成千上万的个人电脑突破了exaFLOP的障碍

Folding@home做了IT供应商和联邦政府一直在努力做的事情——打破exaFLOP的障碍——而众包分布式计算程序在对抗冠状病毒的时候做到了。

马克西姆照片/盖蒂图片社

美国正在进行一场竞赛,以部署首台突破exaFLOP大关的超级计算机。英特尔表示,将于2021年首次与Aurora合作,而AMD和Cray则表示,将首次与Frontier合作。不管怎样,能源部都会赢,因为这两台计算机都将部署在能源部的设施中。

exaFLOP是1的10次方18)浮点运算每秒,或1000千万亿次。为了达到每秒1次浮点运算的计算机系统在1秒内的运算能力,你必须在31,688,765,000年的时间里每秒进行一次计算。

当超级计算机的中坚分子继续建造他们的系统时,Folding@Home只是通过了exaFLOP的障碍领先于IBM、英特尔、英伟达和美国能源部。

Folding@home是一个运行了20年的分布式计算项目。它最初是由斯坦福大学化学系管理的,到去年为止,它是由位于圣路易斯的华盛顿大学管理的。它的软件在个人电脑上运行,只要电脑在使用,它就保持空闲状态,然后当电脑空闲时它就开始工作。

该项目模拟了蛋白质如何错误折叠并导致疾病,如癌症和阿尔茨海默病。蛋白质在一个叫做折叠的过程中自我组装。当蛋白质折叠不正常时,疾病就会发生。通过模拟蛋白质的错折,Folding@Home试图了解它们为什么会错折,以及如何防止错折和修复损伤。在20年的过程中,这个项目取得了成果233年的研究论文,除了化学家和分子生物学家博士,没有人能理解。

技术上的挑战是蛋白质在一毫秒内折叠,模拟它和所有潜在的变化需要大量的计算周期。这就是Folding@Home的用用之处。Folding@Home基本上是靠蛮力试验和错误操作的。每台运行其软件的计算机都在分子水平上尝试一种蛋白质的变异,直到找到结果。

该项目主要关注癌症、帕金森氏症、艾滋病和埃博拉等疾病。今年2月,研究小组将COVID-19病毒添加到目标名单中,并开始模拟COVID-19蛋白的动态变化,以帮助寻找潜在的治疗方案。

在COVID-19的案例中,Folding@Home试图更好地理解病毒如何与人类ACE2受体相互作用,而这种受体是病毒进入人类宿主细胞所必需的,以及研究人员如何能够通过设计新的治疗性抗体或小分子来破坏它们的相互作用。简而言之,它试图找到阻止病毒进入人体细胞的方法。

据主持该项目的吴大学教授格雷格·鲍曼(Greg Bowman)博士表示,该项目名为“在家折叠”(Folding@Home)2月有3万名志愿者在运行该软件,3月有40万,之后有70万用户。由于有太多的用户,数据库已经没有可供计算机处理的潜在模拟了。

上周,Folding@Home网络的管理员报告说,该网络已经通过了1 exaFLOP的关口,达到1.5 exaFLOPs的峰值性能。这使得它比世界上最快的超级计算机——橡树岭国家实验室的顶峰计算机——要快7倍多。换句话说,这比世界前100台超级计算机的计算能力加起来还要多。

这并不是说顶峰公司是个笨蛋。远非如此。这台巨大的超级计算机在COVID-19上运行,在一个月的时间里就找到了77潜在的药物化合物来阻止病毒。

此外,Folding@Home的原始计算能力带来了一个警告。在分布式计算项目中工作的数千台pc,如SETI@Home、Folding@Home和World Community Grid,都是独立工作的,没有连接。一个工人的结果不依赖于另一个工人的结果。个人电脑甚至不知道彼此。

在像Summit这样的高性能计算系统中,所有节点都是相互连接和通信的,因此一个节点的结果可以传递给其他节点并共享。Summit、Sierra和其他超级计算机上的大量处理工作本质上依赖于计算结果。B步需要A步,C步需要B步,以此类推。分布式计算项目做不到这一点。

加入Folding@Home,下载客户端并安装它。不要只使用默认设置;您可能想要自定义它。例如,你想让它一直运行,还是只在你的电脑空闲时运行?我可以告诉你,即使在中等功率的情况下,它也会占用你的电脑,让一切都变慢。更不用说加热CPU和GPU。因此,如果你的电脑没有良好的散热,不要运行在低功率设置之上。

另一个提示:如果你想在工作电脑上运行它,先问一下。你可能会遇到麻烦

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