Ученые НИТУ «МИСиС» опубликовали результаты исследования, доказавшие, что вычислительная сеть, состоящая исключительно из миллионов распределенных по всему миру мобильных телефонов, может достичь уровня производительности суперкомпьютера.
Работа опубликована в журнале Communications in Computer and Information Science.
По данным американского портала Digital Trends, количество пользователей смартфонов в мире в 2020 году достигло 6,1 миллиарда и продолжает расти. Текущие возможности устройств также значительно увеличились: благодаря последним достижениям в области маломощных процессоров мобильные устройства могут выполнять ресурсоемкие операции, что позволяет рассматривать эти устройства как вычислительные платформы.
Пользователи могут подключать свои мобильные устройства – смартфоны и планшеты – к сети в основном для двух целей: получить доступ к сетевым ресурсам и/или сделать ресурсы своих мобильных устройств доступными для пользователей сети.
По мнению исследователей из Института информационных технологий и компьютерных наук НИТУ «МИСиС», включение мобильных устройств в сетевую и вычислительную инфраструктуру в ближайшее время приведет к появлению новой категории вычислительных систем – мобильной.
«Наша работа посвящена использованию мобильных устройств в качестве поставщиков вычислительных ресурсов. Основная идея проекта заключается в использовании простаивающих вычислительных ресурсов мобильных устройств для различных расчетов, без ущерба для их прямого назначения. Для этого необходима серия различных вычислительных экспериментов для изучения поведения грид-системы, состоящей из разнородных устройств с разной процессорной архитектурой и разными операционными системами, с последующей настройкой различных параметров проекта», – рассказал соавтор работы, доцент кафедры инженерной кибернетики НИТУ «МИСиС» Илья Курочкин.
Грид-система предполагает объединение персональные устройства и использование их в фоновом режиме, когда они либо стоят на зарядке, либо заряжены на 80-90% и при этом имеют доступ к wi-fi. По словам разработчиков, правильно подобранные параметры распределенной системы могут как повысить уровень использования мобильников для решения задач без существенного влияния на заряд батареи, так и значительно сократить время расчета всего эксперимента.
В результате научный коллектив разработал и рекомендовал параметры прототипа мобильной грид-системы, которая эффективно работает с различными типами персональных устройств.
«Тестовая система сетки была развернута на платформе BOINC. В качестве ее вычислительных узлов могут выступать мобильные устройства, планшеты, а также персональные компьютеры и ноутбуки. Вычислительное приложение при этом доступно для нескольких операционных систем, включая Android. С целью настройки параметров проекта мы провели ряд вычислительных экспериментов на тестовой мобильной распределенной системы. Найденная конфигурация дала возможность сократить время проведения вычислительных экспериментов, а также увеличить процент загрузки устройств и снизить процент просроченных задач», — добавляет Илья Курочкин.
По словам разработчиков, полученные результаты могут быть использованы для масштабных и многомесячных вычислительных экспериментов, например, для глубокого обучения нейросетей, или моделирования свойств новых материалов.
