Использование BOINC в CERN

BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing) [1] это программная платформа для распределенных вычислений с открытым исходным кодом, которая использует добровольно предлагаемые вычислительные ресурсы. Она использует неактивные циклы центрального процессора, участвующих ПК, для выполнения научных расчетов.

Компоненты

BOINC представляет собой специализированную вычислительную сеть (Grid), которая подходит для выполнения прикладных программ, являющихся "псевдо параллельными", таким образом, что вычисления распределяются среди тысяч машин, которые не общаются друг с другом. Такая конфигурация идеальна для вычисления емких задач с небольшими требованиями к операциям ввода/вывода. Однако,конфигурация BOINC достаточно проста и требует только одного сервера, хотя вычисления могут быть распределены на несколько машин для повышения производительности.

Приложения, которые выполняются в BOINC-проектах, должны иметь общественную привлекательность, чтобы участники хотели предлагать свои ресурсы. Важная часть этого вида проектов - дать обществу ощущение прямого участия в научных проектах. Часто разрабатываются привлекательные скринсейверы, а также система ранжирования на основе полученных кредитов (очков - Прим. перев.) для пользователей.

Сайт проекта LHC@home

Успешные проекты

Первым проектом, выполняющемся на BOINC был известныйSETI@home, анализирующий данные, полученные от радиотелескопов, которые ищут внеземные сигналы. Проект произвел более 9 миллионов лет объединенных процессорных вычислений и задействовал более 5 миллионов, предоставленных добровольцами ЦПУ. Теперь BOINC используется во многих проектах в таких областях как физика, медицина и предсказания климата.

Одним их ведущих BOINC-проектов является LHC@home в CERN's (Европейском Центре Ядерных Исследований - Прим. перев.) [2,3]. Его первым приложением было SixTrack, которое моделирует частицы, циркулирующие в ускорителе Large Hadron Collider (LHC) для изучения долговременной стабильности орбит частиц. Другие приложения, представляющие интерес для физики высоких энергий также готовы. В настоящее время в проекте занято примерно14 000 активных участников, 25 000 активных хостов, которые могут обеспечить вычислительную производительность более 5 Tflops. Это соответствует 700 годампроцессорного времени за несколько месяцев вычислений, для типичного 1 KSfp2K процессора, который эквивалентен процессору 2.8 GHz Intel Xeon. Конечно эта мощность не является абсолютно бесплатной, но соотношение цена/производительность очень высоко, и это без учета других положительных моментов. LHC@home имеет потенциал для развития, если будет достаточно работы по использованию предлагаемой вычислительной мощности.

История

В этом контексте было проведено изучение возможности объединения общественных ресурсов и распределенных (Grid) вычислений [4]. Возможность распределения заданий между сетевыми общественными ресурсами было проверено и отработано для программных средств LHC Computing Grid (LCG)[5] и NorduGrid/ARC [6].

Среда CoLinux, позволяющая Linux выполняться как расширение ядра Windows также была проверена на возможность интеграции с BOINC, позволяя переносить задания на соответствующую операционную систему.

SixTrack вывод

Ферма из ста старых ПК в Вычислительном Центре, которые должны были быть списаны, были настроены для выполнения BOINC-клиента. Мы управляем этими машинами, используя Quattor с BOINC-клиентом RPM (Redhat Package Manager) который мы усовершенствовали. Кроме вклада в проект LHC@home, эти ПК позволяют исследовать механизмы метапланирования, которые позволят осуществить работу приложения с ресурсами добровольцев, дополненные специальными ограничениями, чтобы гарантировать качество обслуживания.

BOINC-сервер RPM был создан, чтобы автоматизировать инсталляцию и управление BOINC серверами. Мы протестировали его, нашли и исправили несколько ошибок. RPM и исправленные ошибки были использованы для доработки BOINC-проекта.

Перенесение других приложений.

Также мы исследуем другие приложения, которые могут подойти для BOINC, мы выпустили тестовую версию приложения Geant4 [7] для BOINC. Это приложение является упрощенной версией контроля луча и используется для проверки новых версий Geant4. Перенос был сделан для Linux и Windows в сотрудничестве с разработчиками Geant4. Приложение Geant4 было представлено на симпозиуме CHEP 2005 и 2006. Следующим шагом необходимо рассматривать более реалистичные и полезные модели Geant4, и мы уже делаем шаги для достижения этой цели.

Мы также успешно перенесли приложение ATLFAST 0.02.22 [8] на BOINC и продемонстрировали его работу для реальных физических процессов. Это FORTRAN-версия программы быстрого моделирования и реконструкции ATLAS, которая используется случайным генератором PYTHIA 6.2 [9].

Программа Garfield/Magboltz [10] для моделирования газообразных датчиков была доработана для BOINC в координации с автором программного обеспечения. Мы демонстрировали реальное использование на Linux на перенастроенных на BOINC PC-фермы в Вычислительном Центре. Хотя нам еще необходимо портировать приложение под Windows, мы ожидаем в ближайшем будущем получить запросы от экспериментаторов LHCдля массового промышленного применения.

Были проведены предварительные консультации во Франции и Японии относительно будущего проекта под названием Feynman@home [11]. Несколько групп планируют моделировать квантовые процессы, происходящие в LHC (и будущих ускорителях, типаInternational Linear Collider - Международного Линейного Коллайдера), вычисляя их диаграммы Феймана (Feynman diagrams) с использованием BOINC. Это вычислительно емкая задача, которая тесно связана со случайной генерацией.

Мы также помогли запуску проекта Africa@home для Швейцарского Тропического Института,Университета в Женеве и двух неправительственных организаций. Проект проходит тестирование и выполняет эпидемиологические расчеты на основе модели малярии.

Мы также сотрудничаем с областью Экстремадура (Extremadura) в Испании. Местные власти собираются устанавливать клиентов BOINC в тысячи машин, в основном в школах и больницах, и выполнять вычисления для нужд ЦЕРНа (CERN). Они также пошлют представителей в ЦЕРН для работы по переносу приложений на инфраструктуру BOINC. Для ускорения старта проекта был проведен семинар в CIEMAT, Исследовательском Центре Энергии, Окружающей среды и Технологии (Research Centre for Energy, Environment and Technology) в Мадриде, который посетили представители региона. Несколько усеченная версия семинара прошла в виде вычислительного семинара в ЦЕРНе. Слайды об этих событиях включены в LHC@home Twiki, где документируется всю работу ЦЕРН, связанную сBOINC-деятельностью[12].

Мы сотрудничаем с группой IS, чтобы развернуть BOINC-клиентов на настольных Windows-компьютерах ЦЕРНа с использованием NICE механизмов. Мы планируем эффективное развертывание, которое начнется на добровольной основе в отделе IT. В ближайшие месяцы мы обратимся с просьбой о сотрудничестве ко всем пользователям настольных ПК в ЦЕРНе.

w w. boinc . ru/Doc/LHC/athome/LHC/lhc.htm

w w. boinc . ru/Doc/LHC/athome/default.htm

Как известно, Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) проробатывает план "коллайдера будущего". Для начала строительства необходимо привлечь порядка 9 миллиардов евро, 5 из которых будут потрачены на создание тоннеля длинной в 100 километров.

Изначально о планах создания "Циклического коллайдера будущего" ЦЕРН заявил в 2014 году. Одной из важныйх задач нового ускорителя будет изучение природы бозона Хиггса. Авторы проекта считают, чно новый проект сможет приоткрыть "дверь в новый мир физики", выходящий за рамки Стандартной модели. Начать использование коллайдера расчитывают в 2040 году, ориентирововчный срок службы 20 лет. Ближе к 2060 году ученые ожидают протонный ускоритель на основе старого тоннеля.

"На встрече Королевского общества, директор ЦЕРН спросил меня, построит ли Boring Company новый туннель для БАК. Это могло бы сэкономить несколько миллиардов евро", — Илон Маск

Компания The Boring Company ("Скучная компания") основана Илоном Маском в 2016 года для строительства сети скоростных тоннелей в районе Лос-Анджелеса (Калифорния).

Источник: Telegram-канал "Рубить сплеча"

Забор Европейского Центра Ядерных Исследований (он же ЦЕРН) весной пестрит всеми цветами радуги: от красного и розового до фиолетового: сквозь металлическую сетку с внутренней стороны пробиваются ветви «зеленой» ограды. Особенно удивляют кусты с огненно-желтыми молодыми листочками, через неделю-другую они зеленеют. Вдоль забора идет прямая дорога из Франции от горного массива Юра, что дал название Юрскому периоду, в Женеву и Альпы. Ближе к забору есть еще велосипедная и пешеходная дорожки, отделенные от шоссе высоким бордюром.

Граница между Францией и Швейцарией делит этот международный Институт посередине, соответственно, на той дороге расположены пограничные посты и таможни обеих стран. Впрочем, понятие границы здесь всегда было достаточно условным, даже еще до Шенгенских соглашений. Многие живут во Франции - цены ниже - а работают в Швейцарии - зарплаты выше. Чтобы ездить через «зеленый коридор» на автомобиле нужно на тех же постах просто взять бумажный квадратик с зеленой стрелкой и приладить его на лобовом стекле. Потом, проезжая через границу, не забыть сделать три вещи: опустить стекло в дверце водителя, снять темные очки и снизить скорость до 30 километров в час. Ну, а на велосипеде, понятное дело, и того проще.

То весеннее утро было действительно прекрасным, и ехал я на работу вдоль этого чудо-забора на велосипеде в Швейцарию из Франции, поскольку, имея право выбора страны проживания, руководствовался соображениями, выше уже изложенными. К таможенным постам приличный спуск – только тормози – все-таки нужно проявить уважение к пограничникам из двух стран, а не пролетать мимо них на полной скорости. На «нейтральной полосе» есть небольшой газончик. Его можно объехать по асфальту, а можно, все-таки, прямо - там предусмотрительно постелена зеленая, под цвет травы, пластмассовая дорожка-сетка. И травка сквозь неё растет, и проехать можно. У них там много подобных выдумок.

Несколько секунд – и уже в другой стране я снова немного на педали поднажал, да только вдруг, как током ударило в подсознание: «В этом прекрасном мире что-то не так» - это боковым зрением увидел ЕЁ – серенькую пичужку. Она стояла посередине автомобильного шоссе, вытянувшись в струнку так, что кончик носа торчал вверх и навстречу движению. И было в ней всего-то, наверное, сантиметров 10 вместе с ее сравнительно длинными ножками. Позади нее лежала такая же. Мертвая.

И вот уже огромный грузовик, о четырнадцати колесах, набирая скорость от пограничного поста, принял чуть левее и, обдавая жаром хорошо организованного металла, прошел над ними. Следующим летел от поста черный БМВ. Но к этому моменту я уже затормозил, бросил велосипед и, делая останавливающий жест левой рукой, выбежал на дорогу и подхватил пичугу. Водитель БМВ, я уверен, все понял и не был в претензии ко мне за задержку. Они там правила дорожного движения воспринимают творчески. Если надо, то можно и сплошную пересечь на светофоре, но жестом дать понять: «Извини, приятель, у меня под колесами на асфальте “LOZANNA” написано, а мне туда не надо». Ошибку простят без ругани, а вот нахальства на дороге не любят.

Птичка у меня в руке. В каком застывшем состоянии я подхватил ее под брюшко, в таком и осталась, ни малейшего движения, только сердце стучит моторчиком. Ножки, толщиной не более чем спица велосипеда, но длинные, наверное, половина из этих десяти сантиметров – между моих расставленных пальцев. Так ее и поставил, как неживую, в цветущих кустах зеленой ограды. Уверен, положи я ее на бок, она бы в таком положении и осталась.

Весь день было как-то не по себе. Возвращаясь с работы, оставленную птичку на месте не обнаружил. Понятно, что произошло: влюбленные пары этих птичек, как шальные, носятся весной, закладывая немыслимые пируэты. Одну сбила машина, другая стала ее охранять – второе понять уже нельзя. Сколько машин над ними прошло до моего появления? Спас я или не спас птичку, а главное, нужно ли ей это было? Кто из них Ромео, а кто Джульетта? Вышла ли она из этого застывшего состояния? Какой такой инстинкт или логика двигали ею? Где Вы, академик И.П.Павлов, загубивший столько собачек, чтобы доказать, что при виде пищи у них выделяется желудочный сок? Да и Вас, «Красный академик», наверное, мучила совесть за загубленные собачьи жизни, если Вы увольняли своих сотрудников из Вашего Института за одну только фразу типа: «Собака думает, что…».

И все-таки они думают! Но об этом в другой раз, а вот насчет выхода птиц из ступора у меня был уже большой личный опыт еще с детства, когда я рыбачил на реке Сухона. Приходя на реку рано утром, мы частенько находили стрижей, неподвижно лежащих на плотах. Почему это с ними происходило, я так и не пойму до сих пор. Либо они, летая низко над водой, ударялись, например, о проволоки, связывающие плоты, либо просто от усталости: говорят, что ласточки и стрижи могут проводить целую ночь в полете. Приносишь такого бедолагу домой, кладешь на веранде на подоконник, а потом смотришь, он уже стоит – как раз такой - «застывший». Ставишь его на палец, при этом он ужасно больно впивается коготками, и в таком положении выносишь на улицу. Он еще долго не верит в свою свободу, а только все сильнее вдавливает коготки. Что такое свобода для тех, кому подвластно третье измерение, нам понять не дано. А потом, все-таки, взмывает вертикально вверх, и даже, минуя своих собратьев, что носятся стаей, уходит в поднебесье, превращаясь в точку.

Нечто подобное происходило, когда я работал в Протвино. Под застрехой нашего вычислительного центра практически по всей длине были ласточкины гнезда. Однажды во время сильной ночной грозы часть гнезд была разрушена, и множество птенцов лежали на пандусе около стены и в траве газона. Тех, что были живы, мы принесли в рабочую комнату, устроили им два гнезда из ваты в коробках из-под сахара. Основным кормом были сухие мухи из плафонов ртутных ламп (заодно и плафоны почистили). Сухой корм полагается запивать – это делалось из пипетки. Четырех из шести выходили. Потом они стали пробовать летать, но в помещении, казалось, как-то неуверенно. Иногда ударялись о стекло и падали. Но когда попробовал, как обычно: поставить на палец, а руку – в форточку – взмывают в поднебесье выше всех. А по умению летать (откуда взялось?!) не отличишь от старших.

И потом еще множество раз приходилось выпускать стрижей все таким же способом – это уже когда последние годы работал в ИФВЭ, и дело было все в том же вычислительном центре. Сидел я тогда один в угловой комнате на верхнем этаже. Комната эта имела специфическую особенность, хорошо видимую с улицы: над всеми окнами было по две бетонные балки, а над окном этой комнаты – одна, а вместо второй просто дыра. Видимо, строители очень спешили сдать объект к 100-летию со дня рождения В.И.Ленина. Над входом в тот ИВЦ (измерительно-вычислительный центр) из кирпичей красного цвета выложено «1870-1970». Дыра эта имела (да и сейчас, уверен, она никуда не делась) прямой выход на чердак здания. Так что зимой через нее залетали погреться воробьи, возились надо мной, чирикали. Летом стрижи вили гнезда. Но поскольку и навесной потолок тоже сдавался к тому дню рождения, то и у него были огрехи, т.е. дыры, достаточные для того, чтобы через них проваливались птицы. Почему-то это были только молодые стрижи, но уже умеющие летать. Так что в определенный период года практически каждый день было одно и то же: только начнешь утром работать, слышишь – шуршит за батареей центрального отопления. Иногда и не один. И опять та же последовательность: коготки впиваются в указательный палец левой руки, рука в форточке, а потом видишь черную точку в зените. Счастливого вам полета, да впредь избегайте подобных ловушек!