的每一项研究都足以对人类社会的生存产生真正的影响。然而,非常引人注目的是,实现所有这些计算的所有先决条件都是分散在世界各地的个人计算机,这些计算机“微不足道”,甚至被它们的所有者“遗忘”。

seti带来的分布式计算效率日益明显,越来越多的项目发现seti需要计算服务。为了更多地满足这些需求并创造更好的计算体验。Seti开始迭代升级,boinc平台诞生于2003年。

领导boinc分布式计算平台开发的创始人是当时的助理教授大卫安德森。直到现在,他才成为boinc的创始人和加州大学伯克利分校空间科学实验室的科学家。

boinc项目发起人Seti@home和加州大学伯克利分校空间科学实验室科学家大卫·安德森

BOINC(伯克利网络计算开放基础设施)是从seti升级而来的分布式计算平台。boinc发展的一个重要原因是吸引更多的用户加入这个有意义的分布式计算项目。

与seti相一致,boinc网络扮演着一个聚集和共享全球C-终端用户计算能力资源的平台,并为世界各地的研究人员提供强大的计算能力,通过众包分发和匹配将世界上大量的个人计算机聚集在一起。自boinc诞生以来的16年里,它逐渐在数学、医学、天文学、气象学等领域获得了广泛的实践。该平台覆盖全球118个国家,占全球自愿科学计算项目计算能力的50%。它是世界上最早的分布式计算网络,早于包括比特币在内的所有区块链分布式网络。

" boinc主要目标是为科学家创造廉价的计算能力来源。"boinc项目创始人、加州大学伯克利分校空间科学实验室科学家大卫·安德森(David anderson)介绍给领英。

使用自愿的家用计算机,每个科学实验项目都能够获得相当于当时最大的超级计算机的计算能力。例如,牛津大学的climateprediction.net是使用boinc的早期项目之一。该项目利用boinc的计算来预测未来100年的全球气候变化。在此之前,由于缺乏计算能力,该项目从未完成此事。

软银创始人孙正义回顾了过去30年。互联网技术行业有三个关键因素:cpu计算能力、内存大小和通信速度。这三件事已经改进了一百万倍,每件都改进了一百万倍。它对整个人类社会有很大的影响。

到2020年,世界上将有超过500亿台机器和设备相互连接,超过2000亿个网络传感器将产生大量数据。在这种背景下,计算力将使人工智能成为现实。

大数据应用、物联网、5g、区块链、芯片研发和智能基础设施建设都依赖于计算能力的大规模增长和利用所提供的基本支持。对于未来有数据处理需求的公司来说,云计算“新基础设施”涵盖的基本范围将不可避免地导致前者对后者的计算服务的依赖。因此,云计算服务在过去五年中以巨大的商业效率和价值爆炸式增长。几乎世界上所有的科技巨头都没有忽视这一重要布局。

据idc称,全球90%的信息数据是近年来生成的。同样在2020年,大约40%的信息将由云计算服务提供商存储,其中三分之一是有价值的。占全球云计算服务51.8%的亚马逊aws作为全球最大的云服务提供商,为亚马逊转型为一家伟大的企业奠定了最坚实的前提。微软重获创新活力,市值再次超过苹果。最大的变化发生在首席执行官Nadella倡导的云服务转型中。从传统的视窗软件服务,资源的平衡正在逐渐转移到微软天青(云服务),就像拔钉子一样。微软继续通过使用具有计算能力的B端服务来追赶全球计算引擎的目标。

在中国企业中,阿里云在亚太云计算市场拥有近20%的份额,直接为阿里巴巴集团的想象力打开了一扇新的窗口。每次我在机场的巨幅海报上看到阿里云的口号:“价值无法估量”。一切都在里面。

云计算竞争的核心之一是计算能力。谁拥有最强大、最稳定、最便宜和最易于使用的计算能力服务,谁就可以在这一数据存储模块运动中处于领先地位。因此,所有云服务提供商都在构建自己的部署服务器,以寻找低成本的能源和土地区域,从而尽可能降低计算成本。

与大型互联网技术巨头构建集中式云服务的深度城市相比,分布式网络在细分区域具有可见空间。就像边缘计算对云计算的影响一样,boinc遵循一套在弯道超车的“分布式思维”。

从虚拟机到长期数据存储,集中式云依赖于大型idc机房中的服务器,这些服务器特别“精致”,对温度、湿度、静电等有特殊要求。除了在服务器设备、场地、能源、建筑等方面的巨额支出之外。,大量常驻维修人员是普通企业负担不起的费用。因此,云计算服务,特别是计算能力服务,需要收取高额费用,阻碍了大多数公司和技术研究项目,导致项目过程的延迟,甚至陷入混乱。

质量好,价格低。当志愿者的贡献汇集在一起时,boinc固有的服务优势是它可以准确地提供超级计算机的计算能力。很快,电子消费设备将拥有处理器、传感器和互联网连接,它们也是低功耗和廉价的,可以被boinc平台共享。云计算非常昂贵,本地分布式计算资源就在附近,而且是免费的。

从这个意义上说,boinc可以被视为一个全球性的跨行业数据交换和协作计算基础设施,提供新的边缘计算解决方案。

像人类历史一样,计算的历史一直是集权和分权之间的冲突。过去有大型计算机,但现在有一个中心云。它们由一个组织集中控制。从长远来看,分布式方法往往会胜出。

就像出席美国众议院听证会的扎克伯格一样,许多组织、提供商和私人数据所有者仍对此感到担忧。核心和机密数据安全已经成为许多企业不接受阿里云和滕循云服务的主要原因。

在思考这些因素的过程中,boinc的创始人安德森教授的团队开始关注一个想法:如何使用boinc网络以更低的成本提供aws(亚马逊云服务)的子集。安德森教授坦率地对连锁店说:这不容易。因为boinc主机可以随时消失,但是有一些算法可以解决这个问题。

boinc系统的核心思想是分布式的。

分布式思维没有像区块链和边缘计算这样的热门词汇。它源于互联网技术最基本的原教旨主义思想,是互联网世界的核心原则之一。

1988年秋,康奈尔大学一年级研究生罗伯特·莫里斯(robert morris)成功释放了当年造成广泛恐慌和伤害的蠕虫病毒,“莫里斯蠕虫”,只需99行程序。但是在感染高峰期,“蠕虫”做了另一件事。它感染了成千上万台机器,令人意想不到的是这些机器同时和谐运行。根据后来的计算,莫里斯的“蠕虫”在令人难忘的48小时存活期内成为历史上最强、最大的并行计算机。当这种并行达到顶峰时,它成功地实现了每秒4000亿次运算的处理速度,是目前最昂贵的超级计算机速度的两倍。

在某种程度上,蠕虫病毒是分布式计算的创始人。在那个互联网鲁莽的时代,它通过使用“分布式思维”作为不道德的手段创造了一个计算能力的高峰。

据其他消息来源称,深圳证券交易所前副总经理邹胜在离开深圳证券交易所之前完成了最后一项任务,那就是将深圳证券交易所的数据结构和后台处理方法完全转变为分布式结构。

新一代交易系统采用基于高速消息总线的分布式大规模并行处理架构。这种体系结构具有高可用性和强扩展性的特点,与纳斯达克(NASDAQ)和德国交易所(German Exchange)等先驱系统的主流体系结构相一致。该架构采用开放平台和开源技术,其基础硬件设备不再需要每台主机价格为1亿元的大型主机,而是可以使用廉价的国内通用服务器进行操作。技术成本仅为传统主机封闭平台的三分之一。

由于这种分布式架构,深交所新一代交易系统的处理速度比前一代明显加快,率先解决了大规模零售市场的低延迟交易。即使是远离深交所系统的西北地区的用户,网络处理速度也有了很大提高。

目前还不清楚中本聪在创建比特币网络时是否使用boinc作为权力共识机制的意识形态来源。仅从时间顺序来看,自2003年以来在网络技术界广受欢迎的boinc平台,在分布式计算理念和计算能力贡献激励体系方面与2008年11月1日发布的比特币白皮书有太多的一致性。

博因茨和区块链都是由分布式计算机网络组成的,这两个网络都有很大的计算能力。不同之处在于区块链是完全分散的,并且使用p2p通信。在boinc中,虽然计算是分布式的,但控制不是。志愿者获得的“工作”从中央服务器(由项目运营)发送,结果返回给这些服务器。所有通信都是从客户端到服务器的。

"但是这种联系(boinc和区块链)将会扩大."

boinc项目创始人安德森教授敦促boinc进一步发展。在他看来,boinc是聚合计算资源的通用框架。目前的工作是集中调度,他计划将boinc转换成一个具有分散通信、计算和存储的p2p网络。在这种情况下,分配计算任务(使用智能合同完成)并在boinc网络中记录所有交易信息的区块链非常适合这种情况。

此外,区块链和boinc都有很大的计算能力。然后可以有一个区块链分类账,它的工作量是基于boinc计算的。在这种情况下,网络可以奖励贡献者。

与区块链行业对在线奖励的追求相反,自比特币权力共识机制诞生以来,人们对计算权力“挖掘”所造成的资源浪费、闲置计算和空能耗一直存在着无尽的疑虑。2017年8月,bch以扩张为由拆分了btc,依靠计算能力控制的强大政党建立了不同的利益格局。2018年,bch自身分裂,爆发了计算力战争(calculation force war),这场战争呼吁来自其他货币的大量计算力来维持城市的利益,成为当时货币市场继续见底的诱因之一。2019年,国家发展改革委发布了《指导产业结构调整目录(草案)》,将虚拟货币的开采活动归类为一系列淘汰落后产能的活动。在此之前,包括四川、云南、新疆和内蒙古等矿业城镇在内的政府政策逐步取消了虚拟货币矿。算术作为维持产业系统运行和价值交换的基础设施,面临五种威胁:权力、业务效率低下、功能单一、收入狭窄和监管政策。

目前,在基于或部分基于权力共识机制运行的主流公共链中,计算权力总是影响整个网络的生存和交易价格的平衡。一方面,这种计算能力正在促进行业的扩张和发展;另一方面,由于利益格局的变化,随时可能爆发一场“算计权力的战争”,从而使行业和用户陷入困境,成为炮灰的牺牲品。目前,区块链主要力量计算系统中的力量大致分为三个层次:(1)大型矿池联盟和大型矿机制造商集团;(2)拥有大型idc中心的互联网巨头和技术巨头,(3)主流区块链公司和分散的矿业社区。

2018年初,公众舆论在短时间内聚焦于一个问题。我所在的比特大陆矿业联盟是否已经接近或拥有对btc网络发起51%的“双花”攻击的能力?无论发起攻击的成本是否使攻击本身成为现实,即使不是这样,在经典的分散网络中,由于计算能力霸权的形成而导致的这种攻击担忧的发展打破了分布式网络存在的基本共识。在btc扩张的借口下,bch通过基于计算能力霸权的利益分歧而诞生,包括随后的bch分歧,这证明了在计算能力战争中,一个利益取向不同的群体很容易滑入道德集权的深渊。

区块链工业中“采矿”的兴起进一步普及了计算能力的概念和功能。区块链分布式网络的许多声音来自采矿业,但不仅仅是这个。一个合理的游戏网络首先需要几个主要基准利益相关者的参与。

想象一种可能性:如果有一个社区能够通过贡献计算能力来赚取矿业收入,并且能够将这些计算能力引入实体经济和科学研究。不要让计算力用于“挖掘”闲置消费,并能有效激励社区贡献者。那么会有什么影响呢?

它似乎还指出了将区块链的现实与真实产业相结合的商业方向:共享计算能力商业和超级计算应用。

目前,boinc正在全世界大约40个科学项目中使用。整个网络包括150,000多名志愿者和650,000台计算机。这些计算机每秒产生30千兆次运算能力,即30亿次浮点算术运算,相当于世界第五大超级计算机。如果考虑到seti之前运行的folding@home项目,社区中所有志愿者的计算量比任何超级计算机都要大。

据路透社7月30日报道,总部位于加州的初创公司CSCNT Inc .(加州超级计算网络技术公司)正与加州大学伯克利分校签署协议,共同开发基于闲置计算能力资源的云计算服务软件系统。计划升级boinc系统,引进区块链技术和一般经济模式。该项目被称为“boinc计算力地球计划”。

boinc平台的创始人、著名的加州大学伯克利分校网格计算科学家大卫·安德森(david anderson)教授将领导boinc计算力地球计划的部分研发工作。

Boinc是一个计算平台。对于志愿者来说,它提供了一个统一的客户程序。该客户端不执行实际的计算工作,只提供管理功能。志愿者加入boinc平台上的计算项目后,客户端程序会自动下载新的任务单元,并调用相应项目的计算程序进行计算。如果志愿者参与多个项目,它将根据用户的设置在各个项目之间自动分配计算资源。计算完成后,它还会自动上传计算结果,同时获得新的计算单元。

"一切都是boinc自动完成的."boinc项目的创始人安德森教授对Chain说。

Boinc定期与项目服务器通信以获取作业、下载程序和输入文件,并上传已完成作业的输出文件。它以低优先级在后台运行作业,所以志愿者用户不会注意到任何事情。当志愿者用户不使用它时,它会传输gpu。志愿者可以根据需要配置boinc函数,例如,限制它使用的磁盘空间或内存量。

一般来说,boinc可以被视为一个系统,用于(1)尽可能多地使用计算机容量(计算、存储、网络带宽),而无需用户关注;(2)在多个竞争项目之间公平分配资源;(3)准确计算每个项目使用的资源量。

“套现”广泛闲置的计算能力是boinc接近商业需求的一个特征。采用低成本、高计算能力的分布式共享方式,可以集中冗余、低效、分散的计算能力,充分发挥实体支持的价值。它成立已经十五年了,整个社会对计算能力的需求已经远远超出了科学研究领域。虽然boinc的初衷是支持科学计算,但其扩大商业和工业价值空间的迫切需要显然超出了其初衷的范围。任何形式的大规模分布式计算都可以得到显著推广,例如人工智能、物联网培训和计算负载。

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