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Grille de calcul

Dans certains domaines comme la recherche météorologique, où les chercheurs sont sous la contrainte du temps, il y a un besoin pour des ordinateurs plus rapides et plus puissants. Les chercheurs désirent par exemple présenter un modèle climatique fonctionnel avant que la réalité ne prenne le dessus et qu’il ne soit plus possible de réagir par rapport aux résultats des prédictions faites à partir du modèle. Dans cet article, Karl Sarnow, responsable du portail Xplora, nous donne plus de précisions sur le grille de calcul.

Il y a deux façons efficaces de produire de la puissance de calcul :

- utiliser les meilleures composantes matérielles, créer des concepts et des technologies plus innovantes pour mettre en place le meilleur ordinateur possible. Cette approche est triviale et nous pouvons lire chaque jour des articles sur les superordinateurs tous les jours. L’inconvénient de cette approche est le besoin d’un logiciel spécial fonctionnant sur ces superordinateurs, qui doit, en outre, être reconçu à chaque nouveau concept du matériel.

- utiliser des ordinateurs ordinaires, qui seront en retard face au développement mais qui sont disponibles en grand nombre et additionner ensuite les ordinateurs de faible puissance. Cette approche est simple et utilise des ressources bien connues. Le pouvoir des ordinateurs naît en utilisant le principe du « diviser pour régner », qui subdivise un grand problème en plusieurs petits problèmes et les attribue à plusieurs ordinateurs. Après avoir trouvé les solutions à ces petits problèmes, ces premières sont renvoyées à une machine centrale pour reconstruire la solution intégrale à partir des différentes solutions. L’idée derrière ce concept s’appelle le « traitement parallèle ».

Dans des conditions normales, les ordinateurs parallèles sont mis sur pied à un endroit, ce qui permet d’avoir accès à plusieurs ordinateurs et d’atteindre les unités du superordinateur faites des centaines d’unités centrales.

L’étape ultérieure est le concept, dans lequel tous les ordinateurs du monde contribuent à la solution principale. Ils reçoivent des problèmes à partir d’une machine centrale, qui, en définitive génère des résultats informatiques à partir des solutions individuelles des petits ordinateurs situés partout dans le monde. La distribution des problèmes à plusieurs PC dans le monde entier aussi bien que la collecte des résultats, sont gérées via Internet. Afin que les propriétaires des ordinateurs individuels contribuent volontairement à la constitution de la base informatique, l’intégration dans le traitement informatique parallèle de masse est gérée par un programme spécial d’économiseur d’écran, ce qui active l’unité centrale, laquelle contribue au traitement informatique mondial, quand l’utilisateur n’est pas actif. Cette variante du traitement parallèle s’appelle le « grille de calcul ».

À quoi peut servir le grille de calcul ?
Les problèmes à résoudre avec le grille de calcul sont ceux qui peuvent être subdivisés en plusieurs sous-tâches comme par exemple les problèmes de prédiction climatique où un grand nombre de paramètres influencent la prédiction d’un modèle climatique. Toute influence des paramètres peut être ensuite donnée à une unité centrale quelque part dans le monde, ce qui consommerait normalement de l’énergie et ne rien permettre d’autre que faire fonctionner un économiseur d’écran. Dans un environnement de grille de calcul, cet ordinateur serait utilisé pour le calcul d’un résultat partiel, qui doit être renvoyé à l’ordinateur en grille de supervision pour le calcul du résultat final.
À part les calculs climatiques, d’autres solutions hautement parallèles s’appliquent également à la recherche médicale, où un nombre élevé de combinaisons de groupes moléculaires peuvent être combinés pour obtenir un effet thérapeutique. En cas d’épidémie, la solution la plus rapide pour un médicament efficace peut sauver la vie à des millions de gens.

Comment ça marche ?
Le problème principal sur lequel l’ordinateur en grille travaille, est contrôlé par le programme répartiteur, qui envoie les problèmes et reçoit les solutions. C’est un ordinateur ordinaire, qui doit avoir une certaine puissance informatique, dans la mesure où il doit alimenter les millions d’ordinateurs non utilisés sur le Web dans un délai raisonnable. Sinon, les « machines affamées et grignotantes » feront ce que l’informatique de grille essaie d’éviter : consommer de l’énergie sans produire de résultats. C’est la responsabilité de la compagnie qui héberge la grille de répartir les vrais problèmes au bon moment. Pour les utilisateurs, il est important d’avoir un environnement sécurisé et digne de confiance, pour éviter que les logiciels espions, des virus et d’autres vermines ne soient insérés dans l’environnement de la grille.

Comment participer ?
L’un des systèmes en grille les plus connus est hébergé par IBM et est utilisé dans la prévision climatique comme dans la recherche pharmaceutique. Les chercheurs peuvent se faire inscrire pour insérer leur problème dans l’environnement de le grille de calcul et recevoir des résultats déjà assemblés provenant de la machine en grille elle-même. Pour prévenir la mauvaise utilisation de l’environnement en grille, les chercheurs doivent négocier avec la société répartitrice de la grille, dans ce cas-ci IBM. D’autres environnements en grille devraient se développer, distribuant leurs propres écrans de veille en grille, demandant l’aide de la communauté Internet. Il est important pour les deux parties, les chercheurs sollicitant le potentiel de la grille et les clients offrant la puissance informatique, de s’assurer qu’aucune opération illégale ou non désirée ne soit autorisée.

Les clients, qui voudraient offrir leur temps de passivité à la communauté en grille, peuvent s’inscrire sur le site Web de le grille de calcul d'IBM. Après l’inscription, qui s’assure qu’il n’y a pas de mauvaise utilisation de la part du client, le propriétaire d’un ordinateur peut télécharger un programme d’écran de veille, qui communique avec l’ordinateur répartiteur. Les programmes d’écran de veille sont disponibles pour des ordinateurs fonctionnant sous Windows, Linux et Mac. Après une installation réussie, le programme commence à contacter l’ordinateur répartiteur d’IBM. Un fichier journal est généré à propos du processus de communication lui-même et du progrès du calcul.

Aperçu nécessaire
Afin de promouvoir l’idée de l’environnement de le grille de calcul, IBM a lancé un site Web avec simulation d’un processus de répartition en grille. Ce site Web permet à l’utilisateur de travailler comme un répartiteur, pendant que des événements aléatoires sont injectés dans le système des nouvelles des simulations. Selon ces événements, le joueur doit définir ses priorités de répartition. La simulation réagit, en prenant en considération les priorités choisies. Selon cette approche, les utilisateurs peuvent apprécier autant le travail de le grille de calcul que l’importance de trouver des décisions dans le processus de répartition.

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