2005-06-29 16:47:38ㄚ智

為科學出力

時空連續體的愛好者,現在能在自家桌前尋找重力波了,這都要感謝2月推出的「愛因斯坦回你家」(Einstein@home)活動。這是最新的@home計畫,目前網際網路上的@home計畫至少有60個,想參與計畫的個人電腦用戶,可以捐出處理器閒置時的運算能力,協助解決科學問題。用戶不需要在不同的任務之間選擇,因為現在的@home軟體可多工處理,而且微晶片的能力也足以應付更多的分散式運算計畫。

一般的現代個人電腦每秒至少能執行10億次浮點運算(2000年以後出廠的家用個人電腦大都如此),除非必須處理像繪圖這種極需密集運算的工作,否則這些電腦幾乎從不曾「火力全開」。分散式運算利用的,正是這些閒置不用的運算力。大型的工作可拆解成較小型的工作,然後經由網際網路,傳送給經常處於閒置狀態的電腦處理。結果就能得到無與倫比的處理能力:IBM的藍色基因L是目前最強大的超級電腦,每秒大約可執行70兆次浮點運算;然而,據SETI@home計畫負責人安德生表示,參與該計畫的個人電腦數量,保守估計約50萬台,每秒執行的浮點運算次數超過100兆次。

第一個公眾的分散式運算計畫,是為了找尋大質數而於1996年推出的「尋找莫仙尼質數網路計畫」。爾後,各種虛擬的超級運算計畫紛紛推出,包括嚴肅的主題,如測試可能藥物的FightAIDS@home,以及目標崇高的計畫,如「猴子莎士比亞模擬器」。安德生預料在未來數年內,還可能出現數百個@home計畫,參與計畫的中央處理器,更可能從目前的130萬個左右,激增到3000萬。

這股風潮的一大重要發展,就是建立了可同時處理多項計畫的分散式運算平台。其中的「柏克萊網路運算開放架構」(BOINC)為最大的平台之一,在其上運作的計畫包括SETI@home與Einstein@Home,先前獨立運作的Climateprediction.net也在2004年8月加入BOINC平台。未來數個月,BOINC平台還會再多出幾個夥伴,包括FightAIDS@home、PlanetQuest與Orbit@home。其他整合性的分散式運算軟體平台包括Grid.org,這個平台執行兩項計畫,其一是找尋抗癌成份,其二是從胺基酸序列預測蛋白質立體結構。另外還有Find-a-Drug.org平台,目前包括九項計畫,都是在尋找藥物以對抗不同疾病,好比瘧疾,以及通稱人類狂牛症的庫賈氏症。

這類@home平台也為科學家省下許多時間。以BOINC為例,就開放了平台架構的原始碼,因此研究人員無需再花時間撰寫自己的程式。這類軟體的開發,需要數個人花上好幾年的時間,因為軟體必須能夠在上百萬台電腦的各個作業系統上運行無礙,還必須能處理錯誤的結果,並且防禦惡意的攻擊。同時擔任BOINC負責人的安德生表示:「我們希望讓科學家,可以容易取得上百萬台電腦的寶貴處理能力。」

據安德生估計,普通電腦最多大概能處理12個@home計畫而不影響效能。超過這個數量,電腦的運算力就會被切分得太小,對計畫而言幾乎無用。安德生補充,未來可能會出現新的軟體,讓個人電腦可自動切換執行不同的計畫。然而,不同的整合性平台如果同時在同一部電腦內運作,可能會彼此干擾。但是,全球的個人電腦多達兩億台,美國德州奧斯丁聯合器材公司的總裁哈伯德就表示:「每個人都能分到很大的空間。」該公司採用的平台為Grid.org。