Страница:
«Существенно как раз то, что преобладающая ценность в обычной сети перемещается от одной категории к другой по мере расширения сети. Обусловлен ли рост постепенным добавлением потребителей или прозрачностью взаимосвязей, степень расширения такова, чтобы поддержать новые категории „захватчиков рынка“, а значит, новые конкурентные игры.
Подобный, обусловленный расширением ценностный сдвиг можно наблюдать в истории Интернета. Поначалу пользование Интернетом диктовалось его ролью как сети оконечных устройств (терминалов), предоставляющей многочисленным терминалам выборочный доступ к небольшому числу дорогостоящих главных узлов (хостов) с разделением времени. По мере роста Интернета его ценность и использование все больше сосредоточивались на парном обмене электронными сообщениями, файлами и так далее, возрастая в соответствии с законом Меткафа. А с началом 1990-х годов в Интернете стал преобладать поток данных между телеконференциями и веб-узлами, рассылок и так далее, возрастающий в соответствии с экспоненциальным законом для GFN. Хотя преобладавшие прежде функции не утратили своей ценности и не пошли на убыль по мере роста Интернета, ценность и использование услуг, определяемые ставшими преобладающими законами соответствия, росли существенно быстрее. Поэтому многие виды контактов и сотрудничества, проводившихся вне Интернета, оказались поглощенными ширящимися функциями Интернета, ставшего новой сферой соперничества.
Какие же из перемен, происходящих в Сети по мере изменения ее масштаба, можно считать существенными? В сети с преобладанием линейного роста ценности подключаемости, голова всему — информационное наполнение (контент). Иначе говоря, такие сети располагают малым количеством источников (или производителей) формации, выбираемых пользователями. Источники сражаются за пользователей, исходя из ценности своего информационного наполнения (предлагаемых рассказов, снимков, потребительских товаров). Там, где царствует закон Меткафа, во главе угла оказываются контакты. Материал, которым обмениваются при контактах, может быть самым разнообразным: электронная или речевая почта, деньги, ценные бумаги, осуществляемые по договору услуги или что-то еще. Там же, где царствует закон GFN, главенствует совместно создаваемая ценность (наподобие специализированных конференций, совместных ответов на запросы, молвы и т. д.) [72].
Рид полагает, что между рассматриваемым Фукуямой видом общественного капитала и тем, как люди используют Интернет в качестве группообразующей сети, существует прямая связь. Эта связь объясняет, почему невнятные технические и правовые доводы относительно сквозного принципа и регулирования беспроводной связи могут иметь последствия для всех нас. Если инновационная общая собственность останется открытой и впредь, «рог изобилия общей собственности» сулит выгоду многим. Или же те, кто вложил капитал в существующие инфраструктуры и корпорации, сумеют огородить общую собственность и сохранить за собой право на новшества, технически отрешив от него будущих новаторов. Первое сражение уже состоялось вокруг Napster. Победили устоявшиеся интересы, вызвав у новаторов желание создать общую интеллектуальную собственность, которую нельзя будет «закрыть».
«Рог изобилия общей собственности» обусловлен законом Рида, помноженным на закон Мура. Мое путешествие в мир пиринговых адхократии, сочетающих мощь вычислений со способностью к росту у интерактивных социальных сетей, началось достаточно неожиданно, когда мне довелось наблюдать за поиском жизни в космосе.
ГЛАВА 3
Кори Доктороу [ 1]
Развивающиеся технологии (РТ), черви и Зиллы
Впервые я столкнулся с пиринговой адхократией в одну из ночей 1999 года на работе у приятеля из Сан-Франциско. Была четверть первого в разгар эры интернет-компаний, когда для всего персонала наступал «колдовской час»*.
* Последний час перед закрытием биржи, когда резко увеличиваются объемы торговли и усиливается неустойчивость конъюнктуры. Приходится на третьи пятницы марта, июня, сентября и декабря, когда истекают сроки большинства фьючерских и опционных контрактов (на индексы и отдельные акции).
Я не мог не заметить, что экраны редких свободных ПК в блочном питомнике компьютерных фанатов словно бы переговаривались между собой. Яркие красочные изображения кружили на десятках мониторов.
Заметив мое удивление, приятель объяснил, что компьютеры связываются друг с другом. При простое ПК объединяются с другими компьютерами со всего света для участия в любительском совместном предприятии под названием SETI@home — своего рода рассредоточенной в Сети суперЭВМ.
«Что же они считают?» — спросил я.
«Они заняты поиском внеземных посланий», — ответил он.
Он не шутил.
Совместные вычисления, известные также как «распределенные» или «равноправные» («пиринговые», р2р), существовали уже многие годы, когда Napster навлек на себя гнев звукозаписывающей индустрии, найдя новое применение объединенным в сеть компьютерам. Если Napster позволял пользователям обмениваться музыкой, предоставляя друг другу память своих компьютеров — место на диске, то сообщества любителей распределенных вычислений предоставляли циклы вычислений центрального процессора (ЦП), выступающие единицей его производительности. Циклы ЦП, в отличие от дискового пространства, позволяют производить вычисления, что в итоге дает возможность осуществлять анализ, моделирование, счет, отсев, распознавание, визуализацию, прогнозирование, связь и управление. К весне 2000 года миллионы людей, участвующих в проекте SETI@home, предоставили процессоры своих ПК для «перемалывания» радиоастрономических данных [2]. Делали они это добровольно, полагая, что поиск жизни в космосе — это «клевая штука». А возможно, их просто завораживало сотрудничество подобного размаха, в чем я убедился, когда узнал, что все компьютеры на работе моего приятеля составляли часть команды, соревнующейся и сотрудничающей с другими питомниками компьютерных фанатов по всему миру, внося свою лепту в совместные вычисления.
В своем путешествии по миру р2р не упускайте из виду, что большая часть пиринговой технологии создавалась ради собственного удовольствия, подобно тому как ПК и Всемирная паутина впервые возникли в среде любителей-энтузиаcтов. Дельцы стремятся забыть, что создание подобных технологий было бы немыслимо, если бы не бескорыстное сотрудничество. Ведь рисковый капитал никогда бы не почтил своим вниманием Всемирную паутину, если бы миллионы людей не завели там свои странички, поскольку это было «клевое дело» (то есть если бы их создатели не могли завоевать таким образом авторитет среди равных себе) и поскольку таким образом при ограниченном сотрудничестве можно было создавать ресурсы, полезные всем. Таким же образом хакеры старой закалки ловили кайф, когда видели, что предоставленные ими во всеобщее пользование программы возвращались к ним усовершенствованными.
Сила пиринговой методологии заключена в человеческом, а не машинном факторе, запечатленном в чувстве, которым преисполнены энтузиасты вроде Доктороу. Хотя самого Доктороу еще не было на свете, когда системные администраторы стали получать по почте магнитную пленку, подписанную «С любовью, Кен», он был преисполнен тем же духом, который подвиг к созданию Unix, Интернета и Всемирной паутины. Люди не просто участвовали в р2р — они веровали в р2р. «Железо» и программное обеспечение сделали возможной саму пиринговую технологию, но ее мощь покоится на коллективных действиях огромного числа людей. Подобно Кори и другие становятся приверженцами такого рода технически обеспечиваемого сотрудничества. Тем, кто создал Всемирную паутину, а еще раньше — Интернет и ПК, было ведомо подобное чувство. Это то, что писатель Роберт Райт называет «не-нулевостью», — присущая исключительно человеку приятная возможность сделать то, что обогатило бы всех; своего рода игра, где никому не приходится проигрывать ради выигрыша всех [3].
Сегодня миллионы людей и их ПК уже заняты не только поиском посланий из космоса и обменом музыкой, но и исследованием раковых клеток, отысканием простых чисел, созданием фильмов, прогнозом погоды, разработкой синтетических лекарств, моделированием миллионов всевозможных молекул — решением столь громадных вычислительных задач, которые и не снились прежде ученым.
Распределенные вычисления используют преимущества огромного и долгое время остававшегося невостребованным силового источника [4]. Это своего рода нежданный подарок технического прогресса. В определенном смысле это сэкономленная энергия, подобная сбереженной при создании более совершенных электроприборов и возведении зданий с улучшенной теплоизоляцией. Производительность вычислений можно повысить без создания новых компьютеров, задействовав нерачительно используемый прежде ресурс — разницу в быстроте счета человека и машины.
При печатании со скоростью два знака в секунду мы используем ничтожную часть мощи своей машины. В течение этой секунды большинство ПК способно одновременно производить сотни миллионов сложений. ЭВМ 1960-х годов с распределением времени располагали такой возможностью. Сейчас же миллионы ПК по всему миру, в тысячи раз мощнее мейнфреймов, соединяются между собой через Интернет. По мере расширения сети участвующих в интерактиве ПК и увеличения их мощности, а также скорости обмена информацией между ними, растет как снежный ком их общая производительность, что наверняка приведет к качественным изменениям в пользовании самими компьютерами.
Пиринговые коллективы, повсеместная компьютеризация, социальные сети и мобильная связь взаимно усиливают свое действие: теперь не только миллионы людей соединяют свои общественные сети через устройства мобильной связи, но и микросхемы процессоров внутри этих мобильных устройств уже в состоянии общаться с оборудованными радиосвязью микросхемами, встраиваемыми в окружающую обстановку. Можно представить социальные последствия, когда 1500 людей, пересекающих перекресток Сибуя при каждом переключении светофора, станут временным сосредоточием распределенной вычислительной мощи.
Летом 2000 года я решил навестить Дэвида П. Андерсона, технического зачинателя проекта по поиску внеземного разума SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). Увидев на двери надпись «Добро пожаловать всем тварям», я понял, что не прогадал. Космологическая лаборатория (Space Sciences Laboratory) Калифорнийского университета на Берклийских холмах так и остается нервным центром крупнейшего в мире предприятия по организации совместных вычислений.
Поиск внеземного разума (SETI) — частным образом финансируемое научное исследование внеземных радиосигналов в поисках посланий от инопланетных цивилизаций. Свыше двух миллионов добровольцев со всего света предоставили время ЦП своих ПК при их простое для обработки сигналов, принимаемых радиотелескопом в Пуэрто-Рико. Сам телескоп ежедневно выдает около 50 млн байтов информации, которую Не в состоянии обработать одни серверы SETI. И здесь на помощь приходят совместные вычисления. Участники проекта SETI@home устанавливают клиентское ПО (программу, загружаемую пользователями из Сети и запускаемую ими на своем компьютере; программа-клиент автоматически связывается с центральной «серверной» ЭВМ в Беркли). Клиентское ПО загружает небольшой объем данных от радиотелескопа и обрабатывает их, выискивая сигналы, которые могли бы указывать на разумную жизнь. По завершении задачи программа пересылает полученные результаты в штаб-квартиру проекта SETI@home и забирает новую порцию оцифрованных космических сигналов для последующего поиска. При обращении пользователя ПК к своей машине клиентская программа SETI@home переходит в «спящий» режим, «пробуждаясь», когда тот отлучается на время.
День выдался солнечный, так что мы с Андерсоном уселись на террасе вне стен Космологической лаборатории. Калифорнийские холмы летом порыжели. До нас доносился запах эвкалиптового леса, я мог любоваться заливом Сан-Франциско. Если бы я работал в этом здании, то проводил бы все встречи на террасе. Андерсон, высокий, темноволосый, поджарый, под стать бегуну на длинные дистанции, отвечает на вопросы не сразу, его слог можно назвать чеканным.
Я спросил его, как начался проект SETI@home. «В 1995 году, — вспоминает Андерсон, — я общался с бывшим выпускником Калифорнийского университета в Беркли по имени Дэвид Геди. Находясь под впечатлением от просмотра документального фильма о посадке на Луну космического аппарата „Apollo“, события, позволившего всем живущим на Земле ощутить свою причастность к совершенному человечеством прорыву, Геди задался вопросом: какой современный проект мог бы оказать подобное действие? И ему пришла мысль воспользоваться повальным увлечением Интернетом и программой SETI, направив их в одно русло».
В середине 1990-х клиентские программы SETI@home были выложены в Сеть для свободного скачивания. «Что тут началось! — рассказывает Андерсон. — Мы рассчитывали, что, если откликнется хотя бы 100 тысяч человек со всего света, овчинка стоит выделки. Через неделю в нашем распоряжении было 200 тысяч добровольцев, а через четыре-пять месяцев их число перевалило за миллион; сейчас преодолен двухмиллионный рубеж».
Хотя распределенные вычисления своей известностью обязаны SETI@home, это была далеко не первая попытка объединить компьютеры в сеть, где они могли бы сотрудничать. В начале 1980-х годов я пытался заглянуть в будущее, роясь в библиотеке Центра научных исследований в Пало-Альто 1 (ЦНИПА) компании Xerox. Наиболее любопытными оказались научные отчеты Центра. Один из документов, написанный достаточно простым языком, имел интригующий заголовок: «Заметки по поводу программ-"червей" — кое-что из раннего опыта работы с распределенными вычислениями» («Notes on the 'Worm' Programs — Some Early Experience with a Distributed Computation»); авторами значились Джон Ф. Шох и Джон Хапп [5]. Это был отчет об опытах с вычислительной программой, «крадущейся» по локальной сети от машины к машине в поисках простаивающих ЦП для использования их вычислительной мощи и затем, после того как машины вновь включались в работу, возвращающейся на «базу» с полученными результатами.
Меня заинтересовало признание авторов, что их подвиг на это один научно-фантастический роман 1975 года: «В своей книге „Оседлавший волну шока“ (The Shockwave Rider) Джон Брайнер придумал некую всемогущую программу-"червь", беспрепятственно гуляющую по сети ЭВМ, довольно пугающее зрелище, но при нынешних наших возможностях такое вряд ли достижимо. Однако исходная мысль весьма заманчива: программа или вычисление, способные переходить от машины к машине, управляя по мере надобности ресурсами и размножаясь при необходимости» [6].
Понадобилась пара десятков лет, чтобы скорости соединяющих ЭВМ линий связи и мощности самих ЭВМ хватило для создания пригодных для практических нужд распределенных вычислений. В 1985 году Майрон Ливни предложил использовать рабочие станции для рассредоточенной работы [7]. Через несколько лет Ричард Крандалл, ныне заслуженный деятель науки (Distinguished Scientist) компании Apple, начал поиск огромных простых чисел на объединенных в сеть компьютерах NeXT.
«Однажды в конструкторском бюро NeXT, — вспоминал Крандалл в телефонном разговоре со мной в 2000 году, — глядя на простаивающие там компьютеры, я подумал, что машинам непозволительно спать. Я установил программу, позволившую производить вычисления при простое компьютеров и объединять их усилия в сети, и назвал ее Годзиллой (Godzilla). Однако этому воспротивилась компания, обладавшая правами на имя «Годзилла». Поэтому мы переименовали ее в Зиллу (Zilla)».
Крандалл хотел заняться поиском больших простых чисел. С двумя сотрудниками после невиданных прежде вычислений ему удалось ответить на вопрос, является ли 24-е число Ферма, состоящее из пяти миллионов цифр, простым [8]. «Это потребовало 100 квадриллионов машинных операций, — с гордостью сообщает Крандалл. — Примерно такое же количество вычислений понадобилось киностудии Pixar при создании мультипликационного фильма с компьютерной анимацией Bug's Life (в российском прокате — «Приключения Флика»). При такой вычислительной мощи можно снять полнометражную картину или определить, простое число или нет». В теории чисел, заверил он, многие идеи интересовали лишь математиков своего времени, но затем оказывалось, что они важны при решении задач, появившихся спустя столетия. Позже я узнал, что интерес Крандалла к простым числам привел его к изобретению защищенного патентом алгоритма, используемого компанией Apple для шифрования [9].
Классический пример задачи с огромным объемом вычислений — машинное моделирование погоды. При всей его технической сложности моделирование погоды выступает важным инструментом в жарких политических спорах относительно глобального потепления и иных вызванных деятельностью человека климатических изменений. Майлс Аллен из Эпплтонской лаборатории Резерфорда (Rutherford Appleton Laboratory) в Чилтоне, Англия, предложил использовать распределенные вычисления для моделирования погоды [10]. Аллен решил апеллировать к гражданскому чувству посетителей своего веб-узла: «Данный эксперимент представляет собой совершенно новый вид прогноза погоды: нечеткое прогнозирование, отражающее всевозможные риски и вероятности, а не „единственно верный“ прогноз. И для этого у нас нет других вычислительных ресурсов. Так что, если вы счастливый обладатель мощного ПК, просьба поспособствовать принятию верных решений с учетом происходящих климатических изменений». На призыв Аллена за две недели откликнулось 15 тысяч человек.
На своем веб-узле Аллен с коллегами так разъясняют свои цели и подход:
«Прогнозирование климатических изменений осуществляется посредством сложных машинных моделей океана и атмосферы Земли. Возникающие при этом неопределенности обусловлены взаимодействием различных физических процессов, протекающих на разных уровнях (от молекулярного до планетарного). Единственный систематический подход к оценке будущих климатических изменений связан с обсчетом сотен тысяч имеющихся климатических моделей со слегка измененными входными физическими данными, чтобы учесть имеющиеся неопределенности. Данный прием, известный как сборный (ансамблевый) прогноз, требует огромных вычислительных мощностей, выходящих далеко за пределы имеющихся нынче ресурсов самых современных суперЭВМ. Единственный приемлемый выход — обращение к распределенным вычислениям тысяч обычных ПК, каждый из которых решает пусть небольшую, но ключевую часть этой глобальной задачи!»
Тех, кого не заботят огромные простые числа или жизнь в космосе, возможно, привлечет сверхсложная задача современной медицины. Создание новых синтетических лекарств от различных заболеваний, включая СПИД и рак, требует трехмерного моделирования процессов подгонки или укладки сложных молекул. При моделировании всевозможных молекул с учетом огромного числа принимаемых ими форм выделение пригодных для фармакологии молекул происходит недопустимо медленно. Множество добровольных и коммерческих предприятии, занятых организацией распределенных вычислений, направляют усилия на «рациональную разработку лекарств».
Инициатор проекта SETI@home Дэвид Андерсон стал главным технологом коммерческого предприятия United Devices, с помощью тотализатора поощряющего тех, кто присоединяется к его инициативе и предоставляет вычислительные циклы своих ЦП корпорациям и научно-исследовательским организациям [11]. Производитель микропроцессоров Intel субсидирует «филантропическую пиринговую» программу. United Devices совместно с Оксфордским университетом дает возможность предоставлять пользователям ПК вычислительную мощь их ЦП для расчета формулы лекарства против лейкемии на основе университетской базы данных, состоящей из 250 миллионов молекул-претендентов [12]. Первая суперЭВМ компании Intel стоимостью 40-50 млн долларов, построенная в 1990-х годах для Сандийской национальной лаборатории (Sandia National Laboratories), являющейся научно-исследовательским центром Управления энергетических исследований США, имела производительность 1 терафлоп (триллион операций с плавающей точкой в секунду), тогда как виртуальная суперЭВМ в United Devices достигает производительности в 50 терафлоп «почти даром» [13]. В 2002 году с помощью 1,35 млн пользователей ПК, присоединившихся к инициативе United Devices, Оксфордскому университету удалось исследовать 3,5 млн химических соединений, способных бороться с сибирской язвой, получив формулы 300 тысяч новых лекарственных препаратов. «Мы смогли проверить всю базу данных чуть ли не за четыре недели вместо долгих лет, — заметил один из исследователей. — Опираясь на столь обширную базу данных, нам удалось получить лекарственные соединения, которые и не снились фармацевтическим компаниям» [14].
К 2002 году был запущен целый ряд проектов распределенных вычислений. Вот далеко не полный перечень:
• Entropia (http://www.entropia.com). Коммерческое предприятие, наподобие United Devices, предоставляет вычислительные мощности для медико-биологических исследований и более насущных задач, например финансовых и бухгалтерских расчетов.
• Folderol (http://www.folderol.com). Привлекает данные генома человека и добровольцев для проведения важных с медицинской точки зрения расчетов.
•Distributed.net (http://www.distributed.net). Создатель этого проекта Дэвид Макнетт говорит, что начинался проект как «добровольное объединение фанатов, собравшихся в 1997 году для взлома одного из шифров, разработанных компанией RSA». Этой виртуальной суперЭВМ удалось справиться с задачей дешифровки; теперь она занимается определением пригодности предлагаемых схем электронной торговли и обеспечением тайны личной жизни и национальной безопасности.
• Folding@home (http://www.folding@home.org). Проект Стэнфордского университета, посвященный изучению строения белка и повышению эффективности лечения различных заболеваний. В марте 2002 года известная поисковая машина Google объединила клиентскую программу проекта Folding@home с собственным средством поиска, рассылаемым ею миллионам пользователей [15].
• SaferMarkets (http://www.safermarkets.org). Занимается поиском причин колебаний конъюнктуры фондовой биржи («Вы и ваш ПК помогут стабилизации глобальной экономики»).
• Evolution@home (http://www.evolutionary-research.org), занимается поиском генетических причин вымирания биологических видов.
Распределенные вычисления — лишь один пример того, как пиринговые схемы могут собирать ресурсы для создания общественных благ. Дисковое пространство — еще один ресурс, которым можно совместно пользоваться посредством Сети. Однако совместное использование файлов касается не величины компьютерного дискового пространства, которое может составить р2р-память, а общественных мер, позволяющих членам р2р-сообщества совместно предоставлять информацию и делиться ею. Napster, пожалуй, самый известный случай р2р-схемы совместного доступа к содержимому дисков пользователей, оспаривающей устоявшиеся представления об интеллектуальной собственности и правомерность существующей коммерческой индустрии звукозаписи.
Сила пиринговой технологии
История «захватчиков рынка» — прикладных программ, превращающих невостребованные технологии в мощную индустрию — составляет главный миф культуры Силиконовой долины. ПК оставался забавой компьютерных фанатов и заядлых игроков, пока электронная таблица не превратила его орудие предпринимательства [16]. Электронная почта и Всемирная паутина были «захватчиками рынка» Интернета. Napster же стал «захватчиком рынка», показавшим миру потрясающий потенциал р2р-технологий. Когда миллионы учащихся колледжей стали обмениваться музыкальными файлами в новом цифровом записывающем формате МРЗ, они напрягли до предела пропускную способность обширных университетских подключений к Интернету, насторожили заинтересованные круги существующей индустрии интеллектуальной собственности, почувствовавших угрозу своему благосостоянию, и показали, что молодежь способна породить изменяющую мир пиринговую адхократию.
Подобный, обусловленный расширением ценностный сдвиг можно наблюдать в истории Интернета. Поначалу пользование Интернетом диктовалось его ролью как сети оконечных устройств (терминалов), предоставляющей многочисленным терминалам выборочный доступ к небольшому числу дорогостоящих главных узлов (хостов) с разделением времени. По мере роста Интернета его ценность и использование все больше сосредоточивались на парном обмене электронными сообщениями, файлами и так далее, возрастая в соответствии с законом Меткафа. А с началом 1990-х годов в Интернете стал преобладать поток данных между телеконференциями и веб-узлами, рассылок и так далее, возрастающий в соответствии с экспоненциальным законом для GFN. Хотя преобладавшие прежде функции не утратили своей ценности и не пошли на убыль по мере роста Интернета, ценность и использование услуг, определяемые ставшими преобладающими законами соответствия, росли существенно быстрее. Поэтому многие виды контактов и сотрудничества, проводившихся вне Интернета, оказались поглощенными ширящимися функциями Интернета, ставшего новой сферой соперничества.
Какие же из перемен, происходящих в Сети по мере изменения ее масштаба, можно считать существенными? В сети с преобладанием линейного роста ценности подключаемости, голова всему — информационное наполнение (контент). Иначе говоря, такие сети располагают малым количеством источников (или производителей) формации, выбираемых пользователями. Источники сражаются за пользователей, исходя из ценности своего информационного наполнения (предлагаемых рассказов, снимков, потребительских товаров). Там, где царствует закон Меткафа, во главе угла оказываются контакты. Материал, которым обмениваются при контактах, может быть самым разнообразным: электронная или речевая почта, деньги, ценные бумаги, осуществляемые по договору услуги или что-то еще. Там же, где царствует закон GFN, главенствует совместно создаваемая ценность (наподобие специализированных конференций, совместных ответов на запросы, молвы и т. д.) [72].
Рид полагает, что между рассматриваемым Фукуямой видом общественного капитала и тем, как люди используют Интернет в качестве группообразующей сети, существует прямая связь. Эта связь объясняет, почему невнятные технические и правовые доводы относительно сквозного принципа и регулирования беспроводной связи могут иметь последствия для всех нас. Если инновационная общая собственность останется открытой и впредь, «рог изобилия общей собственности» сулит выгоду многим. Или же те, кто вложил капитал в существующие инфраструктуры и корпорации, сумеют огородить общую собственность и сохранить за собой право на новшества, технически отрешив от него будущих новаторов. Первое сражение уже состоялось вокруг Napster. Победили устоявшиеся интересы, вызвав у новаторов желание создать общую интеллектуальную собственность, которую нельзя будет «закрыть».
«Рог изобилия общей собственности» обусловлен законом Рида, помноженным на закон Мура. Мое путешествие в мир пиринговых адхократии, сочетающих мощь вычислений со способностью к росту у интерактивных социальных сетей, началось достаточно неожиданно, когда мне довелось наблюдать за поиском жизни в космосе.
ГЛАВА 3
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ГОСУДАРСТВА И «РОЕВЫЕ» СУПЕРЭВМ
Пиринговые сети состоят из персональных компьютеров, объединенных пользовательскими подключениями к Интернету, где каждый узел предстает квантовой областью неопределенности, переходя в автономный режим всякий раз, когда владелец выключает свой переносной ПК, запихивая его в заплечный мешок… Пиринговые сети не принадлежат никакому централизованному органу, никакой централизованный орган не может распоряжаться ими, запрещать или распускать их. Компании и фирмы могут лишь разрабатывать и выпускать программное обеспечение для пиринговых сетей, но возникающие сети одновременно всеобщая и ничья собственность.
Сказочная инфраструктура этих сетей образует таинственную n-мерную топологию невиданной красоты и беспорядочности; на их просторах адхократии, чьи члены действуют из лучших побуждений, устраивают сумасшедшие технические обвалы.
Короче говоря, пиринговая технология чертовски завлекательна. Она таинственна, неудержима, она просто клевая.
Кори Доктороу [ 1]
Развивающиеся технологии (РТ), черви и Зиллы
Впервые я столкнулся с пиринговой адхократией в одну из ночей 1999 года на работе у приятеля из Сан-Франциско. Была четверть первого в разгар эры интернет-компаний, когда для всего персонала наступал «колдовской час»*.
* Последний час перед закрытием биржи, когда резко увеличиваются объемы торговли и усиливается неустойчивость конъюнктуры. Приходится на третьи пятницы марта, июня, сентября и декабря, когда истекают сроки большинства фьючерских и опционных контрактов (на индексы и отдельные акции).
Я не мог не заметить, что экраны редких свободных ПК в блочном питомнике компьютерных фанатов словно бы переговаривались между собой. Яркие красочные изображения кружили на десятках мониторов.
Заметив мое удивление, приятель объяснил, что компьютеры связываются друг с другом. При простое ПК объединяются с другими компьютерами со всего света для участия в любительском совместном предприятии под названием SETI@home — своего рода рассредоточенной в Сети суперЭВМ.
«Что же они считают?» — спросил я.
«Они заняты поиском внеземных посланий», — ответил он.
Он не шутил.
Совместные вычисления, известные также как «распределенные» или «равноправные» («пиринговые», р2р), существовали уже многие годы, когда Napster навлек на себя гнев звукозаписывающей индустрии, найдя новое применение объединенным в сеть компьютерам. Если Napster позволял пользователям обмениваться музыкой, предоставляя друг другу память своих компьютеров — место на диске, то сообщества любителей распределенных вычислений предоставляли циклы вычислений центрального процессора (ЦП), выступающие единицей его производительности. Циклы ЦП, в отличие от дискового пространства, позволяют производить вычисления, что в итоге дает возможность осуществлять анализ, моделирование, счет, отсев, распознавание, визуализацию, прогнозирование, связь и управление. К весне 2000 года миллионы людей, участвующих в проекте SETI@home, предоставили процессоры своих ПК для «перемалывания» радиоастрономических данных [2]. Делали они это добровольно, полагая, что поиск жизни в космосе — это «клевая штука». А возможно, их просто завораживало сотрудничество подобного размаха, в чем я убедился, когда узнал, что все компьютеры на работе моего приятеля составляли часть команды, соревнующейся и сотрудничающей с другими питомниками компьютерных фанатов по всему миру, внося свою лепту в совместные вычисления.
В своем путешествии по миру р2р не упускайте из виду, что большая часть пиринговой технологии создавалась ради собственного удовольствия, подобно тому как ПК и Всемирная паутина впервые возникли в среде любителей-энтузиаcтов. Дельцы стремятся забыть, что создание подобных технологий было бы немыслимо, если бы не бескорыстное сотрудничество. Ведь рисковый капитал никогда бы не почтил своим вниманием Всемирную паутину, если бы миллионы людей не завели там свои странички, поскольку это было «клевое дело» (то есть если бы их создатели не могли завоевать таким образом авторитет среди равных себе) и поскольку таким образом при ограниченном сотрудничестве можно было создавать ресурсы, полезные всем. Таким же образом хакеры старой закалки ловили кайф, когда видели, что предоставленные ими во всеобщее пользование программы возвращались к ним усовершенствованными.
Сила пиринговой методологии заключена в человеческом, а не машинном факторе, запечатленном в чувстве, которым преисполнены энтузиасты вроде Доктороу. Хотя самого Доктороу еще не было на свете, когда системные администраторы стали получать по почте магнитную пленку, подписанную «С любовью, Кен», он был преисполнен тем же духом, который подвиг к созданию Unix, Интернета и Всемирной паутины. Люди не просто участвовали в р2р — они веровали в р2р. «Железо» и программное обеспечение сделали возможной саму пиринговую технологию, но ее мощь покоится на коллективных действиях огромного числа людей. Подобно Кори и другие становятся приверженцами такого рода технически обеспечиваемого сотрудничества. Тем, кто создал Всемирную паутину, а еще раньше — Интернет и ПК, было ведомо подобное чувство. Это то, что писатель Роберт Райт называет «не-нулевостью», — присущая исключительно человеку приятная возможность сделать то, что обогатило бы всех; своего рода игра, где никому не приходится проигрывать ради выигрыша всех [3].
Сегодня миллионы людей и их ПК уже заняты не только поиском посланий из космоса и обменом музыкой, но и исследованием раковых клеток, отысканием простых чисел, созданием фильмов, прогнозом погоды, разработкой синтетических лекарств, моделированием миллионов всевозможных молекул — решением столь громадных вычислительных задач, которые и не снились прежде ученым.
Распределенные вычисления используют преимущества огромного и долгое время остававшегося невостребованным силового источника [4]. Это своего рода нежданный подарок технического прогресса. В определенном смысле это сэкономленная энергия, подобная сбереженной при создании более совершенных электроприборов и возведении зданий с улучшенной теплоизоляцией. Производительность вычислений можно повысить без создания новых компьютеров, задействовав нерачительно используемый прежде ресурс — разницу в быстроте счета человека и машины.
При печатании со скоростью два знака в секунду мы используем ничтожную часть мощи своей машины. В течение этой секунды большинство ПК способно одновременно производить сотни миллионов сложений. ЭВМ 1960-х годов с распределением времени располагали такой возможностью. Сейчас же миллионы ПК по всему миру, в тысячи раз мощнее мейнфреймов, соединяются между собой через Интернет. По мере расширения сети участвующих в интерактиве ПК и увеличения их мощности, а также скорости обмена информацией между ними, растет как снежный ком их общая производительность, что наверняка приведет к качественным изменениям в пользовании самими компьютерами.
Пиринговые коллективы, повсеместная компьютеризация, социальные сети и мобильная связь взаимно усиливают свое действие: теперь не только миллионы людей соединяют свои общественные сети через устройства мобильной связи, но и микросхемы процессоров внутри этих мобильных устройств уже в состоянии общаться с оборудованными радиосвязью микросхемами, встраиваемыми в окружающую обстановку. Можно представить социальные последствия, когда 1500 людей, пересекающих перекресток Сибуя при каждом переключении светофора, станут временным сосредоточием распределенной вычислительной мощи.
Летом 2000 года я решил навестить Дэвида П. Андерсона, технического зачинателя проекта по поиску внеземного разума SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). Увидев на двери надпись «Добро пожаловать всем тварям», я понял, что не прогадал. Космологическая лаборатория (Space Sciences Laboratory) Калифорнийского университета на Берклийских холмах так и остается нервным центром крупнейшего в мире предприятия по организации совместных вычислений.
Поиск внеземного разума (SETI) — частным образом финансируемое научное исследование внеземных радиосигналов в поисках посланий от инопланетных цивилизаций. Свыше двух миллионов добровольцев со всего света предоставили время ЦП своих ПК при их простое для обработки сигналов, принимаемых радиотелескопом в Пуэрто-Рико. Сам телескоп ежедневно выдает около 50 млн байтов информации, которую Не в состоянии обработать одни серверы SETI. И здесь на помощь приходят совместные вычисления. Участники проекта SETI@home устанавливают клиентское ПО (программу, загружаемую пользователями из Сети и запускаемую ими на своем компьютере; программа-клиент автоматически связывается с центральной «серверной» ЭВМ в Беркли). Клиентское ПО загружает небольшой объем данных от радиотелескопа и обрабатывает их, выискивая сигналы, которые могли бы указывать на разумную жизнь. По завершении задачи программа пересылает полученные результаты в штаб-квартиру проекта SETI@home и забирает новую порцию оцифрованных космических сигналов для последующего поиска. При обращении пользователя ПК к своей машине клиентская программа SETI@home переходит в «спящий» режим, «пробуждаясь», когда тот отлучается на время.
День выдался солнечный, так что мы с Андерсоном уселись на террасе вне стен Космологической лаборатории. Калифорнийские холмы летом порыжели. До нас доносился запах эвкалиптового леса, я мог любоваться заливом Сан-Франциско. Если бы я работал в этом здании, то проводил бы все встречи на террасе. Андерсон, высокий, темноволосый, поджарый, под стать бегуну на длинные дистанции, отвечает на вопросы не сразу, его слог можно назвать чеканным.
Я спросил его, как начался проект SETI@home. «В 1995 году, — вспоминает Андерсон, — я общался с бывшим выпускником Калифорнийского университета в Беркли по имени Дэвид Геди. Находясь под впечатлением от просмотра документального фильма о посадке на Луну космического аппарата „Apollo“, события, позволившего всем живущим на Земле ощутить свою причастность к совершенному человечеством прорыву, Геди задался вопросом: какой современный проект мог бы оказать подобное действие? И ему пришла мысль воспользоваться повальным увлечением Интернетом и программой SETI, направив их в одно русло».
В середине 1990-х клиентские программы SETI@home были выложены в Сеть для свободного скачивания. «Что тут началось! — рассказывает Андерсон. — Мы рассчитывали, что, если откликнется хотя бы 100 тысяч человек со всего света, овчинка стоит выделки. Через неделю в нашем распоряжении было 200 тысяч добровольцев, а через четыре-пять месяцев их число перевалило за миллион; сейчас преодолен двухмиллионный рубеж».
Хотя распределенные вычисления своей известностью обязаны SETI@home, это была далеко не первая попытка объединить компьютеры в сеть, где они могли бы сотрудничать. В начале 1980-х годов я пытался заглянуть в будущее, роясь в библиотеке Центра научных исследований в Пало-Альто 1 (ЦНИПА) компании Xerox. Наиболее любопытными оказались научные отчеты Центра. Один из документов, написанный достаточно простым языком, имел интригующий заголовок: «Заметки по поводу программ-"червей" — кое-что из раннего опыта работы с распределенными вычислениями» («Notes on the 'Worm' Programs — Some Early Experience with a Distributed Computation»); авторами значились Джон Ф. Шох и Джон Хапп [5]. Это был отчет об опытах с вычислительной программой, «крадущейся» по локальной сети от машины к машине в поисках простаивающих ЦП для использования их вычислительной мощи и затем, после того как машины вновь включались в работу, возвращающейся на «базу» с полученными результатами.
Меня заинтересовало признание авторов, что их подвиг на это один научно-фантастический роман 1975 года: «В своей книге „Оседлавший волну шока“ (The Shockwave Rider) Джон Брайнер придумал некую всемогущую программу-"червь", беспрепятственно гуляющую по сети ЭВМ, довольно пугающее зрелище, но при нынешних наших возможностях такое вряд ли достижимо. Однако исходная мысль весьма заманчива: программа или вычисление, способные переходить от машины к машине, управляя по мере надобности ресурсами и размножаясь при необходимости» [6].
Понадобилась пара десятков лет, чтобы скорости соединяющих ЭВМ линий связи и мощности самих ЭВМ хватило для создания пригодных для практических нужд распределенных вычислений. В 1985 году Майрон Ливни предложил использовать рабочие станции для рассредоточенной работы [7]. Через несколько лет Ричард Крандалл, ныне заслуженный деятель науки (Distinguished Scientist) компании Apple, начал поиск огромных простых чисел на объединенных в сеть компьютерах NeXT.
«Однажды в конструкторском бюро NeXT, — вспоминал Крандалл в телефонном разговоре со мной в 2000 году, — глядя на простаивающие там компьютеры, я подумал, что машинам непозволительно спать. Я установил программу, позволившую производить вычисления при простое компьютеров и объединять их усилия в сети, и назвал ее Годзиллой (Godzilla). Однако этому воспротивилась компания, обладавшая правами на имя «Годзилла». Поэтому мы переименовали ее в Зиллу (Zilla)».
Крандалл хотел заняться поиском больших простых чисел. С двумя сотрудниками после невиданных прежде вычислений ему удалось ответить на вопрос, является ли 24-е число Ферма, состоящее из пяти миллионов цифр, простым [8]. «Это потребовало 100 квадриллионов машинных операций, — с гордостью сообщает Крандалл. — Примерно такое же количество вычислений понадобилось киностудии Pixar при создании мультипликационного фильма с компьютерной анимацией Bug's Life (в российском прокате — «Приключения Флика»). При такой вычислительной мощи можно снять полнометражную картину или определить, простое число или нет». В теории чисел, заверил он, многие идеи интересовали лишь математиков своего времени, но затем оказывалось, что они важны при решении задач, появившихся спустя столетия. Позже я узнал, что интерес Крандалла к простым числам привел его к изобретению защищенного патентом алгоритма, используемого компанией Apple для шифрования [9].
Классический пример задачи с огромным объемом вычислений — машинное моделирование погоды. При всей его технической сложности моделирование погоды выступает важным инструментом в жарких политических спорах относительно глобального потепления и иных вызванных деятельностью человека климатических изменений. Майлс Аллен из Эпплтонской лаборатории Резерфорда (Rutherford Appleton Laboratory) в Чилтоне, Англия, предложил использовать распределенные вычисления для моделирования погоды [10]. Аллен решил апеллировать к гражданскому чувству посетителей своего веб-узла: «Данный эксперимент представляет собой совершенно новый вид прогноза погоды: нечеткое прогнозирование, отражающее всевозможные риски и вероятности, а не „единственно верный“ прогноз. И для этого у нас нет других вычислительных ресурсов. Так что, если вы счастливый обладатель мощного ПК, просьба поспособствовать принятию верных решений с учетом происходящих климатических изменений». На призыв Аллена за две недели откликнулось 15 тысяч человек.
На своем веб-узле Аллен с коллегами так разъясняют свои цели и подход:
«Прогнозирование климатических изменений осуществляется посредством сложных машинных моделей океана и атмосферы Земли. Возникающие при этом неопределенности обусловлены взаимодействием различных физических процессов, протекающих на разных уровнях (от молекулярного до планетарного). Единственный систематический подход к оценке будущих климатических изменений связан с обсчетом сотен тысяч имеющихся климатических моделей со слегка измененными входными физическими данными, чтобы учесть имеющиеся неопределенности. Данный прием, известный как сборный (ансамблевый) прогноз, требует огромных вычислительных мощностей, выходящих далеко за пределы имеющихся нынче ресурсов самых современных суперЭВМ. Единственный приемлемый выход — обращение к распределенным вычислениям тысяч обычных ПК, каждый из которых решает пусть небольшую, но ключевую часть этой глобальной задачи!»
Тех, кого не заботят огромные простые числа или жизнь в космосе, возможно, привлечет сверхсложная задача современной медицины. Создание новых синтетических лекарств от различных заболеваний, включая СПИД и рак, требует трехмерного моделирования процессов подгонки или укладки сложных молекул. При моделировании всевозможных молекул с учетом огромного числа принимаемых ими форм выделение пригодных для фармакологии молекул происходит недопустимо медленно. Множество добровольных и коммерческих предприятии, занятых организацией распределенных вычислений, направляют усилия на «рациональную разработку лекарств».
Инициатор проекта SETI@home Дэвид Андерсон стал главным технологом коммерческого предприятия United Devices, с помощью тотализатора поощряющего тех, кто присоединяется к его инициативе и предоставляет вычислительные циклы своих ЦП корпорациям и научно-исследовательским организациям [11]. Производитель микропроцессоров Intel субсидирует «филантропическую пиринговую» программу. United Devices совместно с Оксфордским университетом дает возможность предоставлять пользователям ПК вычислительную мощь их ЦП для расчета формулы лекарства против лейкемии на основе университетской базы данных, состоящей из 250 миллионов молекул-претендентов [12]. Первая суперЭВМ компании Intel стоимостью 40-50 млн долларов, построенная в 1990-х годах для Сандийской национальной лаборатории (Sandia National Laboratories), являющейся научно-исследовательским центром Управления энергетических исследований США, имела производительность 1 терафлоп (триллион операций с плавающей точкой в секунду), тогда как виртуальная суперЭВМ в United Devices достигает производительности в 50 терафлоп «почти даром» [13]. В 2002 году с помощью 1,35 млн пользователей ПК, присоединившихся к инициативе United Devices, Оксфордскому университету удалось исследовать 3,5 млн химических соединений, способных бороться с сибирской язвой, получив формулы 300 тысяч новых лекарственных препаратов. «Мы смогли проверить всю базу данных чуть ли не за четыре недели вместо долгих лет, — заметил один из исследователей. — Опираясь на столь обширную базу данных, нам удалось получить лекарственные соединения, которые и не снились фармацевтическим компаниям» [14].
К 2002 году был запущен целый ряд проектов распределенных вычислений. Вот далеко не полный перечень:
• Entropia (
• Folderol (
•
• Folding@home (
• SaferMarkets (
• Evolution@home (
Распределенные вычисления — лишь один пример того, как пиринговые схемы могут собирать ресурсы для создания общественных благ. Дисковое пространство — еще один ресурс, которым можно совместно пользоваться посредством Сети. Однако совместное использование файлов касается не величины компьютерного дискового пространства, которое может составить р2р-память, а общественных мер, позволяющих членам р2р-сообщества совместно предоставлять информацию и делиться ею. Napster, пожалуй, самый известный случай р2р-схемы совместного доступа к содержимому дисков пользователей, оспаривающей устоявшиеся представления об интеллектуальной собственности и правомерность существующей коммерческой индустрии звукозаписи.
Сила пиринговой технологии
История «захватчиков рынка» — прикладных программ, превращающих невостребованные технологии в мощную индустрию — составляет главный миф культуры Силиконовой долины. ПК оставался забавой компьютерных фанатов и заядлых игроков, пока электронная таблица не превратила его орудие предпринимательства [16]. Электронная почта и Всемирная паутина были «захватчиками рынка» Интернета. Napster же стал «захватчиком рынка», показавшим миру потрясающий потенциал р2р-технологий. Когда миллионы учащихся колледжей стали обмениваться музыкальными файлами в новом цифровом записывающем формате МРЗ, они напрягли до предела пропускную способность обширных университетских подключений к Интернету, насторожили заинтересованные круги существующей индустрии интеллектуальной собственности, почувствовавших угрозу своему благосостоянию, и показали, что молодежь способна породить изменяющую мир пиринговую адхократию.