www.dumell.net / tidningsartiklar / Hufvudstadsbladet / Låt din dator hjälpa vetenskapen
Publicerad i Hufvudstadsbladet 05.09.1999
Låt din dator hjälpa vetenskapen


Du kan enkelt förvandla din dator till en del av en virtuell superdator och hjälpa vetenskapsmän att testa krypteringsteknologier eller analyserar data från radioteleskop som söker efter tecken på liv i rymden.

Det finns många matematiska problem som är omöjliga att lösa ens med superdatorer inom rimlig tid. Men vissa av dessa problem kan delas in i många små delar där varje del är så liten att den kan analyseras med en vanlig pc, till exempel DIN helt vanliga pc. En hemma-pc med en Pentium processor är ingen superdator, men tusentals Pentium processorer som arbetar tillsammans kan springa cirklar kring även den dyraste superdatorn. Och tack vare Internet kan du koppla ihop din dator med tusentals andra som jobbar på ett och samma matematiska problem. Du behöver inte vara ansluten till Internet hela tiden, det räcker med att du är kopplad till Internet en kort stund en gång per dag eller några gånger per vecka.
En helt vanlig Pentium processor klarar av att utföra tiotals miljoner matematiska operationer per sekund. Om du använder din dator för ordbehandling eller för att titta på webbsidor spenderar processorn över 99% av tiden med att vänta på att du skall trycka på nästa knapp eller på att modemet skall överföra nästa bokstav på webbsidan. Den beräkningskapacitet som går förlorad hela tiden en dator står påslagen och är i "normal" användning är egentligen enorm. Det är denna bortslösade beräkningskapacitet som vetenskapsmän runtom i världen önskar att du skulle donera åt dem. Du kan installera ett speciellt datorprogram som snurrar "i bakgrunden" av din dator, dvs programmet använder endast "överflödig" processorkapacitet. Din dator känns inte långsammare trots att den nästan hela tiden utför avancerade matematiska beräkningar.
Varje gång du ansluter dig till Internet för att till exempel läsa e-post kommunicerar programmet i några sekunder med en centraldator som tar emot resultatet av din dators beräkningar och delar ut nya uppgifter åt den. De problem som bearbetas på det här viset är just sådana där delproblemen kan definieras kort och överföras snabbt så det belastar inte dit modem då du vill surfa.

Sök efter liv i rymden - med din pc

Seti@home är ett mycket populärt projekt just nu i vilket också tusentals finländare deltar. "Search for Extraterrestrial Intelligence", alltså sökande efter utomjordisk intelligens, är ett gammal projekt som går ut på att analysera radiobrus som når oss från rymden i hopp om att bland bruset hitta signaler från civilisationer på andra planeter. Men att analysera allt det brus som radioteleskopen snappar upp kräver enorm beräkningskapacitet.
Inom universitetskretsar föddes 1996 idén om att sprida ut beräkningsbördan mellan vanliga pc:n med hjälp av Internet. Att samla pengar för projektet och utveckla de datorprogram som behövdes, både i de deltagande datorerna och i centraldatorn som fördelar uppgifterna och sammanställer resultaten, tog några år. Men denna vår togs systemet i bruk och tiotusentals Internetanvändare deltar. "Det finns en liten men fängslande möjlighet att just din dator upptäcker den svaga signalen från en annan civilisation" står det på projektets webbsidor (setiathome.ssl.berkeley.edu).
-Seti@home har verkligen vetenskaplig betydelse, den söker med tio gånger större noggrannhet än tidigare Seti projekt tack vare den stora processorkraft som blir tillgänglig för oss, säger professor David Anderson som leder projektet vid det ansedda universitetet UC Berkleys rymdlaboratorium.
Anderson tror att vi mycket snart kommer att få se denna teknologi för att sprida ut beräkningsuppgifter användas för allt fler vetenskapliga projekt.
-Men teknologin passar inte för alla typer av beräkningsuppgifter. Bäst passar den för problem som kan delas in i fristående beräkningsuppgifter som kan analyseras på olika håll utan kommunikation mellan de parallella beräkningsprocesserna.
Som exempel på uppgifter där distribuerad beräkningsteknologi inte fungerar nämner Anderson väderprognoser för där påverkar olika faktorer varandra hela tiden och kan inte separeras.
-För sådana beräkningar kommer traditionella superdatorer fortsättningsvis att vara nödvändiga, säger Anderson.
För att uppmuntra till deltagande görs top-listor över de som bidragit med mest processorkapacitet. På listan över universitet finns till exempel Tekniska högskolan som nummer 8 och Åbo Akademi som nummer 44. Nokia igen är nummer 43 på listan över företag.

Knäck den hemliga koden

Ett större, äldre och lite mer jordnära projekt är "Distributed.net", vars webbsidor återfinns på samma adress. Företaget RSA som tillverkar krypteringsteknologi ordnade 1997 en tävling där de uppmanade människor att försöka knäcka en exempelkod. På det här viset ville RSA pröva hur säker deras teknologi var i praktiken. Några dataexperter slog sig samman och skapade ett datorprogram som installerades på flera datorer och utförde beräkningarna som behövs för att knäcka koden. De utvecklade också ett program som delade upp de 72 kvadrillioner (tror det heter så) kodnycklarna som skulle testas i block och delade ut blocken åt beräkningsprogrammen i de olika datorerna.
Sommaren 1997 blev det här projektet den ideella organisationen "distributed.net". Efter 212 dygn knäckte de koden och vid det laget hade tiotusentals datorer anslutits. Av prispengarna på 10.000 dollar gick 8000 till välgörenhet, 1000 till den person i Bryssel vars dator hittade nyckeln och 1000 till distributed.net.
Sen dess har distributed.net förfinat sin teknologi och vunnit fler liknande tävlingar. Organisationens långsiktiga mål är däremot vetenskapliga, de vill främja den tekniska utvecklingen inom område distribuerad beräkningsteknologi med sin egen forskning och erfarenhet.
Idag deltar ungefär 20.000 personer med över 100.000 datorer i distributed.net som klarar av att testa ungefär 100 miljarder kodnycklar per sekund.

Låt din dator tävla för dig

Det som distributed.net verkligen är duktiga på är att belöna deltagarna och de har insett att tävlingsanda sporrar människor att delta. Jag deltar själv med två datorer och varje dag kan jag se hur många nycklar jag testat per sekund under det gångna dygnet och hur många nycklar jag testat allt som allt, vilken position detta ger mig i listan över deltagare, hur denna position förändrats sen igår och så vidare. Just nu är jag nummer 27355, det är 175 högre än igår. Jag avancerar snabbt för under det senaste dygnet var jag nummer 8188 på listan över de som bidrog med flest testade nycklar. Allt som allt har jag testat 14,837,232,959,488 nycklar och de ökar med 2,1 miljoner per sekund som bäst. Chansen med den här farten är en på 36.642 att jag hittar den rätta nyckeln före någon annan deltagare.
Denna detaljerade feedback är belönande för många datorentusiaster. Dessutom kan du grunda eller delta i lag där lagdeltagarnas prestationer räknas samman. Lagen kan sedan tävla inom olika kategorier, exempelvis regionala lag, företagslag, religiösa lag och så vidare. Exempelvis "Team Nokia" har 52 medlemmar och är nummer 196 och laget "Befria Östra Timor" nummer 266 på listan över alla lag. Listan över topp-lagen är intressant läsning för lagens vi-anda bygger ofta på patriotism, företagsimage eller exempelvis förakt mot scientologi.

Se ditt namn i matematikens historieböcker

Men att vara en av 20.000 kanske inte känns så individuellt. GIMPS (www.mersenne.org/prime.htm) är ytterligare ett distribuerat matematiprojekt som söker efter tidigare oupptäckta Mersanne primtal. Hittills har GIMPS hittat fyra primtal och de deltagare vars dator hittat talen har gjort något av en historisk insats. Den amerikanska Internetorienterade yttrandefrihets- och medborgarrättsorganisationen EFF har dessutom utlovat 100.000 dollar till den som först hittar ett primtal som består av tio miljoner siffror (det är alltså tal i den här storleksordningen som söks och därför räcker det inte med vanliga superdatorer).



Carl-Magnus Dumell

Observera att den här texten är rätt gammal - det betyder dock inte automatiskt att den är föråldrad.

I många fall är texterna här relevanta och hjälpfulla också idag och de ger alltid en intressant tillbakablick över ämnet.

Carl-Magnus Dumell
Oktober 2011