时事分析 | 创新及科技发展 | 2019-03-25 | 《星岛日报》

手机「剩余产能」 可以造福世人?



助人为快乐之本,不少人都愿意出钱出力做善事。近年甚至有人将每天使用的智能电话、个人电脑,经互联网捐出它们的运算能力。即使机不离身,仍能造福世人。

虽说电脑及智能手机已俨如现代生活必需品,但它们总不会每分每刻都在运作。例如参考政府统计处资料,在2016年4至7月期间,每星期至少使用一次个人电脑的10岁及以上人士中,平均每周用于个人电脑的时间为27.9小时[1],换句话说,这批电脑每日约有20小时「投闲置散」,可以捐出其「剩余产能」。

捐出电子设备的运算能力,看似抽象,说白了只是用它们协助别人执行运算而已。简单而言,一些大型项目,例如运算气候变化模型,需要依赖庞大的电脑运算能力,但如果将项目拆细,利用无数志愿者的闲置电子装置,便有望众志成城地完成工作[2],无需真的找来一部超级电脑。这种概念,也被称为「志愿者运算」(volunteer computing)。

一人一小「部」 人类一大步

别轻看一小部电子装置的威力,集腋成裘下,它们其实有潜力为人类未来作出重大贡献。现时世界上已经有不少借助普罗大众电脑及手机运算能力的项目,例如英国牛津大学一个研究未来百年气候变化的气候模型运算项目;美国华盛顿大学一个为各种主要人类疾病找寻医治方法的蛋白质研究;美国加州大学柏克莱分校的探索外星智慧生物项目[3];以至有香港大学研究人员参与其中,以找出药物对抗常见儿童癌症为目标的跨国研究项目。[4]

一般人想为大型研究出一分力,也不是复杂的事,例如加州大学柏克莱分校开发的BOINC软件,便担当中间人,将愿意献出电脑或手机运算能力的志愿者,以及有需要的研究机构联系起来。[5]在BOINC相关网站上,志愿者可以下载及安装软件,选择为感兴趣的科学范畴或个别项目[6],并设定电脑何时及如何提供运算能力,例如在用家使用电脑时暂停运算,以及为可借出的中央处理器能力订立上限等。[7]

大型项目运算所费不菲 求诸民间节约成本

对需要进行大型研究的机构而言,借用民间电子装备的运算能力,好处是可以节省成本。根据BOINC网站的说法,如要在一年间使用每秒100万亿浮点(floating point)运算次数的演算能力[8],采用Amazon的云端运算服务,费用约为1.8亿美元;自行建立电脑网络运算,成本也要1,240万美元;但采用BOINC则只需12.5万美元。[9]

除了求诸大众外,大型机构利用本身拥有的电脑闲置运算能力,也可以省却添置超级电脑的支出。英国西敏寺大学(University of Westminster)在2011年将校内近半数、即约1,500部的电脑接驳起来,变成一个运算设备,据称相当于价值50万英镑的电脑网络或者超级电脑。[10]

招募志愿者不能单靠善心 需提供适当诱因

虽说向民间「筹旗」可以节省研究开支,但要吸引人们长期献出个人电子装置的运算能力,绝不容易。根据记录BOINC数据的网站BOINCstats的数字,BOINC有逾447万名用家,不过活跃用家只有15.1万,占约3.4%。[11]

BOINC的创立者David Anderson在2014年曾谈及活跃用家数目大减的现象,认为原因包括「志愿者运算」当时已面世逾15年,媒体减少报道,而且网站吸引的志愿者主要是爱好电脑的中年男性。David Anderson当时称,他们曾设法吸引更多不同群组参与,但成效不彰。[12]

说到底,想更多人支持,不能单凭研究项目的崇高理念,还要设法为志愿者的付出给予肯定。在BOINC内的研究项目中,系统会按志愿者电脑为项目所做的运算量而给予积分(credit)[13],这些项目亦设积分排行榜,公开展示哪些志愿者贡献了最多的运算量。[14]有人则为协助者制作网上计数器,显示志愿者贡献了多少电脑运算能力,志愿者可以在自己网站或博客上展示计数器,或者作为网上论坛的个人签名档使用。[15]志愿者间还可组队,比拼在指定时间内完成最多的运算。[16]

捐献者要承担额外成本

有人甚至向参与BONIC内研究项目的志愿者分发虚拟货币[17],供他们在各种网上平台兑换物品或其他虚拟货币。[18]这种做法,虽然形同向志愿者购买其电子装置的运算能力,看似有违募捐的意义,但不能忽略的是,志愿者献出电子装置的运算能力,也涉及成本和风险,向他们提供实质补偿,并非全无道理。

成本之一,是电力。当电脑在运行BOINC时,会较一部闲置中的电脑使用更多电力。按BOINC网站的说法,一部全天候运行BOINC的电脑,在美国每月要较一部一直开着但闲置的电脑多付3美元电费,与关上的电脑相比,则多付8.8美元。[19]

除了电费开支,献出运算能力也可能涉及手机数据传送的费用,BOINC网站则称,软件只会在手机接驳Wi-Fi网络时传送数据,并在手机连接电源且充电率达九成以上时才会运算。[20]

为公为私 慎选受益对象

既然要承担额外成本,志愿者即使不收取任何报酬,也得慎选受益对象。BOINC网站建议志愿者仔细浏览项目的网页,考虑项目有否清晰地描述目标、目标是否重要及有益、项目有否在期刊或会议上发布研究成果,以及运算结果的拥有权谁属等。[21]BOINC网站亦有列出一些获BOINC相关人员信纳描述准确无误的项目[22],协助志愿者选择。

此外,贡献运算能力也存在风险,志愿者决定参与前,需确定自己信任相关项目的工作真的如其所述、其提供的软件不会损害自己的电脑,以及项目有遵从合适的电脑保安指引,不会遭黑客利用来作恶。[23]

志愿者亦要明白,他们不一定要将运算能力奉献给各种大型项目。近年有人提倡,「志愿者运算」概念可以应用于更小型、更个人化的用途,并提出「个人化志愿者运算」(personal volunteer computing),当中特点包括:集合运算能力的项目是以满足个人所需为目的[24]、志愿者会关心项目或项目的提出者,例如对方是其亲朋戚友。[25]倡议者相信,由于项目提出者及志愿者互相认识,因此提供诱因或采取安全措施的需要会较低。[26]

另一种捐献运算能力的例子,则是从谋利角度出发。在2017年,点对点档案分享搜寻网站The Pirate Bay被指在网站加入电脑编码,在网站使用者不知情的情况下,以其电脑协助网站挖掘虚拟货币,网站其后承认事件,指目标是测试能否以此代替在网站卖广告。[27]去年有报道指,该网站已名正言顺在网站张贴告示,指会利用访客的电脑中央处理器掘取虚拟货币。[28]这种做法是否恰当,用户自有判断,但以没有广告的网站体验换取运算能力,说不定会成为免费内容网站的另类出路。

为公为私,大部人的电脑和手机的资源,都无需全天候运作。要给它们「休息时间」、利用其赚取外快,还是为人类谋福祉,各位不妨细想。

1 「2000年至2016年香港居民使用资讯科技及互联网的情况—表3:按每星期用于个人电脑的时间划分的在统计前12个月内曾使用个人电脑最少每星期一次的10岁及以上人士数目」。取自政府统计处网站:https://www.censtatd.gov.hk/fd.jsp?file=B71711FB2017XXXXB01.xls&product_id=FA100109&lang=2,最后更新日期2017年11月15日。
2 Oded Nov, David Anderson and Ofer Arazy, "Volunteer Computing: A Model of the Factors Determining Contribution to Community-based Scientific Research," WWW2010, http://wwwconference.org/proceedings/www2010/www/p741.pdf, accessed January 9, 2019, p. 741; "About," climateprediction.net, https://www.climateprediction.net/about, last modified August 25, 2015; "Android FAQ," BOINC, https://boinc.berkeley.edu/wiki/Android_FAQ, last modified April 12, 2018. 
3 "Choosing BOINC projects," BOINC, https://boinc.berkeley.edu/projects.php, accessed January 8, 2019.
4 "IBM: Your Computer Can Help Scientists Search for New Childhood Cancer Treatments," IBM, https://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/51504.wss, last modified January 31, 2017.
5 "Homepage," BOINC, https://boinc.berkeley.edu, accessed January 8, 2019; "Computing with BOINC," BOINC, https://boinc.berkeley.edu/trac/wiki/BoincOverview, accessed January 8, 2019; "Choosing BOINC projects," BOINC, https://boinc.berkeley.edu/projects.php, accessed January 8, 2019.
6 "Homepage," BOINC, https://boinc.berkeley.edu, accessed January 8, 2019; "Join Science United," Science United, https://scienceunited.org/su_join.php, accessed January 8, 2019; "About Science United," Science United, https://scienceunited.org/su_about.php, accessed January 8, 2019; "Participate in BOINC," BOINC, https://boinc.berkeley.edu/download.php, last modified October 13, 2018.
7 "Preferences," BOINC, https://boinc.berkeley.edu/wiki/Preferences, last modified January 13, 2018.
8 每秒浮点运算次数是衡量电脑运算能力的单位。浮点是指带有小数的数值,其计算工作较整数复杂,因此电脑每秒能处理的浮点计算量,会被用作衡量电脑演算能力的单位。资料来源:Justin McElroy, "Wait ... so what's a teraflop?" Polygon, https://www.polygon.com/2016/6/14/11932910/what-is-a-teraflop-explainer, last modified June 14, 2016.
9 "Computing with BOINC," BOINC, https://boinc.berkeley.edu/trac/wiki/BoincOverview, accessed January 8, 2019.
10 "New DIY Supercomputer Saves £1,000S," University of Westminster, https://www.westminster.ac.uk/news-and-events/news/2011/new-diy-supercomputer-saves-%C2%A31000s, last modified March 29, 2011.
11 "Detailed stats: BOINC combined," BOINCstats, https://boincstats.com/en/stats/-1/project/detail, accessed March 19, 2019.
12 Nicola Jones, "Computer sharing loses momentum," Nature 506(7,486) (2014), p. 16.
13 "Computation credit," BOINC, https://boinc.berkeley.edu/wiki/Computation_credit, last modified July 21, 2013.
14 「用户排名」。取自climateprediction.net网站:https://www.cpdn.org/cpdnboinc/top_users.php,最后更新日期2019年1月10日;"Top Users," Citizen Science Grid, https://csgrid.org/csg/top_users.php, accessed January 10, 2019; "Top participants," RNA World (beta), http://www.rnaworld.de/rnaworld/top_users.php, accessed January 10, 2019.
15 "Welcome to boinc.mundayweb.com," boinc.mundayweb.com, https://boinc.mundayweb.com/html/index.php, accessed January 8, 2019.
16 "Teams," World Community Grid, https://www.worldcommunitygrid.org/help/viewTopic.do?shortName=teams, accessed January 10, 2019; "Team Challenges," World Community Grid, https://www.worldcommunitygrid.org/help/viewTopic.do?shortName=tmch, accessed January 10, 2019.
17 "BOINC Introduction," Gridcoin, https://gridcoin.us/Guides/boinc-install.htm, accessed January 10, 2019.
18 "GRC/BTC," Bitker, https://www.bitker.com/#/bbTrades/grc_btc, accessed January 10, 2019; "ReflexTrader," Cointopay, https://cointopay.com/Exchange.jsp, accessed January 10, 2019.
19 "Heat and energy considerations," BOINC, https://boinc.berkeley.edu/wiki/Heat_and_energy_considerations, last modified July 21, 2013.
20 "Android FAQ," BOINC, https://boinc.berkeley.edu/wiki/Android_FAQ, last modified April 12, 2018.
21 同3。
22 同3。
23 "Volunteer computing," BOINC, https://boinc.berkeley.edu/trac/wiki/VolunteerComputing, accessed January 10, 2019.
24 Erick Lavoie and Laurie Hendren, "Personal Volunteer Computing," arXiv, https://arxiv.org/pdf/1804.01482, last modified April 4, 2018, p. 16.
25 同24,第2、14、16页。
26 同24,第13、14、16页。
27 Alex Hern, "Ads don't work so websites are using your electricity to pay the bills," The Guardian, September 27, 2017, https://www.theguardian.com/technology/2017/sep/27/pirate-bay-showtime-ads-websites-electricity-pay-bills-cryptocurrency-bitcoin.
28 Avi Mizrahi, "The Pirate Bay Is Again Using Users' CPUs to Mine XMR," Bitcoin.com, https://news.bitcoin.com/the-pirate-bay-is-again-using-users-cpus-to-mine-xmr, last modified July 9, 2018.