सुपर कंप्यूटर आधुनिक विज्ञान का एक अनिवार्य हिस्सा हैं। संख्याओं की गणना करके और ऐसी गणनाएँ निष्पादित करके जिन्हें पूरा करने में हम मनुष्यों को कई युग लग जाएंगे, वे हमें ऐसे काम करने में मदद करते हैं जो अन्यथा असंभव होगा, जैसे तूफान के उड़ान पथ की भविष्यवाणी करना, परमाणु आपदाओं का अनुकरण करना, या मॉडलिंग करना कि प्रायोगिक दवाएं मानव पर कैसे प्रभाव डाल सकती हैं कोशिकाएं. लेकिन वह कंप्यूटिंग शक्ति एक कीमत पर आती है - वस्तुतः। सुपरकंप्यूटर पर निर्भर अनुसंधान बेहद महंगा है। अनुसंधान संस्थानों के लिए सुपरकंप्यूटर के एक घंटे के उपयोग के लिए $1,000 से अधिक का भुगतान करना और कभी-कभी आवश्यक हार्डवेयर के आधार पर इससे अधिक का भुगतान करना असामान्य बात नहीं है।
अंतर्वस्तु
- जन्म और उफान
- एक नए प्रकार का नागरिक विज्ञान
- टुकड़े टुकड़े करना
लेकिन हाल ही में, बड़े, महंगे सुपरकंप्यूटरों पर भरोसा करने के बजाय, अधिक से अधिक वैज्ञानिक अपनी संख्या-संकट आवश्यकताओं के लिए एक अलग विधि की ओर रुख कर रहे हैं: वितरित सुपरकंप्यूटिंग। आपने शायद इसके बारे में पहले सुना होगा। किसी दिए गए कार्य को करने के लिए एकल, केंद्रीकृत कंप्यूटर पर निर्भर रहने के बजाय, कंप्यूटिंग की यह क्राउडसोर्स शैली आकर्षित करती है स्वयंसेवकों के एक वितरित नेटवर्क से कम्प्यूटेशनल शक्ति, आमतौर पर घरेलू पीसी पर विशेष सॉफ़्टवेयर चलाकर या स्मार्टफोन्स। व्यक्तिगत रूप से, ये स्वयंसेवी कंप्यूटर विशेष रूप से शक्तिशाली नहीं हैं, लेकिन यदि आप उनमें से पर्याप्त को एक साथ जोड़ते हैं, उनकी सामूहिक शक्ति किसी भी केंद्रीकृत सुपर कंप्यूटर की शक्ति को आसानी से ग्रहण कर सकती है - और अक्सर इसके एक अंश के लिए लागत।
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पिछले कुछ वर्षों में इस प्रकार की पीयर-टू-पीयर कंप्यूटिंग परियोजनाओं में कुछ हद तक पुनर्जागरण का अनुभव हुआ है, और जैसे-जैसे हमारे उपकरणों की प्रसंस्करण शक्ति में सुधार जारी है, ऐसा लगता है कि विज्ञान में अगली बड़ी चीज़ हो सकती है स्मार्टफोन आपकी जेब में।
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जन्म और उफान
स्वयंसेवी कंप्यूटिंग की अवधारणा दशकों से चली आ रही है, लेकिन यह 1990 के दशक के अंत तक नहीं थी - जब तक पर्सनल कंप्यूटरों ने बड़ी संख्या में अमेरिकी घरों में अपनी जगह बना ली थी - जिसे वास्तव में लोगों ने पसंद करना शुरू कर दिया था बंद।
1999 में, यूसी बर्कले और स्टैनफोर्ड के शोधकर्ताओं ने दो परियोजनाएं शुरू कीं जिन्हें काफी मीडिया कवरेज और व्यापक रूप से अपनाया गया: SETI@home, जिसने पीसी उपयोगकर्ताओं को रेडियो टेलीस्कोप डेटा का विश्लेषण करने के लिए साइन अप करने और अपने सीपीयू को सूचीबद्ध करने के लिए प्रोत्साहित किया, और फ़ोल्डिंग@होम, जिसने जटिल प्रोटीन को मोड़ने के लिए उस कंप्यूटिंग शक्ति का उपयोग किया।
दोनों परियोजनाएं जनता के बीच जबरदस्त हिट रहीं। SETI@Home ने वास्तव में प्रारंभिक रुचि में इतनी भारी वृद्धि का अनुभव किया कि इसने परियोजना के सर्वरों को अभिभूत कर दिया लगातार दुर्घटनाओं का कारण बना. लेकिन उस जबरदस्त सफलता के बाद, रुचि अंततः कम हो गई, कम हो गई और अंततः परियोजना के रचनाकारों को इस ओर ले गई 20 साल बाद इसे बंद कर दिया.
हालाँकि, फोल्डिंग@होम का वही हश्र नहीं हुआ। लगभग उसी समय जब SETI@home परियोजना बंद हो रही थी, फोल्डिंग@होम को चमकने का अवसर मिला: COVID-19 का प्रकोप. महामारी की चपेट में आने के कुछ ही समय बाद, दस लाख से अधिक नए स्वयंसेवक इस परियोजना में शामिल हुए और प्रभावी ढंग से क्या बनाया यह दुनिया का सबसे तेज़ सुपर कंप्यूटर है - जो शीर्ष 500 पारंपरिक सुपर कंप्यूटरों से भी अधिक शक्तिशाली है संयुक्त. उनका काम सरल था फिर भी कुछ सबसे जटिल बीमारियों को सुलझाने में सहायक था COVID-19: प्रोटीन मोड़ो।
प्रोटीन यह समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं कि, उदाहरण के लिए, एक वायरस मानव प्रतिरक्षा प्रणाली पर कैसे प्रतिक्रिया करता है और उसे दूषित करता है। अपनी मूल अवस्था में, प्रोटीन मुड़े हुए आकार में होते हैं, और उदाहरण के लिए, वे हमारे शरीर की सुरक्षा को बांधने और दबाने के लिए खुलते हैं। उपचार विज्ञान को डिजाइन करने के लिए, वैज्ञानिक प्रोटीन के प्रकट अनुक्रम को देखने के लिए सिमुलेशन चलाते हैं - लेकिन यह एक बहुत ही संसाधन-भारी और समय लेने वाली प्रक्रिया है। यहीं पर फोल्डिंग@होम कदम रखता है। यह न केवल लागत में नाटकीय रूप से कटौती करता है बल्कि कुछ मामलों में महीनों और यहां तक कि वर्षों तक विकास की गति भी बढ़ा देता है।
एक बार जब फोल्डिंग@होम स्वयंसेवक सॉफ़्टवेयर का एक टुकड़ा स्थापित कर लेते हैं, तो उनकी मशीनें एक बड़े कार्य का एक हिस्सा लेती हैं और उन्हें पृष्ठभूमि में संसाधित करती हैं। परिणाम क्लाउड के माध्यम से अनुसंधान समूह की प्रयोगशालाओं में वापस भेज दिए जाते हैं, जहां उनका मिलान और समीक्षा की जाती है।
कई मौकों पर परिणाम अभूतपूर्व रहे हैं। 2021 में, वैज्ञानिक यह पता लगाने में सक्षम थे कि क्यों COVID-19 के वेरिएंट अधिक विनाशकारी थे, इसका श्रेय मुख्य रूप से कंप्यूटिंग शक्ति में फोल्डिंग@होम की वृद्धि को जाता है। इसके अलावा, इसने एक COVID-19 एंटीवायरल दवा के विकास में मदद की, जो अब नैदानिक परीक्षणों की ओर बढ़ रही है। इसके अलावा, फोल्डिंग@होम ने अल्जाइमर, पार्किंसंस और कैंसर जैसी अन्य बीमारियों के लिए भी कई महत्वपूर्ण सफलताएं प्रदान की हैं।
क्राउडसोर्स्ड कंप्यूटिंग के बिना, डॉ. ग्रेगरी आर. बोमन, फोल्डिंग@होम के निदेशक और वाशिंगटन यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन, सेंट लुइस, मिसौरी में एक एसोसिएट प्रोफेसर, कहते हैं, "यह काम होगा क्लाउड पर करोड़ों डॉलर खर्च हुए, जिससे यह हमारे लिए या किसी और के लिए आर्थिक रूप से अव्यवहार्य हो गया।'' उन्होंने आगे कहा, “कंप्यूटिंग शक्ति है गेम-चेंजिंग।"
एक नए प्रकार का नागरिक विज्ञान
दिलचस्प बात यह है कि फोल्डिंग@होम जैसी परियोजनाएं वैज्ञानिकों द्वारा स्मार्टफोन की शक्ति का लाभ उठाने का एकमात्र तरीका नहीं हैं। कभी-कभी कच्ची कंप्यूटिंग शक्ति विशेष रूप से महत्वपूर्ण नहीं होती है, और शोधकर्ताओं को बस एक व्यापक की आवश्यकता होती है सूचना का स्पेक्ट्रम - जानकारी केवल दुनिया भर में फैले हजारों लोग ही एकत्र कर सकते हैं बाँटना।
उदाहरण के लिए, इसी साल मार्च में यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी ने इसे लॉन्च किया था कैमलियट अभियान, जो लोगों के अंदर जीपीएस रिसीवर का रचनात्मक लाभ उठाकर मौसम ऐप्स में सुधार करना चाहता है एंड्रॉयड फ़ोन. आप देखते हैं, जब भी आपका फ़ोन नेविगेशन के लिए उपग्रहों को पिंग करता है, तो वे समय और अपने स्थान के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, और फ़ोन यह गणना करते हैं कि प्रत्येक संदेश को आने में कितना समय लगा, इसके आधार पर वे कहाँ हैं। प्रत्येक सिग्नल में लगने वाला समय वैज्ञानिकों को वायुमंडल के गुणों, जैसे उसमें जल वाष्प की मात्रा, के बारे में बेहतर जानकारी दे सकता है, जो बदले में अधिक सटीक बारिश के पूर्वानुमान की भविष्यवाणी करने में मदद कर सकता है। लेकिन, ईएसए टीम केवल इतने ही स्थानों से यह गतिविधि कर सकती है।
कैमलियट ऐप दुनिया भर के एंड्रॉइड फोन मालिकों को ईएसए की परियोजना में योगदान करने की अनुमति देता है। यह बार-बार लोगों के फोन से उपग्रहों को पिंग करता है और एकत्र किए गए प्रतिक्रिया डेटा को ईएसए बेस पर वापस भेजता है।
कैमालियोट के साथ, ईएसए को अफ्रीका जैसे क्षेत्रों से डेटा इकट्ठा करने की उम्मीद है, जो आयनोस्फेरिक दृष्टिकोण से उच्च रुचि के हैं और जो एजेंसी के दायरे में अच्छी तरह से कवर नहीं हैं। भू-स्थानिक-सीमित केंद्रीकृत तरीके, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी में विज्ञान निदेशालय और कैमलियट अभियान के प्रमुख विसेंट नवारो ने डिजिटल को बताया रुझान.
टुकड़े टुकड़े करना
लेकिन सवाल यह है कि कोई भी अपने डिवाइस की बिजली मुफ्त में क्यों उधार देगा? बढ़े हुए बिजली बिल के अलावा, यह आपके फोन और कंप्यूटर के प्रदर्शन और स्वास्थ्य को भी प्रभावित करता है। लेकिन उन कमियों के साथ भी, जेफरी ब्राइस जैसे कई लोगों के लिए, जो एक साउंड डिजाइनर हैं, जो 2007 से प्रोटीन फोल्डिंग कर रहे हैं, इसका उत्तर काफी सरल है: अच्छा करना।
ब्राइस ने कहा, "मुझे कुछ समय के लिए क्रिप्टोकरेंसी में दिलचस्पी थी," लेकिन फोल्डिंग@होम के लिए उसी हार्डवेयर का उपयोग करना उपकरण का बेहतर, अधिक नैतिक और अधिक परोपकारी उपयोग जैसा लग रहा था।
दूसरों के लिए, यह निष्क्रिय आय का एक स्रोत है। भागीदारी को प्रोत्साहित करने के लिए, कुछ प्रमुख फोल्डिंग@होम समूहों ने दान-आधारित क्रिप्टो समुदायों की स्थापना की है, जो योगदान के आधार पर हर हफ्ते डॉगकोइन जैसी मुद्राएं वितरित करते हैं। कैमलियट, इसी तरह, अपने शीर्ष योगदानकर्ताओं को वाउचर से पुरस्कृत करता है।
कंप्यूटर चिप्स के लगभग हर चीज़ में अपनी जगह बनाने के साथ, CureCoin के संस्थापक जोश स्मिथ, a फोल्डिंग@होम स्वयंसेवकों को पुरस्कृत करने के लिए क्रिप्टोकरेंसी, क्राउडसोर्स्ड विज्ञान के लिए और भी उज्जवल भविष्य की आशा करती है परियोजनाएं. उन्होंने कहा, "अगर हम अपने ऊंचे क्षमता लक्ष्यों को हासिल कर लेते हैं, तो हमारे ग्रह के भविष्य पर इसका प्रभाव कुछ ऐसा होगा जिसे कभी नहीं भुलाया जा सकेगा।"
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