בערוץ
 
 
 
 
 
 
 
 
מחשב-על מתוצרת בית 

מחשב-על מתוצרת בית

 
 
חדשות נענע 

מדענים ברחבי העולם מחברים מחשבים ישנים במערכת הפעלה שפותחה לפני 20 שנה במשרד ההגנה האמריקאי, במטרה להשיג עוצמת מחשוב של מחשב-על - בפרוטות

 
 
 
 
 
 
 
 
 
לשליטה הכמעט מוחלטת של המחשב האישי בתשתיות המחשוב האישיות והארגוניות השפעות רבות, החורגות מעבר לייעול הייצור או הזמינות של האינטרנט לאנשים רבים. בשנים האחרונות מגלים חוקרים במוסדות אקדמיים כי המחשבים האישיים הרבים, במיוחד מחשבים ישנים העושים את דרכם לאשפה, עשויים לשמש אבני בניין חשובות בבניית מחשבי-על.
 
המחשה לפוטנציאל הטמון בשיטה זו התקבלה מעבודתם של שני חוקרי האקלים ויליאם הרגרוב ופורסט הופמן מהמעבדה הלאומית למחקר באוק רידג`, טנסי (ORNL). ב-96` ניסו השניים לייצר מפת אזורי אקלים מדויקת של ארה"ב. לצורך כך חילקו את המדינה ל-7.8 מיליון ריבועים בשטח של קילומטר רבוע כל אחד ואספו מידע אקלימי על כל ריבוע: משקעים, טמפרטורה, צפיפות הצמחייה וכדומה - בסך הכל, 25 משתנים שונים. אלא שכדי לחשב את כל המידע, ולייצר מפת אקלים לאומית, הם נזקקו לעוצמה של מחשב-על. לא היה שום סיכוי שהצעת מחקר, הכוללת הזמנת מחשב במיליון דולר, תקבל תמיכה מהנהלת המעבדה.

בלית ברירה החליטו השניים לבנות בעצמם מחשב-על מקבילי, המבוסס על מחשבים אישיים ישנים שהמעבדה התכוננה לזרוק, על מערכת ההפעלה החופשית יוניקס ועל תוכנת הפעלה בשם Beowulf הניתנת להורדה חינם באינטרנט ושורשיה נעוצים בפרויקט סודי של משרד ההגנה האמריקאי בשנות ה-50. באותה תקופה, כאשר המלחמה הקרה היתה בשיאה, החליטו האמריקאים להקים מערך איתור וגילוי מרכזי של מטוסי תקיפה סובייטיים.

לצורך כך גויסו מדענים מהמכון הטכנולוגי של מסצ`וסטס שפיתחו את "המערכת הקרקעית החצי-אוטומטית" (SAGE). המערכת אספה מידע ממאות מכשירי מכ"ם הפזורים בארה"ב, המירה את האותות לפורמט דיגיטלי ושיגרה אותם אל מחשבים דיגיטליים (שנבנו משפופרות זכוכית גדולות ומסורבלות) דרך קווי הטלפון. המערכת היתה מוכנה רק בשנת 63`; 22 מרכזי מחשוב ברחבי המדינה אספו את המידע, ניתחו ושלחו אותו למוקד לחימה ובקרה מרכזי. בראשונה בהיסטוריה נעשה ניסיון לחבר בין מחשבים כדי לקבל עוצמת מחשוב מוגברת.
 

70 מיליון פעולות חישוב בשנייה

הרעיון התפתח באיטיות. באמצע שנות ה-80 חיברה חברת דיגיטל כמה מיני-מחשבים למה שכינתה "אשכול" (Cluster). בשנות ה-90 החלו חוקרים לבדוק את האפשרויות הטמונות בחיבור מחשבים שונים באמצעות רשת תקשורת הנתונים המקומית איתרנט (Ethernet). ואולם ההתפתחות החשובה ביותר הושגה בידי סוכנות החלל האמריקאית נאס"א. ב-94` נזקקה הסוכנות למחשב בעוצמה של מיליארד פעולות חישוב בשנייה. מחשב כזה עלה באותה תקופה יותר ממיליון דולר - הרבה מעבר לאפשרויות התקציב.

שני חוקרים במרכז טיסות החלל גודארד החליטו לבנות את המחשב במו ידיהם. באמצעות כרטיסי רשת איתרנט חיברו 16 מחשבי 486 שפעלו על גבי מערכת ההפעלה יוניקס והרכיבו מחשב בעוצמה של 70 מיליון פעולות חישוב בשנייה, במחיר של 40 אלף דולר - עשירית ממחירו של מחשב מסחרי בעוצמה דומה. החוקרים כינו את המערכת Beowulf, וכינוי זה נהפך מאז לשם נרדף לכל אשכול המבוסס על מחשבים אישיים זמינים.

מאז צברה התופעה תנופה: ב-96` הרכיבו חוקרים מהמכון הטכנולוגי של מסצ`וסטס את המערכת Hyglac, וחוקרים מהמעבדות הלאומיות בלוס אלאמוס בנו את מערכת Loki. האחרונה הורכבה מ-16 מחשבי פנטיום-פרו והגיעה לעוצמה של יותר ממיליארד פעולות חישוב בשנייה, במחיר של 50 אלף דולר. נאס"א השיגה את מטרתה.

על בסיס מערכות אלה ביקשו הופמן והרגרוב לבנות את מערכת חישוב האקלים שלהם. הנהלת ORNL דחתה את הצעתם לקנות 64 מחשבים אישיים, בגלל מחירם הגבוה (יחסית). בלית ברירה פנו החוקרים למרכז עודפי ציוד של הצבא, שממנו קיבלו בחינם מחשבים ישנים, תמורת פינוים.

במאמר המתפרסם בימים אלה בעיתון "American Scientist" טוענים השניים כי לא רק שהמחשב שבנו - בעלות אפסית כמעט - ביצע בהצלחה את החישובים שנדרש לבצע, אלא שבניגוד למחשבים מסחריים, עוצמתו נמצאת כל הזמן בעלייה. "אנחנו מקבלים מחשבים ישנים, ומכיוון שעוצמת החישוב של המחשבים האישיים נמצאת כל הזמן בעלייה, המחשב שלנו מתחזק עם כל קבלת מחשב והחלפתו במחשב ישן יותר", הם כותבים.

במאי השנה כלל האשכול, שקיבל את הכינוי 133 ,Stone SuperComputer מחשבים, מהם 75 מחשבי 486 מיושנים. בניסוי עוצמה הגיע אשכול זה ליכולת עיבוד של 1.2 מיליארד פעולות בשנייה. יתרה מכך, במבחן משווה מול מחשב-על של אינטל, בעל עוצמה של 150 מיליארד פעולות חישוב בשנייה, הוא היה מהיר יותר. הסיבה לכך היא שחישובים מסוימים יעילים יותר לביצוע באמצעות מחשב מקבילי, גם אם הוא חלש תיאורטית ממחשב-על. זאת, מכיוון שלחישוב המקבילי יתרון כאשר יש צורך לבצע כמות גדולה של חישובים זהים, על מספרים שונים, שאותם ניתן לפצל בין המעבדים (או המחשבים האישיים המרכיבים את האשכול).
 
 

גם בישראל צובר הרעיון תאוצה

גם בישראל צובר הרעיון תאוצה. בבית הספר למדעי המחשב באוניברסיטת תל אביב פועל אשכול מחשבים הבנוי מ-52 מחשבים אישיים הפועלים במערכת ההפעלה יוניקס. באוניברסיטה העברית בירושלים מתנהל כיום מחקר בהקמת אשכול מחשבים מבוססי אינטל באמצעות תוכנה המאפשרת לבנות אשכול כמעט אינסופי בגודלו.

האוניברסיטה מפעילה כיום אשכול בן 72 מעבדים המבוסס על מעבדי פנטיום 3. המערכת קרויה MOSIX ומאפשרת לבצע מחקרים במחשוב מקבילי, כולל שינויי תצורה ומבנה של האשכול הנוכחי, לפי יעדי המחקר. לב המערכת הוא אלגוריתם הבוחן את משאבי המחשוב של כל מחשב אישי המתחבר לאשכול, ומקצה לו משימות, באופן אוטומטי, בהתאם ליכולותיו. מדובר באחד האתגרים הקשים ביותר של מחשוב מקבילי: התאמת המשימות של מחשבי הקצה באופן שישרת את פעולת המחשוב הכוללת של המערכת.

גם חברות המחשבים זיהו את הפוטנציאל הטמון באשכולות מחשבים. חברת קומפאק סיפקה אשכול המורכב מ-580 מחשבי אלפא למעבדות הלאומיות בסאנדיה, חברת יבמ בונה אשכול המורכב מ-1,250 מחשבים בעבור חברת הביוטכנולוגיה NuTec Sciences, וקרן המדע הלאומית (NSA) במשרד האנרגיה שוקלת פרויקט של הקמת אשכול מחשבים שיגיע לעוצמת מחשוב של טריליון חישובים בשנייה.

 

האינטרנט בשירות המחשבים

אלא שלניסיונות בבניית מחשבי-על מבוססי מחשב אישי השלכות רבות מעבר ליכולת להשיג עוצמת מחשוב גבוהה במחיר נמוך. שכן ברגע שרשת האינטרנט, במיוחד האינטרנט רחב הפס, מחליפה את תפקיד כרטיסי התקשורת מסוג איתרנט, המושג "אשכול מחשבים" מקבל משמעות חדשה.

הדבר הומחש בשנים האחרונות דרך אתרים הפועלים באמצעות טכנולוגיית עמית לעמית (Peer to Peer). טכנולוגיה זו מאפשרת למחשבים להתקשר ישירות זה עם זה דרך האינטרנט, בלא תיווך של שרת. כמה אתרים ניסו לנצל את עוצמת המחשוב של הגולשים בעזרת תוכנות P2P. נאפסטר השתמשה בה להחלפת שירים בין הגולשים, ואתר SETI@Home משתמש בה לניתוח מידע מהחלל החיצון, במסגרת חיפוש אחר אותות חיים בחלל.

ואולם אשכול של אלפי מחשבים מקושרים אינו עוד טכנולוגיית עמית לעמית שנועדה להשיג יעד מוגדר - אלא מהפכה כלכלית. החישוב פשוט. ככל שגדל מספר המחשבים ברשת, יורד מחירה היחסי של עוצמת המחשוב. כאשר מקושרים אינסוף מחשבים, מתקבלת עוצמת מחשוב אינסופית בעלות אפסית.

אפשרות תיאורטית זו היא הדבר הקרוב ביותר לחזון של מחשוב זמין לכל. חלק מהמדענים משווים אפשרות זו לרשת החשמל הלאומית, שבה כל אדם יכול להתחבר ולצרוך חשמל לפי הצורך. במציאות שבה מאות אלפי מחשבים, אולי מיליונים, יוכלו לחלוק ביניהם משימות מחשוב - לכל אדם המחובר לאינטרנט תהיה עוצמת מחשוב אינסופית. כמעט.
 
 
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
 

כל הזכויות שמורות 2011 © נענע 10 בע"מ
 
 
 
 
כל הזכויות שמורות © Nana10 בע"מ
Video powered by