Quasi-opportunistic supercomputing
ভৌগোলিকভাবে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা বিপুল সংখ্যক কম্পিউটারে সুপারকম্পিউটিংয়ের জন্য আধা-সুযোগসন্ধানী সুপারকম্পিউটিং একটি গণনামূলক দৃষ্টান্ত। আধা-সুযোগসন্ধানী সুপারকম্পিউটিংয়ের লক্ষ্য হল সুবিধাবাদী সম্পদ ভাগ করে নেওয়ার চেয়ে উচ্চতর মানের পরিষেবা প্রদান করা। আধা-সুযোগসন্ধানী পদ্ধতিটি এমন কম্পিউটারগুলিকে সমন্বয় করে যা প্রায়শই বিভিন্ন মালিকানার অধীনে থাকে যাতে সুবিধাবাদী কম্পিউটার গ্রিডের তুলনায় বেশি নিয়ন্ত্রণের সাথে নির্ভরযোগ্য এবং ত্রুটি-সহনশীল উচ্চ কার্যকারিতা অর্জন করা যায় যেখানে গণনামূলক সংস্থানগুলি যখনই উপলব্ধ হতে পারে তখন ব্যবহার করা হয়। যদিও কম্পিউটার গ্রিডে কাজের সময়সূচী নির্ধারণের ক্ষেত্রে "সুবিধাবাদী ম্যাচ-মেকিং" পদ্ধতিটি সহজতর যে এটি একটি নির্দিষ্ট সময়ে উপলব্ধ যে কোনও সংস্থানের সাথে কেবল কাজগুলির মিল রাখে, আবহাওয়া সিমুলেশন বা গণনামূলক তরল গতিবিদ্যার মতো সুপার কম্পিউটার অ্যাপ্লিকেশনগুলির চাহিদা নাগালের বাইরে রয়ে গেছে, আংশিকভাবে বিপুল সংখ্যক কাজের নির্ভরযোগ্য উপ-বরাদ্দকরণের বাধা এবং সেইসাথে একটি নির্দিষ্ট সময়ে সংস্থানগুলির নির্ভরযোগ্য উপলব্ধতার কারণে। আধা-সুযোগসন্ধানী দৃষ্টিভঙ্গি গ্রিড-ভিত্তিক সম্পদ বরাদ্দ চুক্তি স্থাপন করে কম্পিউটার গ্রিডের মধ্যে চাহিদাপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলি কার্যকর করতে সক্ষম করে; এবং ত্রুটি সহনশীল বার্তাটি অন্তর্নিহিত সংস্থানগুলির ব্যর্থতার বিরুদ্ধে বিমূর্তভাবে রক্ষা করে, এইভাবে কিছু সুবিধাবাদ বজায় রাখে, এবং উচ্চতর স্তরের নিয়ন্ত্রণের অনুমতি দেয়। গ্রিডে সুযোগসন্ধানী সুপারকম্পিউটিং গ্রিড কম্পিউটিংয়ের সাধারণ নীতি হল বিভিন্ন প্রশাসনিক ক্ষেত্র থেকে বিতরণকৃত কম্পিউটিং সংস্থানগুলি ব্যবহার করে একটি একক কাজ সমাধান করা, সম্পদগুলি উপলব্ধ হওয়ার সাথে সাথে ব্যবহার করা। ঐতিহ্যগতভাবে, বেশিরভাগ গ্রিড সিস্টেম একটি "সুবিধাবাদী ম্যাচ-মেকিং" পদ্ধতি ব্যবহার করে টাস্ক সিডিউলিং চ্যালেঞ্জের কাছে পৌঁছেছে যেখানে কাজগুলি একটি নির্দিষ্ট সময়ে উপলব্ধ যে কোনও সংস্থানের সাথে মিলে যায়। ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, বার্কলেতে বিকশিত বিওআইএনসি একটি স্বেচ্ছাসেবক-ভিত্তিক, সুবিধাবাদী গ্রিড কম্পিউটিং সিস্টেমের একটি উদাহরণ। বি. ও. আই. এন. সি গ্রিডের উপর ভিত্তি করে অ্যাপ্লিকেশনগুলি ইন্টারনেটে সংযুক্ত প্রায় অর্ধ মিলিয়ন কম্পিউটার ব্যবহার করে মাল্টি-পেটাফ্লপ স্তরে পৌঁছেছে, যখনই স্বেচ্ছাসেবক সংস্থানগুলি উপলব্ধ হয়। আরেকটি সিস্টেম, Folding@home, যা বিওআইএনসি-র উপর ভিত্তি করে নয়, প্রোটিন ভাঁজ গণনা করে, জিপিইউ এবং প্লেস্টেশন 3 সিস্টেম সহ ক্লায়েন্ট ব্যবহার করে 8.8 পেটাফ্লপ পৌঁছেছে। তবে, এই ফলাফলগুলি শীর্ষ 500 রেটিং-এর ক্ষেত্রে প্রযোজ্য নয় কারণ এগুলি সাধারণ উদ্দেশ্যের লিনপ্যাক বেঞ্চমার্ক চালায় না। গ্রিড কম্পিউটিংয়ের জন্য একটি মূল কৌশল হল মিডলওয়্যারের ব্যবহার যা নেটওয়ার্কের বিভিন্ন কম্পিউটারের মধ্যে একটি প্রোগ্রামের টুকরোগুলি বিভাজন করে। যদিও সাধারণ গ্রিড কম্পিউটিং সমান্তরাল কাজ সম্পাদনে সাফল্য অর্জন করেছে, আবহাওয়া সিমুলেশন বা গণনামূলক তরল গতিবিদ্যার মতো সুপার কম্পিউটার অ্যাপ্লিকেশনগুলির চাহিদা নাগালের বাইরে রয়ে গেছে, আংশিকভাবে বিপুল সংখ্যক কাজের নির্ভরযোগ্য উপ-বরাদ্দকরণের বাধা এবং নির্ভরযোগ্য প্রাপ্যতার কারণে একটি নির্দিষ্ট সময়ে সম্পদ। সুবিধাবাদী ইন্টারনেট প্রাইমনেট সার্ভার জিআইএমপিএস-কে সমর্থন করে, যা 1997 সাল থেকে মার্সেন মৌলিক সংখ্যা নিয়ে গবেষণা করা প্রাচীনতম গ্রিড কম্পিউটিং প্রকল্পগুলির মধ্যে একটি। জি. আই. এম. পি. এস-এর বণ্টিত গবেষণা বর্তমানে স্বেচ্ছাসেবক-ভিত্তিক কম্পিউটিং প্রকল্প হিসাবে প্রায় 60টি টেরাফ্লপ অর্জন করেছে। জিআইএমপিএস-এর মতো "স্বেচ্ছাসেবক গ্রিডে" কম্পিউটিং সংস্থানগুলির ব্যবহার সাধারণত সম্পূর্ণরূপে সুবিধাবাদীঃ ভৌগলিকভাবে ছড়িয়ে ছিটিয়ে বিতরণমূলক মালিকানাধীন কম্পিউটারগুলি যখনই উপলব্ধ হয় তখন অবদান রাখছে, কোনও নির্দিষ্ট সময়ে কোনও সংস্থান উপলব্ধ হবে এমন কোনও পূর্বনির্ধারিত প্রতিশ্রুতি ছাড়াই। অতএব, অনুমানিকভাবে, যদি অনেক স্বেচ্ছাসেবক অনিচ্ছাকৃতভাবে একটি নির্দিষ্ট দিনে তাদের কম্পিউটার বন্ধ করার সিদ্ধান্ত নেয়, তবে গ্রিডের সংস্থানগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পাবে। উপরন্তু, ব্যবহারকারীরা যুক্তিসঙ্গত উচ্চ কার্যকারিতা কম্পিউটিং অর্জন করতে পারে এমন পদ্ধতিতে খুব বড় সংখ্যক সুবিধাবাদী কম্পিউটিং সংস্থান সংগঠিত করা অত্যন্ত ব্যয়বহুল বলে মনে করবে। গণনামূলক সম্পদের আধা-নিয়ন্ত্রণ উচ্চ কার্যকারিতা কম্পিউটিংয়ের জন্য আরও কাঠামোগত গ্রিডের একটি উদাহরণ হল ডিইআইএসএ, ইউরোপীয় সম্প্রদায় দ্বারা আয়োজিত একটি সুপার কম্পিউটার প্রকল্প যা সাতটি ইউরোপীয় দেশে কম্পিউটার ব্যবহার করে। যদিও ডি. ই. আই. এস. এ-র মধ্যে কার্যকর করা একটি প্রোগ্রামের বিভিন্ন অংশ বিভিন্ন দেশে অবস্থিত কম্পিউটারে বিভিন্ন মালিকানা এবং প্রশাসনের অধীনে চলতে পারে, তবে বিশুদ্ধ সুবিধাবাদী পদ্ধতির চেয়ে আরও বেশি নিয়ন্ত্রণ এবং সমন্বয় রয়েছে। ডিইআইএসএর দুটি স্তরের ইন্টিগ্রেশন স্কিম রয়েছেঃ "অভ্যন্তরীণ স্তর" বেশ কয়েকটি দৃঢ়ভাবে সংযুক্ত উচ্চ কার্যকারিতা কম্পিউটার ক্লাস্টার নিয়ে গঠিত যা অনুরূপ অপারেটিং সিস্টেম এবং সময়সূচী প্রক্রিয়া ভাগ করে নেয় এবং একটি সমজাতীয় কম্পিউটিং পরিবেশ সরবরাহ করে; যেখানে "বাইরের স্তর" বৈচিত্র্যময় সিস্টেম নিয়ে গঠিত যার সুপারকম্পিউটিং ক্ষমতা রয়েছে। এইভাবে ডিইআইএসএ ব্যবহারকারীদের কিছুটা নিয়ন্ত্রিত, তবুও ছড়িয়ে দেওয়া উচ্চ কার্যকারিতা কম্পিউটিং পরিষেবা প্রদান করতে পারে। আধা-সুযোগসন্ধানী দৃষ্টান্তের লক্ষ্য হল বিতরণকৃত সম্পদের উপর কাজগুলির বরাদ্দকরণের উপর আরও নিয়ন্ত্রণ অর্জন এবং নেটওয়ার্কের মধ্যে সিস্টেমের উপলব্ধতার জন্য পূর্ব-আলোচনার পরিস্থিতিগুলির ব্যবহার করে এটি কাটিয়ে ওঠা। গ্রিডে দাবি করা সমান্তরাল কম্পিউটিং সফ্টওয়্যারের আধা-সুবিধাজনক বিতরণ কার্যকরকরণ গ্রিড-ভিত্তিক বরাদ্দ চুক্তি, সহ-বরাদ্দ উপ-ব্যবস্থা, যোগাযোগ টপোলজি-সচেতন বরাদ্দ ব্যবস্থা, ত্রুটি সহনশীল বার্তা পাসিং লাইব্রেরি এবং ডেটা প্রি-কন্ডিশনিং বাস্তবায়নের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। এই পদ্ধতিতে, অন্তর্নিহিত সম্পদের ব্যর্থতা থেকে বিমূর্তভাবে রক্ষা করার জন্য ত্রুটি সহনশীল বার্তা পাস করা অপরিহার্য। আধা-সম্ভাবনাময় পদ্ধতিটি বি. ও. আই. এন. সি-এর মতো অত্যন্ত বিতরণকৃত সিস্টেমে স্বেচ্ছাসেবক কম্পিউটিং বা গ্লোবাসের মতো সিস্টেমে সাধারণ গ্রিড কম্পিউটিংয়ের বাইরে চলে যায়, যাতে মিডলওয়্যারটি অনেক কম্পিউটিং ক্লাস্টারে প্রায় নির্বিঘ্ন অ্যাক্সেস সরবরাহ করতে পারে যাতে ফোরট্রান বা সি-এর মতো ভাষায় বিদ্যমান প্রোগ্রামগুলি একাধিক কম্পিউটিং সংস্থানগুলির মধ্যে বিতরণ করা যায়। কোস্কোস গ্রিডের মতো আধা-সম্ভাবনাময় পদ্ধতির একটি মূল উপাদান হল একটি অর্থনৈতিক-ভিত্তিক সম্পদ বরাদ্দের মডেল যেখানে নির্দিষ্ট সুপার কম্পিউটার প্রশাসনের সাইটগুলির মধ্যে চুক্তির ভিত্তিতে সম্পদ সরবরাহ করা হয়। পরার্থপরতার উপর নির্ভরশীল স্বেচ্ছাসেবক ব্যবস্থাগুলির বিপরীতে, নির্দিষ্ট ধরনের কাজ সম্পাদনের জন্য নির্দিষ্ট চুক্তির শর্তাবলী নির্ধারণ করা হয়। যাইহোক, "টাইট-ফর-ট্যাট" দৃষ্টান্ত যেখানে ভবিষ্যতের গণনার মাধ্যমে গণনাগুলি ফেরত দেওয়া হয় তা সুপারকম্পিউটিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত নয় এবং এড়ানো হয়। যখন কম্পিউটার হার্ডওয়্যার বা নেটওয়ার্কগুলি অনিবার্যভাবে ব্যর্থতার সম্মুখীন হয় তখন বিতরণকৃত চেকপয়েন্ট পুনরায় চালু করার প্রক্রিয়া সরবরাহ করার জন্য একটি নির্ভরযোগ্য বার্তা প্রেরণ ব্যবস্থা হল আধা-সুবিধাজনক পদ্ধতির অন্য মূল উপাদান। এইভাবে, যদি একটি বড় গণনার কিছু অংশ ব্যর্থ হয়, তবে পুরো রানটি পরিত্যাগ করার দরকার নেই, তবে শেষ সংরক্ষিত চেকপয়েন্ট থেকে পুনরায় চালু করা যেতে পারে। আরও দেখুন গ্রিড কম্পিউটিং সুপারকম্পিউটিং-এর ইতিহাস কোস্কোস গ্রিড সুপারকম্পিউটার স্থাপত্য সুপারকম্পিউটার অপারেটিং সিস্টেম রেফারেন্স সুপারকম্পিউটিং গ্রিড কম্পিউটিং