Quasi-opportunistic supercomputing
અર્ધ-તકવાદી સુપરકમ્પ્યુટિંગ એ મોટી સંખ્યામાં ભૌગોલિક રીતે ફેલાયેલા કમ્પ્યુટર્સ પર સુપરકમ્પ્યુટિંગ માટેનું એક કોમ્પ્યુટેશનલ ઉદાહરણ છે. અર્ધ-તકવાદી સુપરકમ્પ્યુટિંગનો ઉદ્દેશ તકવાદી સંસાધનોની વહેંચણી કરતાં ઉચ્ચ ગુણવત્તાની સેવા પ્રદાન કરવાનો છે. અર્ધ-તકવાદી અભિગમ એવા કમ્પ્યુટર્સનું સંકલન કરે છે જે ઘણીવાર તકવાદી કોમ્પ્યુટર ગ્રીડ કરતાં વધુ નિયંત્રણ સાથે વિશ્વસનીય અને ખામી-સહિષ્ણુ ઉચ્ચ પ્રદર્શન પ્રાપ્ત કરવા માટે વિવિધ માલિકી હેઠળ હોય છે જેમાં કોમ્પ્યુટેશનલ સંસાધનોનો ઉપયોગ જ્યારે પણ ઉપલબ્ધ થાય ત્યારે થાય છે. જ્યારે કમ્પ્યુટર ગ્રીડ પર કાર્ય સુનિશ્ચિત કરવા માટેનો "તકવાદી મેચ-મેકિંગ" અભિગમ સરળ છે કારણ કે તે આપેલ સમયે ઉપલબ્ધ કોઈપણ સંસાધનો સાથે માત્ર કાર્યો સાથે મેળ ખાય છે, હવામાન સિમ્યુલેશન અથવા કોમ્પ્યુટેશનલ પ્રવાહી ગતિશીલતા જેવી સુપરકોમ્પ્યુટર એપ્લિકેશનોની માંગ પહોંચની બહાર રહી છે, અંશતઃ મોટી સંખ્યામાં કાર્યોની વિશ્વસનીય પેટા-સોંપણીમાં અવરોધો તેમજ આપેલ સમયે સંસાધનોની વિશ્વસનીય ઉપલબ્ધતાને કારણે. અર્ધ-તકવાદી અભિગમ ગ્રીડ મુજબ સંસાધન ફાળવણી કરારો સ્થાપિત કરીને કમ્પ્યુટર ગ્રીડની અંદર માગણી કરતી અરજીઓના અમલને સક્ષમ બનાવે છે; અને અંતર્ગત સંસાધનોની નિષ્ફળતાઓ સામે અમૂર્ત રીતે રક્ષણ આપવા માટે દોષ સહિષ્ણુ સંદેશ પસાર કરે છે, આમ કેટલાક તકવાદને જાળવી રાખે છે, જ્યારે ઉચ્ચ સ્તરના નિયંત્રણને મંજૂરી આપે છે. ગ્રીડ પર તકવાદી સુપરકમ્પ્યુટિંગ ગ્રીડ કમ્પ્યુટિંગનો સામાન્ય સિદ્ધાંત એ છે કે એક જ કાર્યને ઉકેલવા માટે વિવિધ વહીવટી ક્ષેત્રોમાંથી વિતરિત કમ્પ્યુટિંગ સંસાધનોનો ઉપયોગ કરવો, જેમ જેમ સંસાધનો ઉપલબ્ધ થાય તેમ તેમનો ઉપયોગ કરવો. પરંપરાગત રીતે, મોટાભાગની ગ્રીડ પ્રણાલીઓએ "તકવાદી મેચ-મેકિંગ" અભિગમનો ઉપયોગ કરીને કાર્ય સુનિશ્ચિત પડકારનો સંપર્ક કર્યો છે જેમાં કાર્યો આપેલ સમયે ઉપલબ્ધ કોઈપણ સંસાધનો સાથે મેળ ખાય છે. યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા, બર્કલે ખાતે વિકસાવવામાં આવેલ BOINC એ સ્વયંસેવક-આધારિત, તકવાદી ગ્રીડ કમ્પ્યુટિંગ સિસ્ટમનું ઉદાહરણ છે. બી. ઓ. આઈ. એન. સી. ગ્રીડ પર આધારિત એપ્લિકેશનો જ્યારે પણ સ્વયંસેવક સંસાધનો ઉપલબ્ધ થાય છે ત્યારે ઇન્ટરનેટ પર જોડાયેલા લગભગ અડધા મિલિયન કમ્પ્યુટર્સનો ઉપયોગ કરીને બહુ-પેટાફ્લોપ સ્તરે પહોંચી ગયા છે. બીજી સિસ્ટમ, Folding@home, જે BOINC પર આધારિત નથી, પ્રોટીન ફોલ્ડિંગની ગણતરી કરે છે, તે ક્લાયન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને 8.8 પેટાફ્લોપ્સ સુધી પહોંચી ગઈ છે જેમાં જી. પી. યુ. અને પ્લેસ્ટેશન 3 સિસ્ટમ્સનો સમાવેશ થાય છે. જો કે, આ પરિણામો ટોચના 500 રેટિંગ્સને લાગુ પડતા નથી કારણ કે તેઓ સામાન્ય હેતુના લિનપેક બેન્ચમાર્કને ચલાવતા નથી. ગ્રીડ કમ્પ્યુટિંગ માટેની મુખ્ય વ્યૂહરચના એ મિડલવેરનો ઉપયોગ છે જે નેટવર્ક પરના વિવિધ કમ્પ્યુટર્સ વચ્ચે પ્રોગ્રામના ટુકડાઓનું વિભાજન કરે છે. સામાન્ય ગ્રીડ કમ્પ્યુટિંગને સમાંતર કાર્ય અમલીકરણમાં સફળતા મળી હોવા છતાં, હવામાન સિમ્યુલેશન અથવા કોમ્પ્યુટેશનલ ફ્લુઇડ ડાયનેમિક્સ જેવી સુપરકોમ્પ્યુટર એપ્લિકેશનોની માંગ પહોંચની બહાર રહી છે, અંશતઃ મોટી સંખ્યામાં કાર્યોની વિશ્વસનીય પેટા-સોંપણીમાં અવરોધો તેમજ આપેલ સમયે સંસાધનોની વિશ્વસનીય ઉપલબ્ધતાને કારણે. તકવાદી ઈન્ટરનેટ પ્રાઈમનેટ સર્વર જીઆઇએમપીએસને ટેકો આપે છે, જે 1997 થી પ્રારંભિક ગ્રીડ કમ્પ્યુટિંગ પ્રોજેક્ટ્સમાંનું એક છે, જે મર્સેન પ્રાઇમ નંબરો પર સંશોધન કરે છે. જીઆઇએમપીએસનું વિતરિત સંશોધન હાલમાં સ્વયંસેવક-આધારિત કમ્પ્યુટિંગ પ્રોજેક્ટ તરીકે લગભગ 60 ટેરાફ્લોપ્સ હાંસલ કરે છે. જી. આઈ. એમ. પી. એસ. જેવા "સ્વયંસેવક ગ્રીડ" પર કમ્પ્યુટિંગ સંસાધનોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સંપૂર્ણપણે તકવાદી છેઃ ભૌગોલિક રીતે વિતરણની માલિકીના કમ્પ્યુટર્સ જ્યારે પણ ઉપલબ્ધ થાય છે ત્યારે યોગદાન આપી રહ્યા છે, જેમાં કોઈ પણ સમયે કોઈપણ સંસાધનો ઉપલબ્ધ થશે તેવી કોઈ પૂર્વનિર્ધારિત પ્રતિબદ્ધતા નથી. તેથી, કાલ્પનિક રીતે, જો ઘણા સ્વયંસેવકો અજાણતાં ચોક્કસ દિવસે તેમના કમ્પ્યુટરને બંધ કરવાનું નક્કી કરે છે, તો ગ્રીડ સંસાધનો નોંધપાત્ર રીતે ઘટશે. વધુમાં, વપરાશકર્તાઓને ખૂબ મોટી સંખ્યામાં તકવાદી કમ્પ્યુટિંગ સંસાધનોને એવી રીતે ગોઠવવા માટે અત્યંત ખર્ચાળ લાગશે કે જે વાજબી ઉચ્ચ પ્રદર્શન કમ્પ્યુટિંગ પ્રાપ્ત કરી શકે. કોમ્પ્યુટેશનલ સંસાધનોનું અર્ધ-નિયંત્રણ ઉચ્ચ પ્રદર્શન કમ્પ્યુટિંગ માટે વધુ સંરચિત ગ્રીડનું ઉદાહરણ DEISA છે, જે યુરોપિયન સમુદાય દ્વારા આયોજિત એક સુપરકોમ્પ્યુટર પ્રોજેક્ટ છે જે સાત યુરોપિયન દેશોમાં કમ્પ્યુટરનો ઉપયોગ કરે છે. જો કે ડી. ઇ. આઇ. એસ. એ. ની અંદર ચલાવવામાં આવતા પ્રોગ્રામના વિવિધ ભાગો વિવિધ માલિકી અને વહીવટ હેઠળ વિવિધ દેશોમાં સ્થિત કમ્પ્યુટર્સ પર ચાલી શકે છે, ત્યાં શુદ્ધ તકવાદી અભિગમ કરતાં વધુ નિયંત્રણ અને સંકલન છે. ડીઇઆઇએસએ પાસે બે સ્તરની એકીકરણ યોજના છેઃ "આંતરિક સ્તર" માં સંખ્યાબંધ મજબૂત રીતે જોડાયેલા ઉચ્ચ પ્રદર્શન કમ્પ્યુટર ક્લસ્ટર્સનો સમાવેશ થાય છે જે સમાન ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ્સ અને સુનિશ્ચિત પદ્ધતિઓ ધરાવે છે અને એક સમાન કમ્પ્યુટિંગ વાતાવરણ પ્રદાન કરે છે; જ્યારે "બાહ્ય સ્તર" માં વિજાતીય પ્રણાલીઓનો સમાવેશ થાય છે જે સુપરકમ્પ્યુટિંગ ક્ષમતાઓ ધરાવે છે. આમ DEISA વપરાશકર્તાઓને કંઈક અંશે નિયંત્રિત, છતાં વિખેરાયેલી ઉચ્ચ પ્રદર્શન કમ્પ્યુટિંગ સેવાઓ પ્રદાન કરી શકે છે. અર્ધ-તકવાદી નમૂનાનો ઉદ્દેશ વિતરિત સંસાધનોને કાર્યોની સોંપણી પર વધુ નિયંત્રણ પ્રાપ્ત કરીને અને નેટવર્કની અંદર સિસ્ટમોની ઉપલબ્ધતા માટે પૂર્વ-વાટાઘાટોના દૃશ્યોના ઉપયોગ દ્વારા આને દૂર કરવાનો છે. ગ્રીડમાં માંગ કરતા સમાંતર કમ્પ્યુટિંગ સોફ્ટવેરનું અર્ધ-તકવાદી વિતરિત અમલીકરણ ગ્રીડ મુજબની ફાળવણી કરારો, સહ-ફાળવણી પેટા પ્રણાલીઓ, સંચાર ટોપોલોજી-જાગૃત ફાળવણી પદ્ધતિઓ, દોષ સહિષ્ણુ સંદેશ પસાર કરતી લાઈબ્રેરીઓ અને ડેટા પૂર્વ-શરતીકરણના અમલીકરણ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. આ અભિગમમાં, અંતર્ગત સંસાધનોની નિષ્ફળતાઓ સામે અમૂર્ત રીતે રક્ષણ આપવા માટે દોષ સહિષ્ણુ સંદેશ પસાર કરવો જરૂરી છે. અર્ધ-તકવાદી અભિગમ BOINC જેવી અત્યંત વિતરિત પ્રણાલીઓ પર સ્વયંસેવક કમ્પ્યુટિંગ અથવા ગ્લોબસ જેવી પ્રણાલી પર સામાન્ય ગ્રીડ કમ્પ્યુટિંગથી આગળ વધે છે, જે મિડલવેરને ઘણા કમ્પ્યુટિંગ ક્લસ્ટરોમાં લગભગ અવિરત પ્રવેશ પ્રદાન કરવાની મંજૂરી આપે છે જેથી ફોરટ્રાન અથવા સી જેવી ભાષાઓમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા પ્રોગ્રામ્સને બહુવિધ કમ્પ્યુટિંગ સંસાધનોમાં વિતરિત કરી શકાય. અર્ધ-તકવાદી અભિગમનો મુખ્ય ઘટક, જેમ કે કોસ્કોસ ગ્રીડમાં છે, તે આર્થિક-આધારિત સંસાધન ફાળવણી મોડેલ છે જેમાં ચોક્કસ સુપરકોમ્પ્યુટર વહીવટી સ્થળો વચ્ચેના કરારના આધારે સંસાધનો પૂરા પાડવામાં આવે છે. પરોપકાર પર આધાર રાખતી સ્વયંસેવક પ્રણાલીઓથી વિપરીત, ચોક્કસ પ્રકારના કાર્યોના પ્રદર્શન માટે ચોક્કસ કરારની શરતો નક્કી કરવામાં આવે છે. જો કે, "ટાઈટ-ફોર-ટેટ" દાખલાઓ કે જેમાં ગણતરીઓ ભવિષ્યની ગણતરીઓ દ્વારા ચૂકવવામાં આવે છે તે સુપરકમ્પ્યુટિંગ કાર્યક્રમો માટે યોગ્ય નથી, અને ટાળવામાં આવે છે. અર્ધ-તકવાદી અભિગમનો અન્ય મુખ્ય ઘટક એ કમ્પ્યુટર હાર્ડવેર અથવા નેટવર્ક્સ અનિવાર્યપણે નિષ્ફળતાનો અનુભવ કરે ત્યારે વિતરિત ચેકપોઇન્ટ પુનઃપ્રારંભ પદ્ધતિઓ પ્રદાન કરવા માટે વિશ્વસનીય સંદેશ પસાર કરવાની પ્રણાલી છે. આ રીતે, જો મોટી ગણતરીનો અમુક ભાગ નિષ્ફળ જાય, તો સમગ્ર રનને છોડી દેવાની જરૂર નથી, પરંતુ છેલ્લા સાચવેલા ચેકપોઇન્ટથી ફરી શરૂ કરી શકાય છે. આ પણ જુઓ ગ્રીડ કમ્પ્યુટિંગ સુપરકમ્પ્યુટિંગનો ઇતિહાસ કોસ્કોસ ગ્રીડ સુપરકમ્પ્યુટર આર્કિટેક્ચર સુપરકમ્પ્યુટર ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ્સ સંદર્ભો સુપરકમ્પ્યુટિંગ ગ્રીડ કમ્પ્યુટિંગ