Corso di Informatica - Il futuro - Calcolo distribuito


Il calcolo distribuito

 

 

Negli ultimi anni sono apparse applicazioni che hanno arricchito ulteriormente le possibilità di offerte da Internet. La prima applicazione di tutta un serie decisamente innovativa è stata quella che ha consentito ad un gruppo di scienziati di utilizzare un supercomputer per decodificare dati radioastronomici provenienti dallo spazio senza avere il supercomputer! Il loro problema consisteva nel dover utilizzare dei programmi di decodifica su una quantità di dati sterminata acquisiti in continuazione da molti radiotelescopi sparsi per il mondo. L'idea è consistita nell'utilizzare il tempo libero della miriade di personal computer connessi ad Internet in ogni momento. Come realizzare questo? La risposta è stata: offrendo uno screensaver.

Chiunque può scaricare lo screensaver di SETI@home, il quale gira nel vostro computer e, solo quando il vostro computer è inattivo, oltre a svolgere la funzione di screensaver esegue un po' di calcoli per decodificare un sottoinsieme di dati provenuti dallo spazio.

Tecnicamente, l'idea di fondo è completamente comprensibile richiamando i concetti visti nella sezione "Architettura di un computer". Abbiamo visto che la CPU è sostanzialmente una macchina periodica ed è importante rendersi conto che anche quando il computer è semplicemente acceso ma non sta facendo niente per voi, la sua CPU è sempre attiva ed esegue cicli a vuoto.

Se pensiamo alle decine o centinaia di milioni di computer sparsi per il mondo scopriamo che esiste una potenzialità di calcolo enorme che è del tutto inutilizzata. E' stato calcolato che mediamente il tempo effettivamente utilizzato in un computer in un'azienda si aggira in torno al 5% del tempo totale di accensione! Dall'altro canto una delle caratteristiche della ricerca moderna sia teorica che applicata è la fame inesauribile di potenza di calcolo. I progetti di calcolo distribuito ambiscono a rendere disponibile una parte dell'enorme quantità di cicli di CPU inutilizzati per progetti di elevato interesse scientifico o tecnologico.

 

Effettivamente questo tipo di iniziative hanno avuto uno successo strepitoso ed hanno consentito di ottenere una potenza analoga a quella che avrebbe erogato un supercomputer di svariati milioni di Euro di valore. Per esempio, il progetto che ha dato inizio a questo filone, SETI@home, dal 1998 ad oggi ha coinvolto più di 5 milioni di computer, tipicamente alcune migliaia di computer sono connessi fornendo una potenza di calcolo dell'ordine di 80-90 migliaia di miliardi di operazioni al secondo (80-90 TeraFLOPS)! Questa potenza supera abbondantemente quella del più potente supercomputer per uso scientifico esistente, ASCI White di IBM, che ha una potenza di 12.3 migliaia di milardi di operazioni al secondo.

 

La tecnica si è anche sviluppata prodigiosamente dando luogo a tutta una serie di applicazioni analoghe nei campi più disparati. Molte di queste applicazioni richiedono che il computer sia connesso ad Internet in modo stabile ma ve ne sono diverse che sono organizzate in modo da poter essere utilizzate anche se il computer è connesso mediante una normale linea convenzionale con un modem. Ve ne sono anche molte di interesse biomedico, per esempio nel campo dello studio della struttura delle proteine e della ricerca di nuovi farmaci.

 

Importante: E' lodevole partecipare a questi progetti. E' un modo per impiegare meglio energia (in fin dei conti il vostro computer consuma watt) che comunque viene spesa e ne benficiano progetti che si risolvono nel bene di tutti. Ognuno può contribuire e non c'è che l'imbarazzo della scelta, si può preferire di contribuire alla ricerca di farmaci contro il cancro, alla ricerca sul genoma, a progetti di matematica teorica (che ha sempre massiccie ricadute pratiche prima o poi ...), alla ricerca di forme di vita nello spazio, a ricerche sul web, sui mercati finanziari o semplicemente a qualcosa di divertente. In questo sito si trova una lista di vari progetti distribuiti a partire dalla quale potete andare a curiosare. Ho verificato che non tutti sono ancora attivi. Riporto qui di seguito una lista verificata al 15/9/2004.

 

 

Ecco una sintesi dei progetti in corso.