"Lo facciamo per poter dire: dato che non c'è niente, noi vogliamo rimboccarci le maniche e costruire qualche cosa. E se ognuno fa qualche cosa, allora si può fare molto." Padre Puglisi

Calcolo Distribuito: BOINC – Vivere Ateneo – Scuola Politecnica

Del 23 Settembre 2014, ore 2:29 PM - Modifica

Cos’è BOINC? Guarda il video!

>>Partecipa subito!<<

Che cos’è il calcolo distribuito e perché tutti noi dovremmo interessarcene?

La risposta è molto semplice e al tempo stesso di grande importanza. I mezzi informatici, che  sono uno strumento fenomenale in quanto hanno permesso di accelerare considerevolmente il progresso dell’umanità,  sono sempre più fondamentali in qualsivoglia ambito di ricerca scientifica, come la matematica, la medicina, la chimica la biologia molecolare, l’astrofisica e la climatologia. Sebbene la potenza dei calcolatori vada aumentando di anno in anno, la necessità di capacità di calcolo risulta spesso maggiore di ciò che le possibilità economiche degli enti di ricerca offrono. Come fare per ovviare a questo problema? Una soluzione c’è, e qui entra in gioco il “calcolo distribuito”. Dislocati su tutto il pianeta ci sono oltre un miliardo di personal computer – oltre 25 milioni in Italia – che generalmente vengono sfruttati solamente per una minima percentuale rispetto alle proprie capacità. Da qui la geniale idea alla base del “calcolo distribuito”: unire le forze di tanti computer per realizzare potenze di calcolo enormi, sfruttando appunto le risorse inutilizzate dei nostri computer/dispositivi. Per usare al meglio tutta questa potenza, i ricercatori dell’Università di Berkeley hanno sviluppato il software BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing), una nuova e potente piattaforma per il calcolo distribuito che sfrutta le risorse dei PC offerte volontariamente.

Come funziona?

Partecipare è molto semplice, non richiede particolari conoscenze informatiche, ne grandi capacità elaborative, anche un computer molto vecchio andrà benissimo. La prima volta che si avvia BOINC viene chiesto a quale progetto vogliamo aderire. Se ne può scegliere uno o anche più di uno. Da questo punto in poi tutto avviene in modo automatico. Ogni progetto scaricherà sul PC il proprio CLIENT, cioè il programma che si occuperà di elaborare i dati. Il programma BOINC si connetterà ad Internet, scaricherà dei pacchetti di dati (chiamati Work Units, WU), li farà elaborare al nostro PC tramite il client del progetto e, completata la Work Unit, provvederà a riportare i risultati ed a acquisire nuove WU. Durante l’elaborazione non è necessario restare connessi ad Internet. È possibile elaborare questi dati sul proprio PC quando si vuole, in generale in ogni attimo durante il quale il PC, e in particolare il processore, non viene utilizzato in nessuna operazione o compito gravoso. Si può utilizzare la potenza di calcolo del proprio computer per elaborare mentre si naviga, si scrive una relazione, si legge la posta e persino mentre si guarda un film. È possibile spegnere il proprio computer in qualsiasi momento, l’elaborazione dei dati si interrompe e riprende automaticamente dal punto in cui si era fermata non appena il PC viene riacceso. L’elaborazione avviene a priorità bassa, il che significa che non si noterà nessun rallentamento del PC in quanto, quando gli altri programmi richiedono l’uso del processore, BOINC “si fa da parte” e concede la precedenza. Durante l’elaborazione il processore lavora al pieno delle sue capacità. Questo non deve spaventarvi: i computer sono fatti apposta per lavorare e non si danneggiano se le temperature restano nella norma. Nessun pericolo quindi a meno che non abbiate modificato qualcosa in modo improprio o non abbiate piazzato il PC di fianco al termosifone! Anzi, per dirla tutta, sono molto più pericolosi gli sbalzi di tensione che ricevono quando vengono accesi o spenti.

Perchè dovrei partecipare?

Chi aderisce a un progetto di ricerca non lo fa per ricevere premi o denaro ma per poter dire di aver dato una mano. Tanti più pacchetti di dati elaboreremo, tanto più saremo utili alla ricerca.
Tuttavia è importante sottolineare che aderendo a un progetto di “calcolo distribuito” non prenderemo nessun impegno vincolante: non ci sono risultati minimi da raggiungere. Chiunque potrà contribuire in maniera spontanea alla ricerca scientifica, lo farà per il tempo che vorrà e con quanti computer vorrà. Alla fine ci sembrerà molto semplice, ma il nostro contributo avrà un valore ben più importante, lo avremo fatto per noi stessi quanto per gli altri. Il “calcolo distribuito” va interpretato come una nuova forma di beneficenza o di volontariato, e una volta iniziato sarà difficile non appassionarsi ad esso.

Dati alla mano!

BOINC conta circa 320.121 volontari, 512.197 computer attivi (hosts) intorno al mondo che elaborano una media di 6,6 PetaFLOPS (2014)

CREDITI

In BOINC la quantità di elaborazione effettuata viene misurata con i crediti. Ad ogni WU elaborata vengono assegnati un numero x di crediti che dipendono dal tempo impiegato ad elaborarla ed al punteggio del benchmark(prestazioni) effettuato da BOINC sul PC.
L’assegnazione dei crediti avviene in questo modo: quando una WU viene finita di elaborare, ed i risultati vengono rispediti indietro al server di appartenenza, i crediti non vengono subito assegnati, ma vengono messi in “Pending”, ovvero in attesa. Quando un certo numero di utenti (variabile da progetto a progetto) ha rispedito indietro i risultati della stessa WU, il server controlla i risultati e se coincidono assegna i crediti.
Questo schema riassume il tutto:
Il Total Credit indica la quantità di crediti che un utente ha accumulato dal momento dell’iscrizione.

TEAM

La piattaforma BOINC consente anche di organizzarsi in Team e sommandi i punteggi di tutti i membri, stilare delle classifiche nazionali/internazionali ai fini competitivi.

Il Progetto World Community Grid

World Community Grid(WCG) è un progetto di calcolo distribuito, finanziato e gestito da IBM, che punta creare la più grande rete di calcolo distribuito pubblica del mondo per affrontare progetti di ricerca scientifica a beneficio dell’umanità.
I progetti da sostenere vengono selezionati dall’Advisory Board del World Community Grid, un organismo che valuta le proposte presentate da enti di ricerca e organizzazioni non profit interessate a condurre progetti umanitari tramite le tecnologie del Grid Computing. Dell’Advisory Board fanno parte esponenti delle più importanti organizzazioni scientifiche, umanitarie e di ricerca del mondo.
Nel 2009 IBM ha ricevuto il prestigioso Coffey International Award per il suo impegno e la sua expertise tecnica nel WCG e per la maniera innovativa di indirizzare le più grandi sfide sociali del nostro tempo.
In tutto il mondo, più di 600.000 tra persone, aziende, associazioni ed università sono iscritti al progetto, mettendo a disposizione la capacità di calcolo di circa 2 milioni di computer. I partner del World Community Grid in Italia sono 10: Associazione degli Industriali di Vicenza, Fondazione ASPHI, Sistemi Informativi, Sodalitas, MolecularLab, Immaginario Scientifico di Trieste, Dipartimento di Informatica e Telecomunicazioni dell’Università degli Studi di Trento, Dipartimento di Informatica e Sistemistica dell’Università degli Studi di Pavia, ENI, Provincia di Agrigento, che oltre a sostenere con i loro PC il WCG promuovono l’iniziativa attraverso la comunicazione del programma verso i loro dipendenti e i loro partner.
WCG attualmente si occupa delle seguenti ricerche:

  • Drug Search for Leishmaniasis: Progetto che analizza potenziali molecole simulando l’interazione tra composti chimici e proteine al fine di trovare il composto che potrà essere curante per la leishmaniosi;
  • GO Fight Against Malaria: Progetto mirato a selezionare sostanze candidate ad essere sviluppate come futuri farmaci contro forme resistenti di malaria, simula interazioni tra composti chimici e proteine per analizzarne la capacita’ di combattere la malaria;
  • Computing for Clean Water: L’obiettivo di questo progetto è di analizzare a livello molecolare i flussi migliori per filtrare l’acqua con nuovi materiali filtranti;
  • The Clean Energy Project(Fase 2): L’obiettivo del progetto è trovare nuovi materiali per le celle solari di prossima generazione ed in seguito per l’immagazzinamento di energia;
  • Help Conquer Cancer: un progetto che mira a migliorare la cristallografia a raggi X delle proteine allo scopo di migliorare la comprensione delle meccaniche legate alla nascita del cancro;
  • Discovering Dengue Drugs – Together(Fase 2): Ha come obiettivo lo sviluppo di vaccini per alcune malattie tropicali;
  • Human Proteome Folding(Fase 2): un progetto orientato a creare dei modelli grafici di alcune importanti proteine umane e sviluppare un software in grado di prevedere i possibili mutamenti strutturali delle proteine;
  • FightAIDS@Home: studio molecolare sull’AIDS;
  • Help Fight Childhood Cancer: Progetto portato avanti dall’università di Chiba in Giappone. Cerca composti chimici che siano in grado di disabilitare tre particolari proteine associate al neuroblastoma, uno dei più frequenti casi tumorali infantili;
  • Help Cure Muscular Dystrophy(Fase 2): Progetto che analizza le interazioni tra proteine su più di 2200 di esse di cui si conosce la struttura in modo da trovare trattamenti migliori per la distroia muscolare e altri disturbi neuromolecolari;

Le ricerche attualmente portate a compimento dal progetto sono indicate nel seguente link: WCG – Ricerche Completate

VIDEO DI PRESENTAZIONE DEL PROGETTO

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