В эпоху развития искусственного интеллекта и обработки больших данных проблема нехватки вычислительных мощностей стоит особенно остро. Суперкомпьютеры и облачные серверы требуют огромных финансовых вложений, что делает их недоступными для многих университетов и малых предприятий. Однако ученые из Национального исследовательского ядерного университета МИФИ предложили нестандартный выход из этой ситуации. Доцент Галина Исаева и аспирант Федор Исаев разработали способ использования обычных смартфонов для проведения сложных научных расчетов.
Идея создания вычислительных кластеров из мобильных устройств не нова. В Минобрнауки РФ сообщают, что первые подобные эксперименты проводились около 15 назад. Однако российские специалисты смогли решить главную проблему таких систем — неоднородность устройств. В одной сети могут оказаться мощный флагманский смартфон и бюджетная модель, производительность которых отличается в 10–12 раз. Кроме того, при длительной работе мощные процессоры перегреваются и снижают частоту (троттлинг), теряя до 60% своей производительности. Традиционные методы балансировки нагрузки не справляются с такой динамичной средой.
Созданный учеными комбинированный алгоритм работает как умный диспетчер. Перед началом вычислений система оценивает пиковую мощность каждого устройства, а в процессе работы постоянно отслеживает его температуру и загрузку. Алгоритм также обеспечивает отказоустойчивость: при отключении одного из узлов его задачи мгновенно перераспределяются между остальными.
В ходе тестирования на задаче численного интегрирования новый метод GRID показал впечатляющие результаты — время выполнения расчетов сократилось в 2,5 раза по сравнению со статической балансировкой, а разброс времени выполнения на разных узлах оказался минимальным. Это означает, что кластер работал как единый слаженный механизм. Разработка открывает путь к созданию дешевых мобильных вычислительных ферм для научных групп, образовательных учреждений и экстренных служб в полевых условиях, где нет доступа к интернету и серверам.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые из МИЭМ ВШЭ и Самарского университета создали алгоритм LRF-3D для автоматического обхода неработающих узлов в трехмерных сетях на кристалле.