分布式计算鼻祖BOINC：你的电脑也能实现与外星文明“第五次接触”

这是一个利用分布式计算聚合全球联网计算机共同寻找地外文明的科学实验。 在 SETI 平台上贡献个人计算机计算能力的志愿者可以通过运行免费程序来下载和分析来自射电望远镜的外层空间信号数据来加入该项目。 该程序通常在用户的个人计算机上以屏幕保护程序或后台模式运行。 它使用冗余处理器资源，不影响志愿者正常使用计算机。

建立在计算能力之上的科学世界

SETI@home中心平台设立在美国著名高等学府加州大学伯克利分校空间科学实验室，David Anderson教授目前就职于此。 David Anderson从1999年5月17日开始领导SETI@home项目，截止到2004年5月，已经累计进行了近5×10E21次浮点运算，处理了超过13亿个数据单元，吸引了543万用户。 这些用户的电脑已经积累了 243 万年的工作（仅在个人电脑和互联网还不那么普及的年代），分析着积压的海量数据。

这些闲置个人电脑的总计算能力超过了当时世界上任何一台超级计算机的处理能力。 志愿者曾经计算过，当1000多台笔记本电脑连接到高速局域网，在大学的某个角落同时运行SETI@home，就有可能闯入世界超级计算机500强。

SETI@home 是迄今为止最成功的分布式计算试点项目。 它的成功不仅仅体现在有可能找到地外生命，它更大的价值在于它首次证明了大规模网格和分布式计算是现实的、可扩展的和有效的。

SETI理所当然地开始接受引力波验证、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（Folding@home项目）、癌症突破等。前沿的科研项目为他们提供廉价且价值最高的计算能力。

2016年，俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳全额出资1亿美元，由已故英国天体物理学家史蒂芬·霍金发起的大规模搜寻地外智慧生命——突破性聆听计划，也主要由SETI推动。

这里的每一项研究都足以对人类社会的生存产生现实影响。 极具戏剧性的是，实现这一切计算能力的所有前提，竟然散落在世界各地，那些“不值一提”，甚至被其拥有者“遗忘”的个人电脑。

BOINC的诞生

SETI带来的分布式计算性能正在显现，越来越多的项目找SETI需求算力服务。 为了更多地满足这些需求，创造更好的算力体验。 SETI开始迭代升级，2003年，BOINC平台诞生。

主导开发BOINC分布式计算平台的创始人是当时的助理教授David Anderson。 只不过他现在的身份已经成为了BOINC项目的创始人和加州大学伯克利大学空间科学实验室的科学家。

SETI@home，BOINC项目发起人，加州大学伯克利空间科学实验室科学家David Anderson

BOINC（Berkeley Open Infrastructure for Network Computing，伯克利开放网络计算平台）是SETI升级而来的分布式计算平台。 BOINC 的发展之所以非常重要，其中一个原因是为了吸引更多的用户加入到这个有意义的分布式计算项目中。

与SETI接轨，BOINC是聚合共享全球C端用户算力资源的网络玩家，通过众包分发的方式为全球研究人员提供全球大量个人电脑的强大算力和匹配。 BOINC诞生16年来，逐渐在数学、医学、天文、气象等领域积累了实践经验。 平台分布于全球118个国家2017比特币算力突破10E，占全球科学志愿计算项目算力的50%。 它是世界上最早的分布式计算网络，早于包括比特币在内的所有区块链分布式网络。

“当时创建 BOINC 的主要目标是为科学家创造廉价计算能力的来源。” BOINC项目创始人、加州大学伯克利分校空间科学实验室科学家David Anderson介绍了链得得。

使用志愿家用计算机，每个科学实验都可以获得与当时最大的超级计算机相媲美的计算能力。 例如，使用 BOINC 的早期项目之一是来自牛津大学的 Climateprediction.net。 该项目利用 BOINC 的计算能力来预测未来 100 年的全球气候变化。 由于缺乏计算能力，该项目以前从未这样做过。

误入云计算战场的“野蛮人”

软银创始人孙正义回顾过去30年。 在互联网技术行业中，三件事至关重要：CPU 计算能力、内存大小和通信速度。 这三件事要好一百万倍，每一个都要好一百万倍。 它对整个人类社会产生了巨大的影响。

2020年，全球将有超过500亿台机器和设​​备相互连接，超过2000亿个联网传感器将产生海量数据。 在此背景下，计算能力将使人工智能成为现实。

大数据应用、物联网、5G、区块链、芯片研发、智能基础设施建设等，都离不开算力规模增长和利用提供的基础支撑。 对于未来有数据处理需求的企业，云计算“新基建”覆盖的基础范围，必然导致前者对后者计算服务的依赖。 因此，云计算服务在过去五年中出现了巨大的业务效率和价值爆炸式增长。 全球几乎所有的科技巨头都没有忽视这一重大布局。

IDC报告显示，全球90%的信息数据都是近几年产生的。 同样在 2020 年，大约 40% 的信息将由云计算服务提供商存储，其中三分之一的数据将是有价值的。 占全球云计算服务51.8%的亚马逊AWS作为全球最大的云服务提供商，为亚马逊向伟大企业转型奠定了最坚实的前提。 微软重拾创新活力，市值重回超越苹果。 最大的变化发生在CEO纳德拉倡导的云服务转型上。 从现有的传统Windows软件服务的城池，资源天平像拔钉子一样，逐渐向Microsoft Azure（云服务）业务转移。 微软正在继续追赶全球计算引擎的目标，提供使用计算处理能力的B端服务。

在中国企业中，阿里云占据亚太云计算市场近20%的份额，直接为阿里巴巴集团的想象力打开了新的窗口。 每当我在机场的巨幅海报上看到阿里云的标语：“为无量价值”。 一切都在那里。

云计算竞争的核心之一就是算力。 谁拥有最强、最稳定、最便宜、最易用的计算服务，谁就能在这场数据圈地运动中占得先机。 因此，所有的云服务提供商都在建设和部署自己的服务器，寻找能源和土地便宜的地区，尽可能地降低算力成本。

与大型互联网科技巨头建设深城的中心化云服务相比，分布式网络在细分领域拥有肉眼可见的空间。 就像边缘计算对云计算的影响一样，BOINC遵循的是一套弯道超车的“分布式思维”。

从虚拟机到长期数据存储，中心化云依赖于高大IDC机房的服务器，这些机房特别“娇贵”，对温度、湿度、静电都有特殊要求。 除了服务器设备、场地、能源、施工等巨额开支外，大量常驻维护人员更是普通企业无法承受的成本。 因此，云计算服务，特别是算力服务，需要收取高额费用，这让大部分企业和技术研究项目望而却步，导致项目进程延误甚至失败。

物美价廉，当收集到志愿者的贡献后，超级计算机的算力就可以精准调配，这是BOINC与生俱来的服务优势。 不久之后，电子消费设备将拥有低功耗和廉价的处理器、传感器和互联网连接，并由 BOINC 平台共享。 云计算非常昂贵，但本地分布式和可用的计算资源就在附近且免费。

从这个意义上说，BOINC可以看作是一种全球跨行业数据交换和协同计算的基础设施，提供新的边缘计算解决方案。

就像人类的历史一样，计算的历史一直是集中化和分散化之间的冲突。 在有大型计算机之前，现在有中央云。 它们由一个组织集中和控制。 从长远来看，分布式方法往往会获胜。

正如曾经站在美国众议院听证会上的扎克伯格，至今仍让许多机构和个人隐私数据的提供者和拥有者感到不安。 核心机密数据安全受制于人，成为很多企业不接受阿里云和腾讯云服务的首要原因。

在思考这些因素的过程中，BOINC 发起人 Anderson 教授的团队开始关注一个想法：如何利用 BOINC 网络以更低的成本提供 AWS（Amazon Cloud Services）的一个子集。 这并不容易，安德森教授向链得得坦言。 因为BOINC主机随时都可能消失，但是有一些算法可以解决这个问题。

“分布式思维”复活

BOINC系统的核心思想是分布式。

分布式思维并非诞生于区块链、边缘计算等热词。 它起源于互联网技术最基本的根本思想，是互联网世界的核心原则之一。

1988年秋天，康奈尔大学一年级研究生罗伯特·莫里斯成功发布了当年引起广泛恐慌和危害的蠕虫“莫里斯蠕虫”，仅使用了99行程序。 但在其感染的高峰期，“蠕虫”做了其他事情。 它感染了数千台机器，所有这些机器同时协同工作。 根据后来的计算，莫里斯的“蠕虫”在其令人印象深刻的短短 48 小时存活期间成为有史以来最强大的并行计算机。 当这种并行性达到顶峰时，它成功地实现了每秒 4000 亿次运算的处理速度，这是目前最昂贵的超级计算机计算速度的两倍。

从某种程度上说，蠕虫病毒是分布式计算的始祖。 在那个互联网肆无忌惮的时代，它以不道德的方式使用“分布式思维”创造了一个峰值计算能力。

据链得得介绍，原深交所副总经理邹胜完成了离开深交所前的最后一项工作，将深交所的数据结构和后台处理方式彻底改造为分布式结构。

新一代交易系统采用基于高速消息总线的分布式大规模并行处理架构。 该架构具有高可用性和强扩展性的特点，与纳斯达克和德意志交易所的主流架构保持一致。 该架构采用开放平台和开源技术。 其基础硬件设备不再需要一台价格过亿的大型主机。 使用廉价的国产普通服务器即可运行，技术成本仅为传统主机封闭平台的三分之一。

由于采用这种分布式架构，深交所新一代交易系统的处理速度明显快于上一代，率先解决了大型零售市场的低延迟交易问题. 即使是远离深交所系统的西北地区用户，也获得了网络处理速度的巨大提升。

BOINC的由来与区块链思维

我们不知道中本聪在创建比特币网络时是否将 BOINC 作为 POW 共识机制的思想来源。 仅按时间顺序，2003年开始在网络技术圈流行起来的BOINC平台，在分布式计算思路和算力贡献激励方面，与2008年11月1日发布的比特币白皮书有很多一致性系统。

BOINC 和区块链都由分布式计算机网络组成，两者都具有大量的计算能力。 不同的是，区块链是完全去中心化的，采用P2P通信。 在 BOINC 中，虽然计算是分布式的，但控制不是。 志愿者获得的“工作”从中央服务器（由项目运营）发送，结果返回到这些服务器。 所有通信都是从客户端到服务器的。

“但这种联系（BOINC 和区块链）将会扩大。”

BOINC 项目的创始人安德森教授正在推动 BOINC 的进一步发展。 在他看来，BOINC 是一个聚合计算资源的通用框架。 目前工作是中心化调度的，他计划将BOINC改造为去中心化通信、计算、存储的P2P网络。 在这种情况下，在 BOINC 网络中分发计算任务（使用智能合约完成）并记录所有交易信息的区块链非常适合这种场景。

另外，由于区块链和BOINC都拥有大量的算力。 然后人们可以拥有一个基于 BOINC 计算的带有工作证明的区块链分类账。 在这种情况下，网络可以奖励贡献者。

与区块链行业对网络奖励的追求相反，自比特币POW共识机制诞生以来，因算力行为导致的资源浪费、算力闲置、空耗等质疑声层出不穷“矿业”。 2017年8月，BCH以扩容为由对BTC进行分叉，强大的各方依托算力控制建立了独立的利益结构； 2018年，由于BCH本身的分叉，爆发了算力大战，大量调用了其他币种的算力。 维护城市利益的努力成为当时货币市场继续触底反弹的诱因之一； 2019年，国家发改委发布《产业结构调整指导目录（征求意见稿）》，将虚拟货币挖矿活动列为淘汰落后产能系列活动。 此前，包括四川、云南、新疆、内蒙古等矿业大市在内的政府政策逐步出清虚拟货币矿场。 算力作为维系行业系统运行和价值交换的基础设施，面临赋能、业务低效、功能单一、收益收窄、监管政策五类威胁。

在目前主流的基于或部分基于POW共识机制的公链中，算力的强弱时刻影响着整个网络的存亡和交易价格的平衡。 一方面，这样的算力权威促进了行业的扩张和发展。 另一方面，由于利益格局的变化，“算力大战”随时可能爆发，从而将行业和用户胁迫成为炮灰的牺牲品。 目前区块链主流算力体系中的算力大致分为三个层次：（1）大型矿池联盟和大型矿机厂商集团； （2）拥有大型IDC中心的互联网巨头和大型科技公司； (3) 主流区块链公司和分散的挖矿社区。

2018年初，舆论短时间聚焦一个问题。 比特大陆矿业联盟是否接近或具备对BTC网络发起51%“双花”攻击的能力？ 不管发起攻击的成本是否使攻击本身成为现实，即使不是，在经典的去中心化网络中，由于算力霸权的形成本身就破坏了分布的基本共识。关于互联网的存在。 以BTC扩容为借口，基于算力霸权的利益分叉诞生了BCH，包括后来的BCH分叉，证实了一个利益导向明确的群体很容易滑入道德中心化的计算深渊。权力战争。

由于区块链行业“挖矿”的兴起，算力的概念和作用得到进一步普及。 很多区块链分布式网络的声音来自矿业，但不仅如此。 一个合理的游戏网络首先需要几个基准利益相关者的参与。

想象一个可能：如果有一个社区，可以通过贡献算力获得挖矿收益，也可以将这些算力导入到实体经济和科学研究中。 用于“挖矿”的算力不允许闲置和消耗，可以有效激励社区贡献者。 那么会有什么效果呢？

似乎也指出了区块链现实结合实体产业的一个商业化方向：共享算力商业化和超算应用。

“边缘”的闲置算力也可以在实体中变现

目前，全球约有 40 个科学项目正在使用 BOINC。 整个网络包含超过 150,000 名志愿者和 650,000 台计算机。 这些计算机产生30“PetaFLOPS”的计算能力，即每秒30亿次浮点运算，与世界排名第二的超级计算机不相上下。 如果算上SETI之前运行的Folding@home项目的算力，社区所有志愿者的算力大于任何一台超级计算机。

据路透社7月30日报道，位于加州的初创公司CSCNT Inc.（加州超级计算网络技术公司）正与加州大学伯克利分校签署协议，决定合作开发基于闲置计算资源的云计算。 服务软件系统。 计划对BOINC系统进行升级，引入区块链技术和代币经济模型。 该项目被称为“BOINC Hashpower Earth Project”。

BOINC平台创始人、加州大学伯克利分校著名网格计算科学家David Anderson教授将主导“BOINC计算地球计划”的部分研发工作。

BOINC作为一个计算平台，为志愿者提供统一的客户端程序。 这个客户端本身并不进行实际的计算工作，只是提供管理功能。 志愿者在BOINC平台加入计算项目后，客户端程序会自动下载新的任务单元，并调用对应项目的计算程序进行计算。 如果它参与多个项目，它会根据用户的设置自动在项目之间分配计算资源。 计算完成后，会自动上传计算结果，同时获取新的计算单位。

“一切都由 BOINC 自动完成。” BOINC项目创始人安德森教授告诉链得得。

BOINC 定期与项目服务器通信以获取作业、下载程序和输入文件，以及为完成的作业上传输出文件。 它在后台以低优先级运行作业，因此志愿者用户不会注意到任何事情。 它会在志愿者用户不使用 GPU 时调动它们。 志愿者可以根据需要配置 BOINC 功能，例如，通过限制其使用的磁盘空间或内存量。

总的来说，BOINC 可以被认为是一个系统（1）在没有用户关注的情况下尽可能多地使用计算机的能力（计算、存储、网络带宽）； (2) 多个竞争项目之间公平分配资源； (3)准确计算每个项目使用的资源量。

广泛闲置算力的“变现”是BOINC贴近商业需求的一个特点。 利用低成本、高算力的分布式共享方式，让冗余、无效、分散的算力集中在物理支撑的价值上。 成立十五年过去了，全社会对算力的需求在科研领域远非饥渴。 虽然BOINC的初衷是支持科学计算，但其需要拓展的商业和产业价值空间显然超出了初衷。 任何形式的大规模分布式计算都可以得到显着提升，例如人工智能、物联网训练和计算负载。

纵观人工智能的众多子领域，最有前途的形式被认为是“深度学习”。 它涉及使用数据来训练神经网络，随着数据量和网络规模的增长，这将占用大量计算资源。

“当你添加自动化网络拓扑设计的目标时，我认为这是一个非常适合 BOINC 的大任务。” 安德森说，人工智能中的许多方法都涉及模仿动物行为的“受生物学启发”的算法。 进化和植物行为。 整个地区都处于起步阶段，而 BOINC 可以帮助它成长。

共享系统的三种激励驱动力：兴趣、感受和收益

如上所述，BOINC 可以在志愿者授权下使用其 GPU 管理程序。 因此，在过去的几年里，人们一直在使用 BOINC 来挖比特币。 安德森教授对此并不排斥，反而加深了对Tokenlization这一区块链诞生以来最具创新性的发明的理解和兴趣。

“在加密货币的概念中，工作量证明机制（POW共识）是一种有用的计算。例如科学研究，而不是无意义的哈希函数。已经有Gridcoin积分激励机制。我认为这是一种很好的方式奖励志愿者（支付电费的人）并吸引新的志愿者。这可以将志愿者基数增加 100 或 1000 倍，创造一种可以彻底改变许多科学领域的新型计算能力。” 安德森显然看到了扩大社区的实际方向。

同时拥有积分实际价值输出、商业落地变现渠道、海量C端用户基础、全球社区共享流通、易操作、低门槛的算力贡献渠道，去中心化社区自主运行，易于激发潜力的社区扩张 BOINC自然具备了所有通证系统转型的基础条件。

曾在国内风靡一时的迅雷网讯科技推出面向个人用户的共享计算智能硬件万客云，也以类似的思路进行了实践。 当时，借助万科云，迅雷期待无数个人用户共享家中闲置的带宽、计算、存储等资源，最终转型为共享计算服务。 万客云一度被抢购一空，其众筹份额在十天内以100倍的超额认购顺利结束。 作为万科云系统中的流通代币，当时场外交易中的链克价格一发不可收拾地暴涨，最终惊动了监管部门的询问和关注，并被消声。 不过，这件事并没有浇灭国内区块链创业者对共享计算和共享CDN服务的巨大热情，反而打开了一扇应用思路的窗口。

虽然它们在分布式计算和盘活闲置资源的逻辑上是一致的，但BOINC在很多方面自然与万科云不同。 首先，万客云本质上是个人云盘，不具备GPU的计算能力。 共享带宽存储的目标不同于BOINC的算力整合应用。 同时，BOINC作为软件终端服务，并非硬件销售，在参与门槛、交互性、可操作性、灵活性和基础成本等方面具有更高的扩展性和体验性。 其次，当时链克的价值和用途都比较窄，共享带宽。 用户在提供共享存储和帮助运行计算任务后，获得链克奖励，可兑换爱奇艺限定会员和星云平台云服务。 现有案例中，BOINC已支持百余例科研项目落地，可直接对接商业项目的高性价比计算服务。 其代币使用场景和共识广度具有优势。

最后，BOINC拥有十多年的国际社区运营，在全球拥有数百万的关联用户。 没有中心化的业务运营主体和管理者，作为线上终端产品，没有地理上唯一的用户归属地，中国市场的用户空间尚未开发。

据BOINC STATS 2009年统计，BOINC在中国大陆的使用率处于较低的位置。 在台湾和香港，人均贡献率更高。 得分最高的国家是美国。

为了鼓励和回馈做出贡献的志愿者，BOINC的积分制度由来已久。

因为可以在BOINC平台上运行的项目差异很大，比如项目A的任务单元在某台机器上需要3个小时才能完成，而项目B的计算包在这台机器上需要30个小时才能完成，或者项目A本身任务包的完成时间有一定的浮动范围。 显然，用任务单元数来衡量用户贡献的计算量已经行不通了； 同样，机器性能也存在差异，以完成任务单元所需的CPU时间来衡量工作量。 数量也不够。

作为通用计算平台，BOINC平台的积分系统必须通过一定的算法才能更准确地记录用户实际完成的计算量。

对此，安德森教授告诉链得得，“我们在信用体系上下了很大功夫，基本上就是记录你做了多少次浮点运算。 我们必须让它适用于 GPU 和 CPU，我们必须让它防止欺骗。”

为确保积分正常运作，安德森教授的团队正在为奖励积分创建用例，以确保价格稳定。 在这方面，在 BOINC 上开发 AWS（Amazon Cloud Services）风格的服务，让客户使用积分购买网络服务是一个很好的方式。 这项研究的试水已经在进行中。

另外，BOINC社区的很多用户在激励原则上并不关心积分交易的价值。 他们更被科学情怀的启发所吸引。 早期参与 BOINC 网络的志愿者大多是来自北美和欧洲顶尖大学的学生。

“这样的基本用户结构决定了大部分用户并不看重价格，更多的是被科学目标所驱动，比如通过提供自己的算力直接支持BOINC平台上的抗癌药物或引力波研究等。”成就感是无法形容的。” 安德森教授的自豪之情溢于言表。

从外表上寻找智能生命，到改变人类迫切面临的各种问题。 BOINC的故事起源于科幻电影中的幻想。 由于每个人控制的备用计算能力有限，这一愿景变得无限可能。

从商业的角度来看，在区块链、AI、云计算这边2017比特币算力突破10E，一场原始的“边缘”革命可能已经在走向革命的路上。

从使命来看，渴望利用计算能力攻克艾滋病、癌症、疟疾、气候变化等重大问题的科研实践不断生根发芽。 （本文由钛媒体作者/李飞帆独家发布）