05.06.2009 11:10
Ihaldusväärne mänguasi, mis oskab ka super hästi arvutada
Võid kihutada
nagu piloot vormel 1 roolis või unustada end tundideks kolmemõõtmelise
ussimängu maailma. Paljud moodsa mängukonsooli PlayStation 3 omanikud nii teevadki.
Sony, Toshiba ja
IBMi koostöös valminud PlayStation3 peab olema midagi erilist, kui selle müüki
saatis nii tohtu huvi, et poodide ees ootusärevalt telkinud mängufännide vahel
läks mõnel pool isegi kakluseks.
Tartu Ülikooli
matemaatikateaduskonnas on toatäis neid mängusõprade lemmikmasinaid, kuid
miskipärast lülitatakse moodsad mängukonsoolid hoopis ümber Linuxi
operatsioonisüsteemile ning mängimise asemel püütakse hakkama saada keerukate
matemaatiliste probleemidega.
Idee proovida
kolmanda põlvkonna PlayStationite abil teadust teha tõi Saksamaalt Tartusse
järeldoktorantuuri tulnud Ulrich Norbisrath. 2007. aastal tuli ta Tartusse ning
2008. aasta algul oli 16 PlayStationi 3 konsoolist koosnev parv olemas.
Parv, kuigi
matemaatikud isekeskis kasutavad ingliskeelset sõna cluster. Sõna on igatahes
täpne, sest isegi see, kuidas konsoolid laua peale ritta on asetatud, meenutab
parves lendavaid linde.
«Kui tavaarvutis
on üks protsessor ja kaks tuuma, siis PlayStationis on kaheksa tuuma, mis
oskavad super hästi arvutada,» ütleb Toomas Laasik, kel käsil magistritöö,
kuidas mängumasinate abil lahendada hõredate maatriksitega
lineaarvõrrandisüsteeme.
Kisub segaseks?
Laasik toob näite, et kui kujutada ette üht ruumi, mille kütmiseks kasutatakse
radiaatorit, siis selle arvutamiseks, kuidas soe radiaatorist ruumi liigub,
sobib kõige paremini just selline lineaarvõrrandisüsteem.
Matemaatikateaduskonna
hajussüsteemide professor Eero Vainikko lisab veel näiteid ülesannetest, mida
mänguaparaate parves arvutama pannes võiks lahendada. Näiteks saaks nii
arvutada, kuidas liigub tuumajaama jahutussüsteemis vesi. Selliseid arvutusi
võib aga Eestis juba lähikümnendil vaja minna, kui tuumajaama ehitamise kavast
reaalsus saab.
Näiteid võib
leida veelgi: arvutada näiteks sillatalade tugevust või sõeluda välja kõige
sobivamaid ravimikandidaate. Ka kliimamudeleid arvutatakse samal põhimõttel.
Seega suudavad
PlayStationid super hästi arvutada, sest nende peaülesanne, pakkuda ülivõimast
mängugraafikat, põhineb samuti ülikiiretel arvutustel. Kuid siiski on siin
mõned agad. Mängukonsoolid, mis suudavad simuleerida keerukaid füüsikalisi
protsesse, olgu nendeks näiteks kas või mustad augud, langevad ise musta auku,
kui nende ette panna mõni selline ülesanne, mida tavaline arvutikasutaja peab
elementaarseks.
Proovige selle
abil lugeda uudisteportaalist värskeid uudiseid. «Selleks pole neist mingit
kasu,» möönab Laasik.
Kuid see pole
ainus probleem, konsoolidest pole eriti abi ka nende ülesannete puhul, kui
arvutusi tuleb ka kontrollida, see võtab sama kaua aega kui arvutused ise. Nii
aga on konsooli kiiruslik eelis kadunud.
Ideaaliks on
ülesanded, kus andmehulga kohta on vaja teha väga palju arvutusi.
PlayStationiga saavutatud kiirus on 156–200 gigafloppi (156–200 miljardit
ujukomatehet sekundis). Laasik ja Tulmin on sellest kiirusest suutnud kätte saada siiski neljandiku.
Kas praegu
magistritöö jaoks igapäevaselt mängukonsoolidega toimetajad on kunagi ka
mängimisest lugu pidanud? Laasikul piirdus mängimine lapsepõlves
telekamängudega ning seejärel esimese põlvkonna PlayStationiga. Tulmin pole
mängimise vastu kunagi suuremat huvi tundnud.
Mõlemad möönavad,
et praegu magistritöö tarbeks ettevõetud ülesanne on siiski päris keeruline
ning tööd alustades oli neil lihtsalt eesmärk kirjutada kood, silme ees polnud
eesmärki, milleks seda tööd tehakse.
«Tulevikus
tahaksin tegeleda rohkem reaalelust pärit ülesannetega, mida PlayStationite
abil lahendada,» ütles Laasik. Kuid juba praegu jätab ta magistritöö tarbeks
kojulaenatud mängumasina sel ajal, kui ta ise enam tööd teha ei jaksa, ikkagi
töösse, et masina arvutusvõimsust saaks kasutada inimkonna hüvanguks.
Nimelt laienes
2007. aastal Stanfordi ülikooli projekt folding@home ka PlayStation 3-le. Nii
on igal mängumasina omanikul võimalik oma seade sel ajal, mil ta parajasti
mängimisega ei tegele, anda see internetis ühiskasutusse.
Maailma eri
paigus asuvate konsoolide abil arvutatakse näiteks, kuidas valke kokku
pakitakse, püüdes leida paljude haiguste tekkepõhjusi alates Alzheimeri tõvest
ja lõpetades vähiga. Selline üleilmne mängumasinate parv moodustab
rekorditeraamatu vääriliseks tunnistatud superarvuti, mis võimaldab lahendada
nii keerukaid ülesandeid, mille lahendamine alles üsna hiljuti näis
ilmvõimatuna.