Ученые МИФИ на базе смартфонов создали распределенную вычислительную систему

Специалисты Национального исследовательского ядерного университета МИФИ создали алгоритм, который объединяет обычные мобильные устройства в производительный вычислительный кластер.

В эпоху больших данных и искусственного интеллекта особенно остро встает проблема вычислительных мощностей: суперкомпьютеры и облачные серверы требуют огромных финансовых вложений. И это делает их недоступными для многих университетов и малых предприятий.

В связи с этим ученые МИФИ попробовали использовать для сложных научных расчетов обычные смартфоны, объединив их для этого в распределенные вычислительные системы.

По словам участников исследований, сотрудников университета Галины Исаевой и Федора Исаева, идея создания вычислительных кластеров из мобильных устройств не нова. Первые эксперименты проводили еще 15 лет назад. Уже тогда специалисты решали главную проблему таких систем - неоднородность устройств. В одной сети объединялись мощный флагманский смартфон и бюджетная модель, производительность которых различается в 10 - 12 раз. Оказалось, что при длительной работе мощные смартфоны перегреваются и снижают частоту, теряя до 60% своей производительности.

Сейчас специалисты МИФИ разработали комбинированный алгоритм, который работает как «умный» диспетчер. Перед началом расчетов система оценивает пиковую мощность каждого устройства по количеству ядер и их частоте. В процессе работы каждый узел постоянно «жалуется» управляющему узлу на температуру, текущую частоту и загрузку. На основе этих данных алгоритм в реальном времени корректирует, какой объем вычислений дать каждому смартфону.

- Если телефон начинает греться, система автоматически снимает с него часть задач, не позволяя процессору троттлить. А когда он остывает - возвращает нагрузку, - сказала Галина Исаева.

Разработанный авторами собственный комбинированный метод продемонстрировал впечатляющие результаты: время выполнения задачи сократилось в 2,5 раза по сравнению со статикой для длительных задач, а дисперсия оказалась минимальной. Это значит, что кластер работал как единый слаженный механизм, где ни один узел не простаивал и не перегревался.

Пока исследователи университета создали только прототип, но у разработки огромный потенциал. Предполагается, что она открывает путь к созданию дешевых мобильных вычислительных ферм для научных групп, образовательных учреждений и даже для экстренных служб в полевых условиях, где нет доступа к интернету и серверам. Исследователи планируют продолжить работу в плане повышения энергоэффективности и адаптации под реальные сценарии, чтобы облачные технологии стали действительно доступными для всех.

Мона Платонова.

Фото mos.ru