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BOINC白皮书正式发布 五大视角解读区块链

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关键词:BOINC 区块链 算力

    2019 年 8 月,全球最大志愿计算平台 BOINC 的商业体“BOINC 算力地球”正式推出白皮书。作为比特币诞生之前,全球最早、最知名、用户量最大的分布式计算网络,BOINC近期的每一步动作都牵动行业神经。

    本次 BOINC 商业体“BOINC 算力地球”,初期依旧以扩大公益计算算力为目标。BOINC 算力地球项目主要参与者介绍,“持续为科研项目提供算力支持的同时,BOINC 算力地球团队会在高性能集群计算、AI计算、云渲染方面做更多研究和投入,巩固并发挥在分布式计算领域的传统技术优势,进一步加强集群计算管理,更好承接边缘计算商用市场的到来。”

    BOINC 算力地球的愿景在于,以算力为基础资源的世界中,构筑一套稳定、高效、可供全人类志愿接入的廉价算力服务网络。

    一个愿景:做算力世界的廉价服务网络

    数字化与智能化转型势不可挡。以国家层面的信用体系为例,信用基础的建立是一项极其庞大的工程。其中涵盖了各大银行、金融机构,征信部门及数据库系统等,需要投入大量人力物力。新数字时代的核心是算力、算法和数据,算力无疑是基础。在新数字世界当中,计算是原力。但这也对支撑算力供给的网络提出了巨大挑战。

    BOINC,全称Berkeley Open Infrastructure for Network Computing(伯克利开放式网络计算平台)诞生于 2002 年,是比特币诞生之前,全球最早、最知名、用户量最大的分布式计算网络。

    BOINC 前身为 SETI@home 计划,该计划创造性地利用“分布式计算”聚合全球个人电脑闲置算力,用以分析射电望远镜中的巨量数据来搜寻地外文明信号。而这一全球分布式计算网络也被认为是比特币分布式网络最初的灵感来源。

    目前,全球大约40个科学项目正在使用BOINC。整个网络包含超过4,000,000名志愿者和650,000台计算机。这些计算机每秒产生30 PetaFLOPS(即每秒30亿次浮点运算)的计算能力,与世界上排名第五的超级计算机相当。

    BOINC旨在将全球各地大量个人设备的强大算力提供给有运行计算密集型应用的研究者,优化计算资源配置效率的同时推动人类科学的进步。

    初期目标:将科研计算的算力提升三倍

    公开资料显示,诞生17年至今,BOINC 已陆续在数学、医学、天文学、气象学等领域落地应用。BOINC 平台已遍布于全世界118个国家。服务的项目包括引力波验证、艾滋病生理原理和药物研究(FightAIDS@home)、粒子加速器设计(DPAD项目)、蛋白质内部结构研究(Rosetta@home项目)、癌症攻破等需要巨量数据解析的尖端科研项目,为它们提供廉价且顶尖的算力。

    科学计算网络的扩大有助于树立 BOINC 的公益愿景,BOINC 算力地球将扩大 BOINC 原有的志愿计算网络,继续为全世界学术机构致力于人类进步的科研项目提供计算资源支持。

    BOINC 算力地球的初期目标是将 BOINC 科研计算的算力提升至100 PetaFLOPS (现有算力规模的三倍)。在 BOINC 全网算力超过 100 PetaFLOPS 后,BOINC 算力地球将利用超额算力提供商业计算服务。在未来,随着 BOINC 网络算力及分布式云计算服务的进一步发展,BOINC 算力地球将与 BOINC 科研社区开展包括但不限于算力捐赠等形式的更加深入的合作。

    四大技术:解决传统分布式计算顽疾

    尽管传统分布式计算虽然是缓解网络传输压力、提高网络整体效率的优秀解决方案,但其目前主要应用仍局限于特定领域的大型科学计算。

    针对过去 BOINC 在分布式计算领域所面临的应用场景有限、分布区域失衡、缺乏激励机制等问题,BOINC 算力地球基于 BOINC 在过去17年的技术和生态积累,将 BOINC 的用户群和网络规模扩展到新的水平,同时探索分布式算力的商业应用。通过引入代币经济,并将 BOINC 与区块链、Serverless 计算等新兴技术相结合,BOINC 算力地球以打造下一代分布式云计算基础设施为愿景。

    1、架构成熟的分布式计算中间件

    BOINC 服务于分布式计算的软件架构已经高度成熟,其客户端,账户管理系统及服务器彼此分离的设计使得计算任务的加入及管理,计算资源的分配高效而可控。其分割、分发计算任务,与计算数据保护的机制也得以在保证计算效率的同时保护数据隐私。此外 BOINC 拥有适配全系统(PC, Linux, iOS, android等)的客户端使得不同类型的设备可以方便接入到其网络中贡献算力。

    BOINC 是一个标准化的计算平台,对志愿者来说,它提供了一个统一的客户端程序。在志愿者加入了 BOINC 平台上的计算项目后,客户端程序将自动下载新的任务单元,并调用相应项目的计算程序进行计算;如果参加了多个项目,它将自动在各个项目间按用户的设定来调配计算资源,在计算完成时,它将自动上传将计算结果上传,并同时取得新的计算单元。

    2、BOINC 算力地球区块链

    此外,BOINC 算力地球团队将开发以 BOINC 网络算力作为共识的区块链为分布式算力确权。BOINC 算力地球区块链网络采用价值算力证明 PoVC(Proof of Valuable Computing)的共识机制。节点通过在网络上抵押的权益来竞争生成区块的权利并获得代币奖励。但与常用的代币抵押不同,BOINC 算力地球网络上抵押的是节点的算力贡献。价值算力证明 PoVC 的共识机制能够在避免资源浪费的情况下实现高效的能源利用效率与区块链账本的安全。

    3、分布式 AI 训练解决方案

    BOINC 算力地球将会在BOINC基础上集成由阿里云科学计算团队研发的分布式计算框架 Mars 以适应分布式 AI 训练的场景要求。一方面,Mars 在科学计算库中相比 Numpy 有很好的计算性能提升;另一方面,Mars 的计算框架集成了分布式计算执行的技术,无论是单机多 GPU 运行还是多机运行。

    4、Serverless计算

    借助容器技术,BOINC 算力地球团队将在BOINC现有基础上搭建基于区块链的Serverless 计算框架,使开发者可以实现快速和简易的应用开发而无需担心IT基础设施的兼容性,方便后续的业务逻辑优化与服务容量扩容。通过将BOINC与区块链及 Serveless 技术相结合,云计算服务的成本相比中心化将降低最高70% 。

    四项业务:完善商业模式

    COP 是算力地球区块链的原生加密货币。COP 代币将作为价值算力流通的计价单位以及 Serverless 计算等商业计算服务的支付手段,为终端用户的算力贡献提供可流通、可交易的经济激励,同时也会被用于支付 BOINC 算力地球区块链网络内的交易费用。

    在 BOINC 算力地球网络中,代币的分发主要在完成基于实际场景的计算任务以及维护算力地球区块链共识两个环节产生。当基于 BOINC 的云计算平台上线后,企业客户使用 COP 代币支付 Serverless 计算,分布式 AI 训练等云计算服务时,代币将被即时销毁。

    COP 代币在算力地球区块链中的具体业务主要分为四类:

    1、志愿算力请求节点。通常为需要计算能力的科研机构。

    2、商业算力请求节点。通常为需要计算能力或使用平台 Serverless 服务的企业或个人。

    3、算力贡献节点。为 BOINC 网络提供闲置算力的志愿者个人设备。

    4、网络区块生成节点。PoVC 共识决定了区块生成节点来自于算力贡献节点,具备持续为网络贡献算力能力的节点将竞争参与 BOINC 算力地球区块链网络的区块生成权。

    社区超400万用户 遵循集体共识治理

    作为分布式计算领域最被人熟知的开源项目之一。自2002年至今,围绕BOINC 形成了以开发者为核心,以科研项目为节点,联通全球各地域及团队志愿者的多层次社区架构,遵循集体共识进行治理。BOINC 的代码库在 Github 上开源,由项目创始人 David Anderson 及 BOINC 社区共同维护。BOINC 社区聚集了世界各地的 IT 行业从业者,开源系统贡献者与科研爱好者,在分布式计算领域拥有广泛的认可度及影响力。当前BOINC生态系统内有近40个项目,超过100,000个团队,构成了一个拥有超过400万志愿者的庞大社区。

    BOINC 社区的核心是7个人的项目治理委员会(Project Management Committee),委员会成员经由社区共识产生,负责 BOINC 社区的重大决策。此外,BOINC 有近20人的核心开发者对 Github 上的开源代码库做出了关键贡献。

    核心开发者通过自己贡献代码以及指导贡献者来帮助他们成为更有效的贡献者,从而促进软件开发过程。只有核心开发者才能将拉取请求合并到主分支中,核心开发者在共识流程中拥有投票权,因为它涉及提议的设计更改和拉取请求的审核。

    每个核心开发者都将在 BOINC 项目的一个或多个“区域”上工作。同时,根据核心开发者的区域,可以为他们提供一个或多个特定权限。

    BOINC 算力地球白皮书指出,BOINC 算力地球也将培育由区块链爱好者、开发者、科学或商业机构研究人员、数据分析师,企业家及一切致力于 BOINC 及算力地球生态成长的个人和团体组成的社区。在未来的数字领域,这个社区可能是更加庞大全球算力生态系统。顶尖算力不仅覆盖于特定领域的尖端科学项目,同时也能普惠到企业、社区乃至个人。新世界的算力之战已然打响,未来如何,拭目以待。


    (审核编辑: KEEP)