자원봉사 컴퓨팅

Volunteer computing

자원봉사 컴퓨팅은 분산 컴퓨팅의 한 종류로, 사람들이 자신의 컴퓨터의 미사용 자원을 연구용 프로젝트에 [1]기부하는 것입니다.그 배경에는, 현대의 데스크탑 컴퓨터는, 1초에 수십억개의 조작을 실행할 수 있을 만큼 파워풀하지만, 대부분의 유저에게 있어서, 그 용량의 10~15%만이 사용되고 있는 것이 있습니다.기본적인 워드프로세서나 웹브라우징등의 일반적인 사용법에서는, 컴퓨터의 대부분이 아이돌 상태가 됩니다.

1990년대 중반까지 거슬러 올라가는 자원봉사의 컴퓨팅을 통해 연구자들이 최소한의 비용으로 상당한 처리 능력을 이용할 수 있게 될 가능성이 있습니다.일반적으로 자원봉사자의 컴퓨터에서 실행되는 프로그램은 정기적으로 연구 지원서에 연락하여 작업을 요청하고 결과를 보고합니다.미들웨어 시스템은 보통 중개 역할을 합니다.

역사

최초의 자원봉사 컴퓨팅 프로젝트는 1996년 [2]1월에 시작된 Great Internet Mersenne Prime Search였다.1997년에는 distributed.net가 그 뒤를 이었다.1997년과 1998년에 여러 학술 연구 프로젝트가 자원봉사를 위한 Java 기반 시스템을 개발했습니다. 예를 들어 Bayanihan,[3] [4]Popcon, Superweb,[5] [6]Charlotte 등이 있습니다.

자원봉사 컴퓨팅이라는 용어는 Bayanihan의 개발자인 Luis F. G. Sarmenta에 의해 만들어졌습니다.또한 Harvard Business[7] Review에서 보고되거나 Responsible IT [8]포럼에서 사용된 사회적 책임(Corporate Social Responsibility)에 대한 글로벌한 노력도 호소하고 있습니다.

1999년에는 SETI@home 및 Folding@home 프로젝트가 시작되었습니다.이 프로젝트들은 상당한 언론의 주목을 받았고, 각각 수십만 명의 자원봉사자들이 모였습니다.

1998년과 2002년 사이에 자원봉사 컴퓨팅과 관련된 비즈니스 모델을 사용하여 여러 회사가 설립되었습니다.예를 들어 Popular Power, Porivo, Entropia, United Devices 등이 있습니다.

2002년, 미국 국립 과학 재단의 자금 지원을 받아 캘리포니아 대학 버클리 우주 과학 연구소에서 네트워크 컴퓨팅을 위한 버클리 개방형 인프라(BOINC) 프로젝트가 설립되었습니다.BOINC는 클라이언트, 클라이언트 GUI, 애플리케이션 런타임 시스템, 서버 소프트웨어 및 프로젝트 웹 사이트를 구현하는 소프트웨어를 포함하여 자원봉사 컴퓨팅을 위한 완전한 미들웨어 시스템을 제공합니다.BOINC에 기반을 둔 첫 번째 프로젝트는 Predictor@home으로, 2004년에 운영을 시작한 Scripps Research Institute에 기반을 두고 있습니다.그 후 SETI@home과 ClimatePrediction.net은 BOINC를 사용하기 시작했습니다.그 후 몇 년 동안 Rosetta@home, 아인슈타인@home, AQ 등 많은 새로운 BOINC 기반 프로젝트가 생성되었습니다.UA@home.2007년 IBM World Community Grid는 United Devices 플랫폼에서 [9]BOINC로 전환했습니다.

미들웨어

초기 자원봉사 컴퓨팅 프로젝트의 클라이언트 소프트웨어는 과학적 계산과 분산 컴퓨팅 인프라스트럭처를 결합한 단일 프로그램으로 구성되었습니다.이 일체형 아키텍처는 유연성이 없었습니다.예를 들어, 새로운 애플리케이션 버전을 배포하는 것이 어려웠습니다.

최근에는 자원봉사의 컴퓨팅이 과학적 컴퓨팅으로부터 독립된 분산 컴퓨팅 인프라스트럭처를 제공하는 미들웨어 시스템으로 이행하고 있습니다.예를 들어 다음과 같습니다.

  • Berkeley Open Infrastructure for Network Computing(BOINC)은 가장 널리 사용되는 미들웨어 시스템입니다.Windows, Mac OS X, Linux, Android 및 기타 Unix 버전용 클라이언트 소프트웨어를 제공합니다.
  • Xtrem Web은 주로 조사 도구로 사용됩니다.그것은 파리 사우스 대학에 본부를 둔 그룹에 의해 개발되었다.
  • 엑스그리드는 애플에 의해 개발되었다.클라이언트와 서버 컴포넌트는 Mac OS X에서만 실행됩니다.
  • Grid MP는 United Devices가 개발한 상용 미들웨어 플랫폼으로 grid.org, World Community Grid, Cell Computing, Hikari Grid 등의 자원봉사 컴퓨팅 프로젝트에 사용되었습니다.

이러한 시스템의 대부분은, 클라이언트 프로그램이 자원봉사자의 컴퓨터상에서 동작하는 것과 같은 기본적인 구조를 가지고 있습니다.인터넷을 통해 프로젝트 운영 서버에 정기적으로 연락하여 작업을 요청하고 완료된 작업의 결과를 보고합니다.이 "풀" 모델은 많은 자원봉사 컴퓨터가 들어오는 연결을 허용하지 않는 방화벽 뒤에 있기 때문에 필요합니다.이 시스템은 각 사용자의 "크레딧"을 추적합니다.이것은 사용자의 컴퓨터가 프로젝트를 위해 얼마나 많은 작업을 수행했는지 나타내는 수치 척도입니다.

자원봉사에 의한 컴퓨팅 시스템은 자원봉사에 의한 컴퓨터와 관련된 몇 가지 문제에 대처해야 합니다.즉, 이질성, 이탈(개별 컴퓨터가 시간이 지남에 따라 네트워크에 가입하거나 탈퇴하는 경향), 산발적으로 이용 가능 여부, 정기적인 사용 중 퍼포먼스에 지장을 주지 않을 필요성입니다.

또한 자원봉사 컴퓨팅 시스템은 정확성과 관련된 문제에 대처해야 합니다.

  • 자원봉사자들은 설명할 수 없고 기본적으로 익명이다.
  • 일부 자원봉사 컴퓨터(특히 오버클럭된 컴퓨터)는 오작동을 일으켜 잘못된 결과를 반환할 수 있습니다.
  • 일부 자원봉사자들은 의도적으로 잘못된 결과를 반환하거나 결과에 대해 과도한 공로를 주장합니다.

이러한 문제에 대한 일반적인 접근 방식 중 하나는 복제 컴퓨팅입니다. 복제 컴퓨팅에서는 각 작업이 최소 2대의 컴퓨터에서 수행됩니다.결과(및 해당 크레딧)는 충분히 동의한 경우에만 인정됩니다.

참가자의 결점

  • 소비전력 증가:CPU는 일반적으로 아이돌 상태보다 액티브 상태일 때 더 많은 전력을 소비합니다.또한 참가 희망으로 인해 자원봉사자가 밤새 PC를 켜두거나 일시정지 등의 절전 기능을 비활성화할 수 있습니다.게다가 컴퓨터가 충분히 냉각되지 않으면 자원봉사자의 CPU에 가해지는 부하로 인해 컴퓨터가 과열될 수 있습니다.
  • PC 성능 저하: 컴퓨터 사용 중에 자원봉사 컴퓨팅 애플리케이션이 실행되면 PC 성능에 영향을 줄 수 있습니다.이는 CPU, CPU 캐시, 로컬 스토리지 및 네트워크 연결 사용량이 증가했기 때문입니다.RAM이 제한적일 경우 디스크 캐시 누락이 증가하거나 페이징이 증가할 수 있습니다.자원봉사 컴퓨팅 애플리케이션은 일반적으로 낮은 CPU 스케줄링 우선순위로 실행되므로 CPU [10]경합을 완화할 수 있습니다.

이러한 효과는 눈에 띄거나 띄지 않을 수 있으며, 눈에 띄더라도 자원봉사자는 계속 참여하기로 선택할 수 있습니다.단, 일부 클라이언트소프트웨어에서 사용할 수 있는 프로세서의 퍼센티지를 제한하는 옵션을 설정하면 소비전력의 증가를 어느 정도 해결할 수 있습니다.

연구자에 대한 이점

힘

자원봉사를 통한 컴퓨팅은 다른 방법으로는 달성할 수 없는 컴퓨팅 능력을 연구자에게 제공할 수 있습니다.예를 들어 Folding@home은 세계에서 가장 빠른 컴퓨팅 시스템 중 하나로 꼽히고 있습니다.COVID-19 [11]대유행의 결과로 프로젝트에 대한 관심과 자원봉사 참여가 높아짐에 따라, 이 시스템은 2020년 3월 말까지 약 1.22 엑사플롭의 속도를 달성했고 2020년 [12]4월 12일까지 2.43 엑사플롭에 도달하여 세계 최초의 엑사플롭 컴퓨팅 시스템이 되었다.

비용.

자원봉사의 컴퓨팅은 다른 형태의 분산 [13]컴퓨팅보다 비용이 적게 드는 경우가 많으며, 일반적으로 최종 연구자에게는 비용이 전혀 들지 않습니다.

중요성

프로젝트 실행 중 참여자와 연구자 간의 책임과 신뢰 부족 등의 문제가 있지만 자원봉사의 컴퓨팅은 특히 [14]자금 지원이 제한된 프로젝트에서는 매우 중요합니다.

  • 세계에는 10억대 이상의 PC가 있기 때문에 자원봉사를 통해 학술(대학 기반)이나 과학 연구 등 컴퓨팅 능력에 관해 필요한 역량을 갖추지 못한 연구에 더 많은 컴퓨팅 능력을 제공할 수 있습니다.또, 테크놀로지의 진보는, PC나 게임 콘솔등의 소비자 제품의 진보를 다른 어떤 전문 제품보다 빠르게 실현해,[citation needed] 결과적으로 세계의 PC의 수와 컴퓨팅 파워를 증가시킬 것입니다.
  • 컴퓨팅 능력이 뛰어난 슈퍼컴퓨터는 매우 고가이며, 일부 어플리케이션에서 구입이 가능한 경우에만 사용할 수 있습니다.자원봉사를 위한 컴퓨팅은 구매가 불가능한 반면, 그 힘은 대중의 지지에서 비롯됩니다.한정된 자원과 자금을 가진 연구 프로젝트는 대중의 관심을 [15]끌면서 엄청난 컴퓨팅 능력을 얻을 수 있다.
  • 과학 등의 주제에 대한 연구에 자원하여 지원 및 컴퓨팅 파워를 제공함으로써 시민들이 과학에 관심을 가질 수 있도록 장려하고, 또한 시민들이 과학 연구에 대한 의견을 가질 수 있도록 하며,[1] 궁극적으로는 연구에 대한 지원 여부에 관계없이 미래 과학에 대한 의견을 가질 수 있도록 한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b "VolunteerComputing – BOINC". boinc.Berkeley.edu. Retrieved November 18, 2017.
  2. ^ "GIMPS History". Mersenne.org. Great Internet Mersenne Primes Search. Retrieved December 29, 2013.
  3. ^ Sarmenta, L.F.G.(1998년)."Bayanihan:웹 기반의 자원 컴퓨팅을 이용한 자바".전 세계적으로 컴퓨팅의 — WWCA'98:둘째 국제 회의 일본 추쿠바, 3월 4–5, 1998년 논문집.강의 노트 컴퓨터 과학으로.Vol1368.스프링거 베를린 하이델베르크.를 대신하여 서명함. 444–461.CiteSeerX 10.1.1.37.6643. doi:10.1007/3-540-64216-1_67.아이 에스비엔 978-3-540-64216-9.• 아이 에스비엔 978-3-540-64216-9(인쇄)• 아이 에스비엔 978-3-540-69704-6(온라인).
  4. ^ O Regev; Noam Nisan (October 28, 1998). "The POPCORN market—an online market for computational resources". Proceedings of the first international conference on Information and computation economies (in Charleston, South Carolina). New York, NY: ACM Press. pp. 148–157. doi:10.1145/288994.289027. ISBN 1-58113-076-7.
  5. ^ Alexandrov, A.D.; Ibel, M.; Schauser, K.E.; Scheiman, K.E. (1996). "SuperWeb: Research issues in Java-Based Global Computing". Proceedings of the Workshop on Java for High performance Scientific and Engineering Computing Simulation and Modelling. New York: Syracuse University.
  6. ^ Baratloo, A.; Karaul, M.; Kedem, Z.; Wyckoff, P. (September 1996). "Charlotte: Metacomputing on the Web". Proceedings of the 9th International Conference on Parallel and Distributed Computing Systems.
  7. ^ Michael Porter; Mark Kramer. "The Link Between Competitive Advantage and Corporate Social Responsibility" (PDF). Harvard Business Review. Archived (PDF) from the original on May 16, 2008. Retrieved August 25, 2007.
  8. ^ "ResponsI.TK". Responsible IT forum.
  9. ^ "BOINC Migration Announcement". Aug 17, 2007. Retrieved December 29, 2013.
  10. ^ Geoff Gasior (November 11, 2002). "Measuring Folding@Home's performance impact". Retrieved December 29, 2013.
  11. ^ News 12 Long Island 2020 대상 : "COVID-19 대유행 이후 Folding@home은 다운로드가 크게 증가하고 있으며, 이는 전 세계 사람들이 이 바이러스의 치료법을 찾는데 도움을 줄 것을 우려하고 있다는 분명한 징후입니다."라고 Dr.드마테이스 학파의 학생입니다."
  12. ^ Pande lab. "Client Statistics by OS". Archive.is. Archived from the original on April 12, 2020. Retrieved April 12, 2020.
  13. ^ http://mescal.imag.fr/membres/derrick.kondo/pubs/kondo_hcw09.pdf[베어 URL PDF]
  14. ^ Nov, Oded; Anderson, David; Arazy, Ofer (2010-04-26). "Volunteer computing: a model of the factors determining contribution to community-based scientific research". Proceedings of the 19th international conference on World wide web. WWW '10. Raleigh, North Carolina, USA: Association for Computing Machinery: 741–750. doi:10.1145/1772690.1772766. ISBN 978-1-60558-799-8.
  15. ^ "The Power of a Volunteer Computer Network - DZone Performance". dzone.com. Retrieved 2021-07-11.

외부 링크