時事分析 | 創新及科技發展 | 2019-03-25 | 《星島日報》

手機「剩餘產能」 可以造福世人?



助人為快樂之本,不少人都願意出錢出力做善事。近年甚至有人將每天使用的智能電話、個人電腦,經互聯網捐出它們的運算能力。即使機不離身,仍能造福世人。

雖說電腦及智能手機已儼如現代生活必需品,但它們總不會每分每刻都在運作。例如參考政府統計處資料,在2016年4至7月期間,每星期至少使用一次個人電腦的10歲及以上人士中,平均每周用於個人電腦的時間為27.9小時[1],換句話說,這批電腦每日約有20小時「投閒置散」,可以捐出其「剩餘產能」。

捐出電子設備的運算能力,看似抽象,說白了只是用它們協助別人執行運算而已。簡單而言,一些大型項目,例如運算氣候變化模型,需要依賴龐大的電腦運算能力,但如果將項目拆細,利用無數志願者的閒置電子裝置,便有望眾志成城地完成工作[2],無需真的找來一部超級電腦。這種概念,也被稱為「志願者運算」(volunteer computing)。

一人一小「部」 人類一大步

別輕看一小部電子裝置的威力,集腋成裘下,它們其實有潛力為人類未來作出重大貢獻。現時世界上已經有不少借助普羅大眾電腦及手機運算能力的項目,例如英國牛津大學一個研究未來百年氣候變化的氣候模型運算項目;美國華盛頓大學一個為各種主要人類疾病找尋醫治方法的蛋白質研究;美國加州大學柏克萊分校的探索外星智慧生物項目[3];以至有香港大學研究人員參與其中,以找出藥物對抗常見兒童癌症為目標的跨國研究項目。[4]

一般人想為大型研究出一分力,也不是複雜的事,例如加州大學柏克萊分校開發的BOINC軟件,便擔當中間人,將願意獻出電腦或手機運算能力的志願者,以及有需要的研究機構聯繫起來。[5]在BOINC相關網站上,志願者可以下載及安裝軟件,選擇為感興趣的科學範疇或個別項目[6],並設定電腦何時及如何提供運算能力,例如在用家使用電腦時暫停運算,以及為可借出的中央處理器能力訂立上限等。[7]

大型項目運算所費不菲 求諸民間節約成本

對需要進行大型研究的機構而言,借用民間電子裝備的運算能力,好處是可以節省成本。根據BOINC網站的說法,如要在一年間使用每秒100萬億浮點(floating point)運算次數的演算能力[8],採用Amazon的雲端運算服務,費用約為1.8億美元;自行建立電腦網絡運算,成本也要1,240萬美元;但採用BOINC則只需12.5萬美元。[9]

除了求諸大眾外,大型機構利用本身擁有的電腦閒置運算能力,也可以省卻添置超級電腦的支出。英國西敏寺大學(University of Westminster)在2011年將校內近半數、即約1,500部的電腦接駁起來,變成一個運算設備,據稱相當於價值50萬英鎊的電腦網絡或者超級電腦。[10]

招募志願者不能單靠善心 需提供適當誘因

雖說向民間「籌旗」可以節省研究開支,但要吸引人們長期獻出個人電子裝置的運算能力,絕不容易。根據記錄BOINC數據的網站BOINCstats的數字,BOINC有逾447萬名用家,不過活躍用家只有15.1萬,佔約3.4%。[11]

BOINC的創立者David Anderson在2014年曾談及活躍用家數目大減的現象,認為原因包括「志願者運算」當時已面世逾15年,媒體減少報道,而且網站吸引的志願者主要是愛好電腦的中年男性。David Anderson當時稱,他們曾設法吸引更多不同群組參與,但成效不彰。[12]

說到底,想更多人支持,不能單憑研究項目的崇高理念,還要設法為志願者的付出給予肯定。在BOINC內的研究項目中,系統會按志願者電腦為項目所做的運算量而給予積分(credit)[13],這些項目亦設積分排行榜,公開展示哪些志願者貢獻了最多的運算量。[14]有人則為協助者製作網上計數器,顯示志願者貢獻了多少電腦運算能力,志願者可以在自己網站或博客上展示計數器,或者作為網上論壇的個人簽名檔使用。[15]志願者間還可組隊,比拼在指定時間內完成最多的運算。[16]

捐獻者要承擔額外成本

有人甚至向參與BONIC內研究項目的志願者分發虛擬貨幣[17],供他們在各種網上平台兌換物品或其他虛擬貨幣。[18]這種做法,雖然形同向志願者購買其電子裝置的運算能力,看似有違募捐的意義,但不能忽略的是,志願者獻出電子裝置的運算能力,也涉及成本和風險,向他們提供實質補償,並非全無道理。

成本之一,是電力。當電腦在運行BOINC時,會較一部閒置中的電腦使用更多電力。按BOINC網站的說法,一部全天候運行BOINC的電腦,在美國每月要較一部一直開着但閒置的電腦多付3美元電費,與關上的電腦相比,則多付8.8美元。[19]

除了電費開支,獻出運算能力也可能涉及手機數據傳送的費用,BOINC網站則稱,軟件只會在手機接駁Wi-Fi網絡時傳送數據,並在手機連接電源且充電率達九成以上時才會運算。[20]

為公為私 慎選受益對象

既然要承擔額外成本,志願者即使不收取任何報酬,也得慎選受益對象。BOINC網站建議志願者仔細瀏覽項目的網頁,考慮項目有否清晰地描述目標、目標是否重要及有益、項目有否在期刊或會議上發布研究成果,以及運算結果的擁有權誰屬等。[21]BOINC網站亦有列出一些獲BOINC相關人員信納描述準確無誤的項目[22],協助志願者選擇。

此外,貢獻運算能力也存在風險,志願者決定參與前,需確定自己信任相關項目的工作真的如其所述、其提供的軟件不會損害自己的電腦,以及項目有遵從合適的電腦保安指引,不會遭黑客利用來作惡。[23]

志願者亦要明白,他們不一定要將運算能力奉獻給各種大型項目。近年有人提倡,「志願者運算」概念可以應用於更小型、更個人化的用途,並提出「個人化志願者運算」(personal volunteer computing),當中特點包括:集合運算能力的項目是以滿足個人所需為目的[24]、志願者會關心項目或項目的提出者,例如對方是其親朋戚友。[25]倡議者相信,由於項目提出者及志願者互相認識,因此提供誘因或採取安全措施的需要會較低。[26]

另一種捐獻運算能力的例子,則是從謀利角度出發。在2017年,點對點檔案分享搜尋網站The Pirate Bay被指在網站加入電腦編碼,在網站使用者不知情的情況下,以其電腦協助網站挖掘虛擬貨幣,網站其後承認事件,指目標是測試能否以此代替在網站賣廣告。[27]去年有報道指,該網站已名正言順在網站張貼告示,指會利用訪客的電腦中央處理器掘取虛擬貨幣。[28]這種做法是否恰當,用戶自有判斷,但以沒有廣告的網站體驗換取運算能力,說不定會成為免費內容網站的另類出路。

為公為私,大部人的電腦和手機的資源,都無需全天候運作。要給它們「休息時間」、利用其賺取外快,還是為人類謀福祉,各位不妨細想。

1 「2000年至2016年香港居民使用資訊科技及互聯網的情況—表3:按每星期用於個人電腦的時間劃分的在統計前12個月內曾使用個人電腦最少每星期一次的10歲及以上人士數目」。取自政府統計處網站:https://www.censtatd.gov.hk/fd.jsp?file=B71711FB2017XXXXB01.xls&product_id=FA100109&lang=2,最後更新日期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 每秒浮點運算次數是衡量電腦運算能力的單位。浮點是指帶有小數的數值,其計算工作較整數複雜,因此電腦每秒能處理的浮點計算量,會被用作衡量電腦演算能力的單位。資料來源: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 「用戶排名」。取自climateprediction.net網站:https://www.cpdn.org/cpdnboinc/top_users.php,最後更新日期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頁。
26 同24,第13、14、16頁。
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.