Tudományos kutatás otthoni PC-vel

Szerte a világon, a felhasználók millióinak számítógépein hatalmas processzorteljesítmény hever kihasználatlanul. Ezt az óriási kapacitást az  interneten keresztül kutatási célokra is fel lehet használni a világhálón keresztül.

Ezekből a kategóriákból válogathat tehát, aki szeretne hozzájárulni valamely projekt sikeréhez. Mindennek persze ára is van: a humán projektek nyilvánvalóan munkát és időt igényelnek a felhasználótól. Az internetet tesztelő, de még inkább az elosztott számítási, tehát a felesleges processzorteljesítményt kihasználó projektek azonban csak a számítógépeket terhelik, a felhasználó pedig változatos statisztikákat kap arról, hogy mennyit tett hozzá az általa birtokolt számítógép a nagy közös számításhoz.

Az otthoni számítógép teljesítményén a plusz terhelés nem látszik meg, hiszen minden hasonló program a lehető legkisebb prioritással fut a processzoron, így nem akadályozza a munkát. A mozgó alkatrészek (merevlemez, ventilátor) kopásától eltekintve - egy mai merevlemeznek amúgy is többet árt a ki-be kapcsolás, mint az éjjel-nappali működés - csak az elektromos számla jelenthet többletkiadást.

Mennyibe kerül?

A processzorok az irodai alkalmazások futtatása közbeni pár százalékos kihasználtság mellett csak néhányszor tíz wattot fogyasztanak, míg például egy 2,8 GHz-es Pentium 4 teljes terheléssel akár 85 wattot is felvehet. Egy mai középkategóriás számítógép nagyjából 100-110 watt teljesítményt vesz fel, teljes terhelés alatt pedig akár 250 wattot. Ha kiszámoljuk, hogy mennyivel lesz nagyobb a villanyszámlánk, ha a gépünk egész nap teljes terheléssel üzemel, akkor nagyjából a következő értékeket kapjuk: ahhoz képest, ha amúgy is be lenne kapcsolva a számítógép, csak kis terheléssel, a növekmény teljes terheléssel is csak havi 1500-2000 forint. Ha azonban egy olyan PC-t veszünk alapul, amely éjszaka vagy akár nappal is többnyire kikapcsolt állapotban van, akkor már akár 3000 forinttal többet is fizethetünk az áramfogyasztásért havonta. Tehát érdemes meggondolni, hogy mennyire fontos számunkra egy-egy elosztott projekt, mielőtt belevágnánk.

Ha pedig nem otthoni számítógépünkre telepítenénk a programot, hanem a munkahelyünkön, akkor mindenképpen kérdezzük meg főnökeinket és a vállalati rendszergazdát, hiszen a plusz költségek mellett esetleg biztonsági kockázatot is jelenthet az ilyen programok futtatása, és számos példa van arra, hogy egyes alkalmazottaknak különféle elosztott kliensprogramok telepítése és futtatása miatt kellett búcsúzniuk az állásuktól.

Egyébként ha egyszer úgy gondoljuk, hogy ilyen vagy olyan okból, de szeretnénk befejezni a futtatást, nem kell attól tartani, hogy félbehagyott számításaink miatt a projekt kárt szenved. Igaz, a legutolsó, még vissza nem küldött eredmények elvesznek, azonban biztos, hogy ezeket a csomagokat más résztvevők gépei is megkapták. Ezekben a rendszerekben mindig van annyi redundancia, hogy az ilyen kieséseket kezelni tudják.

Kódtörés, visszafejtés

Egyes, kriptográfiával foglalkozó számítási projektek legtöbbször a nyilvános kulcsú titkosírások "feltörésével" küszködnek, és általában az összes létező kulcs végigpróbálgatásának módszerével érik el a kódolt üzenet megfejtését. Persze nem kell semmilyen illegális tevékenységre gondolni: itt kifejezetten a projekt kedvéért előre elkészített kódolt állomány kulcsának visszafejtése a cél. Ezzel bebizonyítható, ami amúgy is nyilvánvaló a kriptográfia elmélete alapján: kis számítási teljesítménnyel, rövid idő alatt egy kódolt üzenet nem fejthető vissza, ha azonban van időnk (évekről van szó), és a "brute force", azaz a "nyers erő" módszert alkalmazzuk, tehát mindenféle elméleti fejtegetést mellőzve egyszerűen végigpróbáljuk az összes kulcsot, akkor feltörhetjük az ilyen titkosításokat.

Ebből is látszik, hogy valójában minden nyilvános kulcsú kódolás visszafejthető. Azt szokás mondani, hogy egy-egy kódolt üzenet akkor van kellően erős kódolással ellátva, ha a feltöréséhez szükséges erőforrások költsége nagyobb, mint amennyi nyereséget elérhet a támadó az üzenet elolvasásával. Így nyilván nem lesz érdemes feltörni, és üzenetünk titokban marad. A régebbi népszerű projektek közül mára már csak a "nagy öreg", a Distributed.net maradt.

Merre tovább?

Jelen pillanatban tehát így fest az elosztott számítások "piaca". A jövő is körvonalazódni látszik már. További lépés például a BOINC (Berkeley Open Ifrastructure for Network Computing), amely egy közbülső felületet ad az elosztott programok és a kliensszámítógépek közé. Az ezzel a rendszerrel kompatibilis projektek a BOINC közös kezelőfelületén keresztül futtathatók; megadhatjuk például, hogy mennyi processzoridő jusson az egyikre, mennyi a másikra, melyekben kívánunk részt venni és melyekben nem stb.

Az ezt követő lépés a globális Grid hálózat kiépítése lenne, amelyben az internetre kapcsolt számítógépek összessége végezne el az egyes számítógépek által igényelt szinte minden nagyobb számítási feladatot. Ezzel az utóbbi évtizedben számos szakember foglalkozott, konferenciákat szerveznek a témában, azonban egyelőre nagyon sok a megválaszolatlan kérdés. Gondot okoz például a nem megfelelő sávszélesség és hogy a feladatok nem mindig párhuzamosíthatóak. Ezenkívül rengeteg biztonsági kockázatot is ki kellene még küszöbölni, hiszen ha bárki bármilyen számítási feladatot futtathat akár egyszerre rengeteg számítógépen, akkor szinte lehetetlen kiküszöbölni, hogy ezek között ne legyenek ártó szándékúak.

A Microsoft sem marad ki a grid computingból: legújabb, elosztott rendszerekkel foglalkozó kutatási projektje nagy eséllyel egy kiterjedt grid megoldással jelentkezik majd - konkrét eredmények azonban csak évek múltán várhatók. A Microsoft illetékesei meglehetősen keveset mondtak el a vállalat céljairól a grid computing terén várható fejlesztésekkel kapcsolatosan, de az biztosra vehető, hogy a Microsoft is részt kíván venni a grid-alapú elosztott megoldások piacán.

A szoftveróriás saját megoldása a Bigtop kódnevet kapta, és elsődleges célja, hogy a fejlesztők létrehozzák a jövő elosztott operációs rendszereinek első lazán kapcsolódó, elosztott komponenseit. Az új koncepció szakít a korábban bevett szokásokkal, és a nagy teljesítményű rendszereket nem a különálló komponensek minél teljesebb összedrótozásával teszi nagyobb teljesítményűvé, hanem az elosztott rendszerrészek kidolgozásával kínál lehetőséget azok tetszőleges skálázására, amivel akár több kisebb teljesítményű számítógép összekapcsolásával is jelentős eredmények érhetők el.

Abban azonban biztosak lehetünk, hogy hamarosan eljön a napja a Gridnek és a hasonló elosztott rendszereknek, és a világ sok millió hálózatba kötött számítógépének az elképesztő méretű számítási teljesítménye hatalmas feladatok megoldására ad majd lehetőséget.

Dúcz András
(Computer Panoráma)