Ученые МИФИ собрали из обычных смартфонов мощный компьютер

Вариант "кластера" из телефонов испытали 15 лет назад, но дальше по разным причинам не пошло.
Вариант "кластера" из телефонов испытали 15 лет назад, но дальше по разным причинам не пошло. / iStock
Мощный вычислительный кластер получили специалисты МИФИ, объединив в единую сеть несколько обычных смартфонов. Казалось бы, зачем такие трюки? Но, по словам многих ученых, у них все острее дефицит времени для работы на мощных компьютерах. И вина лежит прежде всего на искусственном интеллекте, который захватывает все новые вычислительные плацдармы. Суперкомпьютеры и облачные серверы требуют огромных финансовых вложений, что делает их недоступными для многих университетов, институтов и малых предприятий.

Но не зря говорится, что голь на выдумки хитра. Ученые МИФИ Галина Исаева и Федор Исаев предложили объединять смартфоны в распределенные вычислительные системы и использовать их для научных расчетов. Этим сборным командам вполне по силам тягаться с полноценными серверами.

Отметим, что такой вариант "кластера" из телефонов впервые был испытан еще лет пятнадцать назад, но дальше по самым разным причинам дело не пошло. Российские ученые решили вернуться к этой идее. Главная проблема вылезла сразу. Им оказалась "разношерстность" участников команды. В одной сети могут оказаться флагманский Samsung с мощнейшим процессором, старый Huawei и бюджетный Xiaomi. Разница в производительности между ними может достигать 10-12 раз. Более того, при длительной работе мощные смартфоны перегреваются и снижают частоту, теряя до 60% производительности. Как утрясти силу одних и слабость других, привести их к общему балансу?

Если телефон начинает греться, система снимает с него часть задач, а когда остывает, возвращает ему нагрузку

Ученые создали алгоритм, который работает как умный диспетчер. Перед началом вычислений он оценивает пиковую мощность каждого устройства, а затем следит, как "сборники" выполняют свою задачу. В процессе работы каждый из них постоянно "жалуется" оператору на температуру и загрузку. На основе этих данных алгоритм корректирует, какой объем вычислений дать каждому смартфону. Например, если телефон начинает греться, система автоматически снимает с него часть задач, а когда остывает, возвращает ему нагрузку. Крайний случай - отказ одного из смартфонов. На такое ЧП алгоритм реагирует мгновенно, возвращая незавершенные подзадачи обратно в общую очередь и перераспределяя их между работающими смартфонами.

В ходе тестирования на сложной задаче, требующей миллиарда шагов вычислений, алгоритм показал отличные результаты по качеству и времени расчетов, а главное, что 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.

Поделиться