MassGrid希望改進(jìn)POW算法和區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，來對人類社會產(chǎn)生實際價值

隨著機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、渲染服務(wù)、搜索等行業(yè)的興起，這些計算開銷大、并行度高的高性能計算需求越來越大。MassGrid希望能成為全球最大的分布式GPU高性能云計算網(wǎng)絡(luò)。MassGrid希望通過改進(jìn)的POW算法和區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)機制將無意義的POW哈希計算轉(zhuǎn)變成能對人類社會產(chǎn)生實際價值的通用并行計算。

Mass Grid 是一個去中心化高性能計算網(wǎng)絡(luò)。隨著 AI、VR 等行業(yè)發(fā)展壯大，高性能計算需求也滲透到各行業(yè)，而每個公司、團隊都不一定有財力、能力和必要性去建設(shè)一個算力集群，即便建成了自己的 GPU 算力集群，維護(hù)、升級也需要付出大量人力物力及時間成本。MassGrid 可以聚集散布在世界各地的閑置算力，建設(shè)起可動態(tài)升級的 GPU 通用算力集群，可供所有需要這些算力的個人或企業(yè)機構(gòu)使用，有效解決了他們的實際需求。

數(shù)據(jù)挖掘

越來越多的數(shù)據(jù)科學(xué)家正在使用GPU進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，以獲得更好的研究結(jié)果和實時業(yè)務(wù)決策。MassGrid通過將遠(yuǎn)程GPU虛擬化到用戶的桌面，使用戶能夠訪問無限量的計算資源。 MassGrid Virtual Docker還將為用戶集成幾個流行的數(shù)據(jù)挖掘開放庫和工具，以方便地設(shè)置開發(fā)環(huán)境。

氣象分析

由于計算能力和速度的限制，天氣預(yù)報一直是一個挑戰(zhàn)。 用于天氣預(yù)報的GPU加速超級計算機近年來發(fā)展迅速，MassGrid將通過減少數(shù)據(jù)依賴性并增加其并行性來優(yōu)化氣象模擬算法。 使分布式計算更容易，從而將網(wǎng)格分辨率從工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1.0km提高到300m。

AI培訓(xùn)

MassGrid將TensonFlow，Caffee2和幾種流行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框架集成到MassGrid虛擬Docker中，供用戶方便地設(shè)置。 用戶只需幾個配置就可以同時訓(xùn)練多個模型。 訓(xùn)練數(shù)據(jù)也可以通過MassGrid p2p文件網(wǎng)絡(luò)傳輸，這可能是AI訓(xùn)練最有效和最便利的方式。

3D渲染

MassGrid支持RedShift，iRay和其他GPU加速渲染應(yīng)用程序，允許用戶在我們的平臺上通過平鋪，逐幀或場景分布渲染作業(yè)。 場景數(shù)據(jù)也可以通過MassGrid虛擬Docker中的MassGrid p2p文件網(wǎng)絡(luò)傳輸，用戶可以像在本地網(wǎng)絡(luò)上一樣將其渲染作業(yè)發(fā)送到遠(yuǎn)程GPU。

物理模擬

物理模擬在計算上非常密集，MassGrid不僅支持PhysX和Havok等實時仿真工具，而且還支持其他GPU加速應(yīng)用，用于流體模擬等科學(xué)物理計算的精確模擬。

DNA匹配

生物信息學(xué)計算是非常艱巨的任務(wù)，MassGrid支持各種生物信息學(xué)處理，如DNA序列比對，蛋白質(zhì)對接和GPU上的分子動力學(xué)，數(shù)據(jù)也可以通過MassGrid p2p文件網(wǎng)絡(luò)傳輸。

技術(shù)特性

跳變POW算法

跳變POW是MassGrid獨創(chuàng)的已申請發(fā)明專利的區(qū)塊鏈技術(shù)，跳變POW可抗量子計算和ASIC計算，使得網(wǎng)絡(luò)更安全、更公平、并保證接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通用計算能力。

GPU算力虛擬化

GPU虛擬化技術(shù)是一種將遠(yuǎn)端GPU硬件資源虛擬到客戶端設(shè)備的技術(shù)，GPU虛擬化能使得用戶能自由調(diào)度物理上分布在世界各地的計算資源進(jìn)行計算任務(wù)。

算力任務(wù)分發(fā)系統(tǒng)

基于智能合約和虛擬機的p2p撮合式交易系統(tǒng)，用戶可以自定義算力使用規(guī)則和交易規(guī)則，靈活進(jìn)行算力交易。

什么是POW跳變哈希

? 大多數(shù)加密數(shù)字貨幣都是基于固定的一種算法，無論這種算法多復(fù)雜，空間復(fù)雜度多高，長期來看總有被ASIC化，最后算力集中化的風(fēng)險。

? Jump Hash可以根據(jù)塊的特征，按照一定規(guī)則選擇hash算法，可以不斷變化hash跳變算法的組合。

? MassGrid最終將集成30種不同Hash算法，每塊block的計算隨機從算法池中挑選1個或多個算法進(jìn)行POW計算，如果對Jump Hash進(jìn)行ASIC化，就需要實現(xiàn)全部30種Hash算法，并且每次運算都只有1/30的芯片空間在執(zhí)行，其它都會被閑置。

? 綜上所述，Jump Hash提高GPU相對于ASIC的運行效率，并且隨著GPU能耗和制程的進(jìn)一步下降，采用GPU進(jìn)行Jump Hash POW將優(yōu)于ASIC。

? 通過Jump Hash，我們可以強制所有參與POW的節(jié)點都使用顯卡進(jìn)行計算。

POW 哈希算法池

MassGrid的算法池從幾百種哈希算法中挑選了28種，結(jié)合了SHA3族和其它十多個安全性排名靠前的幾種其它算法。這些算法是密碼學(xué)發(fā)展幾十年來的成果，其中大部分算法已大規(guī)模應(yīng)用。這些算法經(jīng)過了時間和實踐的檢驗。

跳變算法GPU與ASIC比較

POW計算流程

POW驗證流程

GPU算力虛擬化

? Hash是目前唯一的計算復(fù)雜度可調(diào)、易于驗證、無數(shù)據(jù)依賴、低數(shù)據(jù)傳輸?shù)腜OW算法，但通用計算與哈希相反，計算復(fù)雜度隨需求變動、不易驗證、有一定的依賴性，數(shù)據(jù)量不可預(yù)測，如果對通用計算進(jìn)行約束以使其適合POW，則會造成算力網(wǎng)絡(luò)通用性低的問題。

? 我們通過將GPU硬件虛擬化解決上述問題，用戶將GPU資源接入算力網(wǎng)絡(luò)，算力使用者使用虛擬化GPU執(zhí)行任務(wù)，并根據(jù)功耗+使用時間用智能合約來付費，由此可以使得通用計算的POW問題變成虛擬化GPU分時租賃的問題。

? 分布式GPU硬件虛擬化網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點有：a）。普適幾乎所有的基于GPU的計算任務(wù)，b）。易于計算和結(jié)算POW酬勞，c）。規(guī)模靈活可擴展，按需縮放。

? 我們希望推出一種跨平臺、高效的GPU虛擬化標(biāo)準(zhǔn)，將各種類型的GPU設(shè)備抽象成遵循虛擬化標(biāo)準(zhǔn)的計算資源，在未來，我們希望可以優(yōu)化x86架構(gòu)，讓遵循虛擬化標(biāo)準(zhǔn)的并行計算芯片設(shè)備免去Host直接介入網(wǎng)絡(luò)。

我們通過將GPU硬件虛擬化解決上述問題，用戶將GPU資源接入算力網(wǎng)絡(luò)，算力使用者使用虛擬化GPU執(zhí)行任務(wù)，并根據(jù)功耗+使用時間用智能合約來付費，由此可以使得通用計算的POW問題變成虛擬化GPU分時租賃的問題。

分布式GPU硬件虛擬化網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點有：a）。普適幾乎所有的基于GPU的計算任務(wù)，b）。易于計算和結(jié)算POW酬勞，c）。規(guī)模靈活可擴展，按需縮放。

MassGrid第一階段

MassGrid首先實現(xiàn)一個區(qū)塊鏈p2p網(wǎng)絡(luò)，基于1.0版本的跳變哈希算法，強制所有接入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點使用GPU或CPU作為計算設(shè)備。

在這些節(jié)點中，部分節(jié)點擁有GPU設(shè)備，可高效運行跳變哈希算法，這些節(jié)點可進(jìn)行POW計算并為整個網(wǎng)絡(luò)提供加密驗證服務(wù)。

MassGrid第二階段

第二階段，MassGrid將在網(wǎng)絡(luò)中部署多個骨干節(jié)點，POW礦工將自己的物理GPU注冊到骨干節(jié)點，骨干節(jié)點將維護(hù)一個GPU資源列表，通過遠(yuǎn)程虛擬化技術(shù)，將POW礦工的物理GPU映射給算力客戶，使得算力客戶可以使用這些資源并按算力支付酬勞。

計算資源交易流程

? POW礦工、算力用戶、普通用戶、和骨干節(jié)點都通過p2p網(wǎng)絡(luò)互相連接，支持交易網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行跳變hash計算

? 與此同時，POW礦工還將自己的物理GPU注冊到骨干節(jié)點，骨干節(jié)點將維護(hù)一個GPU資源列表

? 當(dāng)算力用戶發(fā)起GPU使用請求時，將請求提交給骨干節(jié)點，骨干節(jié)點凍結(jié)算力用戶的一部分資產(chǎn)，通過撮合引擎，為兩者建立一個虛擬化連接，此時鏈接的GPU設(shè)備停止POW挖礦，開始執(zhí)行其它計算

? 算力客戶根據(jù)智能合約，通過微小高頻的交易，每分鐘向POW節(jié)點支付一次MassGridCoin

? 首先，每個骨干節(jié)點將維護(hù)一個龐大的POW節(jié)點列表，這些POW節(jié)點在接入網(wǎng)絡(luò)的時候，就自動將自己注冊到骨干節(jié)點；

? 算力用戶發(fā)起GPU使用請求，提交預(yù)算和需求給骨干節(jié)點，等待骨干節(jié)點評估；

? 發(fā)起的請求內(nèi)容包括：GPU顯存要求、帶寬要求、出價、數(shù)據(jù)私密性等級等；

? 骨干節(jié)點驗證請求合法性，評估數(shù)據(jù)傳輸/計算量，并作出回應(yīng)

? 如果請求合法，骨干節(jié)點根據(jù)需求和用戶的位置，為用戶在POW網(wǎng)絡(luò)中尋找最優(yōu)節(jié)點；

? 最優(yōu)節(jié)點根據(jù)節(jié)點與用戶之間的延遲、帶寬、硬件規(guī)格等評估；

? 骨干節(jié)點將連接指令發(fā)往算力客戶和POW節(jié)點；

? POW節(jié)點停止POW挖礦，與算力客戶建立連接并將顯卡權(quán)限交給算力客戶，虛擬化到算力客戶的機器中；

? 算力客戶獲取虛擬化計算資源權(quán)限，獲得設(shè)備使用權(quán)；

? 根據(jù)智能合約，通過微小高頻的交易，每分鐘向POW節(jié)點支付一次MassGridCoin