Учёные НИТУ «МИСиС» в журнале Communications in Computer and Information Science опубликовали результаты исследований, которые доказывают способность миллиона распределённых по миру смартфонов достичь уровня производительности отдельного суперкомпьютера. При этом совместная работа не будет оказывать заметного влияния на повседневное использование смартфонов людьми — вычисления будут проходить в то время, когда смартфоном не пользуются.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

«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.

Учёные провели серию таких экспериментов, используя в качестве основы открытую платформу BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing). По понятным причинам эксперимент крайне сложно было провести на смартфонах непричастных непосредственно к эксперименту пользователей, поэтому все данные получены на специально развёрнутой тестовой мобильной распределенной системе. В ходе опытов была найдена конфигурация, которая позволила как сократить время проведения вычислительных экспериментов, так и увеличить процент загрузки устройств и снизить процент просроченных задач.

В целом предполагается объединение персональных устройств от смартфонов и планшетов до компьютеров, когда они либо стоят на зарядке (это также относится к ноутбукам), либо заряжены на 80-90 % и при этом имеют доступ к Wi-Fi. Правильно подобранные параметры распределённой системы могут как повысить уровень использования мобильников для решения задач без существенного влияния на заряд батареи, так и значительно сократить время расчёта всего эксперимента. По результатам исследования были составлены рекомендации и предложены параметры прототипа мобильной грид-системы, которая будет эффективно работать с различными типами персональных устройств.

Рядовые пользователи компьютеров и многие компании по всему миру объединились перед лицом угрозы, которую создаёт распространение короновируса, и за текущий месяц создали самую производительную сеть распределённых вычислений за всю историю.

Благодаря проекту распределённых вычислений Folding@Home сейчас любой желающий может направить вычислительные мощности своего компьютера, сервера или другой системы на исследования коронавируса SARS-CoV-2 и разработку лекарственных средств против него. И таких желающих набралось очень много, благодаря чему общая вычислительная мощность сети сегодня превысила 1,5 экзафлопса. Это полтора квинтиллиона или 1,5×10¹⁸ операций в секунду.

Чтобы лучше понимать масштабы, производительность сети Folding@Home на порядок выше, нежели производительность самого мощного суперкомпьютера на сегодняшний день — IBM Summit, который располагает также очень немалой мощностью в 148,6 петафлопса. Даже общая производительность всех 500 самых производительных суперкомпьютеров в мире, согласно TOP-500, составляет 1,65 экзафлопс, так что у сети Folding@Home есть все шансы опередить их всех вместе взятых.

Число систем, задействованных в Folding@Home постоянно меняется, собственно как и производительность. Достижение 1,5 экзафлопса распределённой сети обеспечили 4,63 млн процессорных ядер и 430 тыс графических процессоров AMD и NVIDIA. В большинстве своём это системы на Windows, хотя также немалую часть составляют и Linux-системы, а вот компьютеры на macOS могут задействовать только CPU, поэтому их вклад не столь значителен.

В конце также отметим, что сейчас на борьбу с коронавирусом брошены силы и многих суперкомпьютеров. Компания IBM, например, оперативно сформировала консорциум COVID-19 High Performance Computing, который объединяет крупные суперкомпьютеры различных исследовательских институтов и технологических компаний США для борьбы с эпидемией. Совокупная производительность суперкомпьютеров, участвующих в консорциуме IBM COVID-19 HPC, составляет 330 петафлопс, что также очень немало.

Проект распределённых вычислений Folding@Home, который использует вычислительные мощности компьютеров присоединившихся участников для исследования коронавируса SARS-CoV-2 и разработки лекарственных средств против него, привлёк свыше 400 000 добровольцев. Об этом рассказал руководитель инициативы Folding@Home Грегори Боуман (Gregory Bowman).

«У нас было около 30 тысяч пользователей до начала пандемии коронавируса. Но за последние две недели 400 000 добровольцев присоединились к Folding@Home», — сказал господин Боуман, подтверждая, что за столь короткий промежуток времени число участников проекта выросло на 1200 %.

Напомним, инициатива Folding@Home представляет собой платформу распределённых вычислений, в рамках которой мощности компьютеров участников проекта используются для проведения научных и медицинских исследований. В конце февраля этого года представители Folding@Home объявили о создании глобальной компьютерной сети для содействия разработке фармацевтических препаратов для борьбы с коронавирусом. Согласно имеющимся данным, в настоящее время вычислительные мощности участников проекта используются для изучения работы молекул белка, участвующего в подавлении COVID-19 иммунной системой. Ранее вычислительные мощности Folding@Home применялись в исследованиях рака молочной железы, болезни Альцгеймера и др.

Не так давно было объявлено о том, что крупнейший американский майнер криптовалюты Ethereum CoreWave перенаправил вычислительные мощности 6000 своих видеокарт на нужды Folding@Home. По некоторым оценкам, выделенные видеокарты генерировали вычислительную мощность на уровне 0,2 % от общего хэшрейта сети Ethereum. За последние недели ещё несколько крупных криптовалютных майнеров присоединились к проекту Folding@Home, а 14 марта этому примеру последовал производитель графических чипов Nvidia, призвавший геймеров к участию в инициативе по борьбе с коронавирусом.

После запуска драйвера GeForce 373.06 ещё 6 октября текущего года клиент приложения Folding@Home от Стэндфордского университета перестал работать. Поэтому пользователям, желающим участвовать в проекте распределённых вычислений, до последнего времени приходилось пользоваться старыми драйверами, несмотря на то, что с того времени было выпущено уже 6 новых WHQL-сертифицированных сборок, включающих массу новых исправлений и оптимизаций для свежих игр.

Но калифорнийская компания всё же не оставила пользователей без решения и, наконец, спустя более чем два месяца представила драйвер-заплатку GeForce Hotfix 376.48, который призван прежде всего исправить эту проблему. NVIDIA сообщает лишь, что в драйвере применён некий обходной приём, чтобы исправить работу клиента Folding@home, но не объясняет, в чём именно состояла проблема.

Кроме того, в драйвере компания исправила наблюдавшиеся в Just Cause 3 случайные вспышки, приводившие к сбою Battlefield 1 проблемы; мерцания текстур в режиме SLI в Battlefield 1, а также артефакты в игре Wargame: Red Dragon. GeForce 376.48 датирован 21 декабря текущего года и не имеет сертификата WHQL.

Учитывая тот факт, что драйвер является Hotfix-выпуском, приложение GeForce Experience не предложит его устанавливать — заинтересованные пользователи должны самостоятельно проследовать на официальный сайт NVIDIA и загрузить необходимую версию — опубликованы 32- и 64-битные варианты для Windows 10, 8.1 и 7.

Мы уже неоднократно отмечали риски информационной безопасности, которые несут в себе устройства Интернета вещей. Например, в конце прошлого года эксперты компании Incapsula выявили целую зараженную сеть, состоящую не из традиционных компьютеров, а из камер видеонаблюдения. Более 900 CCTV-камер было готово к атакам. И это лишь малая часть инцидентов с участием IoT-устройств, зафиксированных в последние годы.

ibtimes.co.uk

На прошлой неделе новостное издание в сфере информационной безопасности KrebsOnSecurity пострадало от мощной распределённой DDoS-атаки. По оценкам экспертов, это была атака с рекордным потоком 620 Гбит/с, а используемый злоумышленниками ботнет включал в себя домашние роутеры, камеры видеонаблюдения и другие IoT-устройства. Сайт смог возобновить работу только через 24 часа.

ibtimes.co.uk

Спустя несколько дней жертвой похожей атаки стал французский веб-ресурс. В данном случае атака была ещё более мощной — трафик составил свыше 1,1 Тбит/с. Далее последовала ещё серия атак. Исследователи обнаружили огромную ботнет-сеть, объединяющую более 145 тысяч камер, которая могла достичь 1,5 Тбит/с.

До событий последней недели самой мощной считалась DDoS-атака, прошедшая в июне с потоком 363 Гбит/с. По словам экспертов, ботнеты с пропускной способностью порядка 1 Тбит/с станут привычным явлением через 1–2 года. Специалисты раньше уже предупреждали, что IoT-устройства несут в себе высокую опасность и к настройке их защиты производителям стоит отнестись ответственно. Многие такие устройства по умолчанию имеют слабые настройки защиты и легко поддаются взлому. А владельцы этих устройствах могут вообще не подозревать, что они стали частью очередного ботнета.

Несмотря на прогресс науки и техники, около 1,3 млрд человек всё ещё не имеют электричества. Вместо этого им приходится жечь керосин и использовать другие виды топлива для освещения. Исследователи Массачусетского института технологий (MIT) решили помочь жителям таких регионов и разработали систему, позволяющую населённым пунктам, которые могут приобрести простейшие солнечные панели, делиться энергией с соседними селениями. Таким образом, владельцы солнечных установок получат дополнительный доход, а нуждающиеся смогут пользоваться электричеством.

MIT

Исследования MIT были сфокусированы на Индии — в процессе двухлетней разработки изобретатели множество раз посетили эту страну. Ключевым элементом системы является простое устройство, по габаритам напоминающее коробку из-под обуви. Этот так называемый блок управления энергией (PMU, Power Management Unit) выполняет несколько задач, контролируя процесс передачи электроэнергии с солнечных панелей и других источников конечной нагрузке. В то же время PMU подсчитывает, сколько электроэнергии ушло каждому потребителю, благодаря чему индивидуальные счётчики устанавливать не нужно.

MIT

Важно отметить, что речь идёт о бедных регионах, которые могут позволить себе разве что простые маломощные солнечные установки, способные питать несколько лампочек да вентилятор и заряжать смартфоны. Но даже такая возможность уже очень ценится в сёлах такого типа. В отличие от большинства grid-систем, новая разработка MIT использует постоянный ток. В данных условиях это наиболее подходящий тип электроэнергии, так как лампочки, смартфоны и вентиляторы могут питаться напрямую постоянным током, а солнечные панели также производят именно постоянный ток. Эта схема устраняет необходимость в преобразовании постоянного тока в переменный, и обратно. Кроме того, эти системы работают при напряжении менее 50 В, что делает их гораздо более безопасными для потребителей.

По мнению исследователей, новинка сможет дать возможность инициативным жителям заработать на более мощные солнечные системы, и со временем такие регионы станут полноценно электрифицированными. С другой стороны, потребители получат электроэнергию по цене от $2 за месяц. Это даже меньше, чем они потратят на керосин и свечи. Самым востребованным сервисом в таких регионах является зарядка телефонов, но при этом порой приходится преодолевать несколько десятков километров до станции зарядки. Новая система снимет эту проблему.

Группа разработчиков на следующей неделе совершит очередное путешествие в Индию. Там они планируют целое лето проводить пробные испытания системы. Также они представят результаты своей работы на конференции International Conference on Power Electronics, которая пройдёт в Сеуле.

Компания Toshiba заявила о том, что ей удалось достичь рекордно высокой скорости работы квантовой системы распределения ключей шифрования. Новое устройство распределения квантовых ключей было установлено и протестировано в Токио.

engadget.com

Система была протестирована по 45-км оптоволокну, протянутому между центральным районом Токио и западной частью города. Испытание проводилось в сотрудничество с Национальным институтом информации и коммуникационных технологий Японии на протяжении 34 дней. Всего с помощью системы было передано 878 Гбит ключевой информации, а средняя скорость передачи составила 25,8 Гбит в день (около 300 Кбит/с).

nature.com

Важно отметить, что соединение работало довольно стабильно. Система поставила рекорд не только по скорости работы, но и также по непрерывности работы (система могла работать и далее по окончании тестового периода). Свои достижения Toshiba обсудит на конференции QCrypt 2014, проходящей в Париже в начале сентября.

Напомним, в прошлом году ученые из Бристольского университета предложили использовать квантовую криптографию в смартфонах.

Компания NEC Corporation разработала первую в мире технологию (по её словам), которая позволяет организовать распределённую сеть без точек доступа Wi-Fi или 3G/LTE, то есть только с использованием конечных пользовательских терминалов, таких как смартфоны или ноутбуки.

Безымянная технология обеспечивает групповую передачу пакетов, организовывая обмен данными между мобильными устройствами. Она нацелена, прежде всего, на те случаи, когда к сети одновременно необходимо подключить очень много абонентов или когда вследствие аварии из строя выходит большая часть сетевого оборудования, что приводит к перегрузкам. Если не предпринять мер, то скорость подключения резко упадёт, а многие абоненты, возможно, и вовсе не смогут подсоединиться.

Согласно утверждению NEC, её новая технология является первой в своём роде multicast-технологией, способной оградить пользователей сети от задержек, сбоев, потерь соединений. Традиционные multicast-технологии используются в приложениях потоковой передачи видео. Отличием новой разработки является распределение нагрузки между абонентами и интенсивное использование обмена данными между устройствами сети. Чем-то этот подход напоминает пиринговую сеть. Мобильное устройство может «делиться» частью уже скачанной информации с другими устройствами.

Для организации сети, предлагаемой NEC, каждое абонентское устройство должно иметь специальное программное обеспечение, которое управляет потоками данных. Кроме того, в новой технологии отмечается функция контроля, ограничивающая передачу данных по беспроводному каналу большим количеством станций в один и тот же момент времени, чтобы избежать коллизий.

Ещё одной особенностью является приоритезация трафика, то есть принимается решение, какому устройству дать право передать пакет вне очереди. Такая функция может оказаться полезной, например, в случае аварийных ситуаций, когда необходимо срочно передать запрос о помощи или предупреждение об опасности.

К сожалению, более подробных сведений о своей разработке компания пока не раскрывает.