Historie paralelních a distribuovaných výpočtů

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 11. listopadu 2012; kontroly vyžadují 13 úprav .

Potřeba oddělit výpočetní úlohy a provádět je současně (paralelně) vznikla dávno před příchodem prvních počítačů .

Na konci 18. století se ve Francii pod vedením Gasparda de Pronyho začalo pracovat na zdokonalování logaritmických a trigonometrických tabulek v souvislosti s přechodem na metrický systém [1] . K jeho realizaci bylo v té době zapotřebí obrovské množství výpočtů. Realizátoři projektu byli rozděleni do tří úrovní:

Práce nebyla dokončena kvůli revolučním událostem roku 1799 , nicméně de Pronyho nápady vedly Charlese Babbage k vytvoření analytického motoru .

Řešení pro americký model atomové bomby získal tým vědců, kteří používali počítače.

V roce 1962 E. V. Evreinov (držitel Leninovy ​​ceny, 1957) spolu s Yu. G. Kosarevem v Ústavu matematiky Sibiřské pobočky Ruské akademie věd navrhl model kolektivních počítačů a zdůvodnil možnost stavět superpočítače na principy paralelního provádění operací, variabilní logická struktura a konstruktivní homogenita. [2]

V roce 1973 John Schoch a John Hupp z kalifornského výzkumného centra Xerox PARC napsali program, který běžel na PARC LAN v noci a nutil běžící počítače provádět výpočty [3] .

V roce 1977 byl v NSTU (Novosibirsk), na katedře počítačového inženýrství, pod vedením V. I. Žiratkova vyvinut distribuovaný výpočetní systém ze tří počítačů „Minsk-32“ s originálním hardwarem a softwarem, který podporuje protokoly fyzického kanálu. a síťových úrovní a poskytuje provádění paralelních úloh. Jeden stroj byl ve Výpočetním centru Novosibirské státní technické univerzity a další dva byly ve Výpočetním centru Ústavu matematiky Sibiřské pobočky Ruské akademie věd. Komunikace mezi NSTU a Ústavem matematiky Sibiřské pobočky Ruské akademie věd byla zajištěna prostřednictvím rádiového kanálu pomocí směrových antén. Systém byl testován při řešení optimalizačních problémů v oblasti ekonomiky pomocí velkoblokové paralelizace.

V roce 1978 sovětský matematik V. M. Glushkov pracoval na problému makro -potrubního distribuovaného počítání. Navrhl řadu principů pro rozdělení práce mezi procesory [4] . Na základě těchto principů vyvinul počítač ES-2701 .

V roce 1988 Arjen Lenstra a Mark Menes napsali program na rozklad dlouhých čísel. Pro urychlení procesu mohl být program spuštěn na několika strojích, z nichž každý zpracovával svůj vlastní malý fragment. Nové bloky úloh byly zaslány na počítače účastníků z centrálního serveru projektu e-mailem . Této komunitě trvalo dva roky a několik stovek osobních počítačů, než úspěšně rozkladalo stomístné číslo [3] .

S nástupem a rychlým rozvojem internetu se stále více prosazuje myšlenka dobrovolného využití pro distribuované výpočty počítačů běžných uživatelů připojených přes internet .

V lednu 1996 byl zahájen projekt GIMPS na nalezení Mersennových prvočísel , který používal počítače běžných uživatelů jako dobrovolnou počítačovou síť .

28. ledna 1997 byla zahájena soutěž RSA Data Security, která měla vyřešit problém hackingu jednoduchým výčtem 56bitového informačního šifrovacího klíče RC5 . Díky dobré technické a organizační přípravě se projekt organizovaný neziskovou komunitou Distributed.net rychle dostal do povědomí široké veřejnosti [3] .

17. května 1999 byl na základě platformy BOINC spuštěn projekt SETI@home , který se zabývá hledáním mimozemské inteligence analýzou dat z radioteleskopů pomocí dobrovolné počítačové sítě na bázi Grid .

Takové distribuované počítačové projekty na internetu jako SETI@Home a Folding@Home nemají o nic menší výpočetní výkon než nejmodernější superpočítače . Integrovaná produktivita projektů na platformě BOINC k 16. květnu 2010 je 5,2 peta flopu [5] . Výkon bitcoinové sítě dosáhl do 6. října 2013 17 000 peta flopů [6] . Pro srovnání, špičkový výkon nejvýkonnějšího superpočítače („ K computer “, Japonsko) je 8,16 petaflopů [7] . Do poloviny roku 2011 byl nejvýkonnějším superpočítačem Tianhe-1A  s výkonem „jen“ 2,57 petaflopů [8] . Projekt je uveden v Guinessově knize rekordů jako největší výpočet [9] .

K dnešnímu dni bylo pro zjednodušení procesu organizování a správy distribuovaných výpočtů vytvořeno mnoho softwarových systémů , komerčních i bezplatných.

Poznámky

  1. Distributed Computing: Dobrovolníci ve službách vědy . Získáno 11. června 2011. Archivováno z originálu 13. ledna 2012.
  2. E. V. Evreinov, Yu. G. Kosarev Homogenní vysoce výkonné univerzální výpočetní systémy. // Novosibirsk: Nauka, 1966.
  3. 1 2 3 Se světem na provázku: Superpočítač „Časopis Popular Mechanics“ Datum přístupu: 5. června 2017. Archivováno 26. dubna 2017.
  4. Slovník kybernetiky / Edited by akademik V. S. Mikhalevich . - 2. - Kyjev: Hlavní vydání Ukrajinské sovětské encyklopedie pojmenované po M. P. Bazhanovi, 1989. - S. 320. - 751 s. - (C48). — 50 000 výtisků.  - ISBN 5-88500-008-5 .
  5. BOINCstats | Kombinovaný BOINC — Přehled kreditů Archivováno 5. května 2010 na Wayback Machine
  6. Bitcoinové grafy . Získáno 5. října 2013. Archivováno z originálu 5. října 2013.
  7. Červen 2011 TOP500 . Získáno 21. června 2011. Archivováno z originálu 1. července 2017.
  8. listopad 2009 | TOP500 superpočítačových stránek . Získáno 11. června 2011. Archivováno z originálu 6. září 2018.
  9. Největší výpočet Archivováno 28. listopadu 2005 na Wayback Machine , Guinness World Records