Apple Computer Inc. hanno un ruolo da svolgere nel calcolo ad alte prestazioni per le scienze della vita?
Per anni, i sistemi desktop di Apple sono stati ampiamente accolti dalla comunità scientifica per la loro facilità d'uso, alte prestazioni e prezzo accessibile. Eppure la maggior parte dei calcoli delle scienze della vita oggi viene eseguita su computer di altri fornitori.
Apple sta cercando di cambiare la situazione con un pugno uno-due: il software Mac OS X annunciato l'anno scorso (e recentemente aggiornato) e i suoi sistemi hardware Xserve.
L'azienda con sede a Cupertino, in California, sta posizionando Xserve per competere con i server di fascia alta di Dell Computer Corp., IBM Corp. e Sun Microsystems Inc. Xserve è basato sui processori PowerPC G4 da 1 GHz di Apple e il sistema operativo Mac OS X è basato su Unix. Apple afferma che la combinazione offre agli utenti le sue caratteristiche caratteristiche di facilità d'uso, ma con un calcio.
Il server è disponibile in versioni con processore singolo o doppio. Apple afferma che un Xserve a doppio processore può fornire fino a 15 gigaflop (o 15 miliardi di operazioni in virgola mobile al secondo) di potenza di elaborazione.
Xserve è progettato per occupare uno slot in un rack per apparecchiature per data center standard da 8 piedi. È possibile impilare fino a 42 macchine Xserve a doppio processore in un singolo rack, fornendo fino a 630 gigaflop di potenza di elaborazione. Inoltre, ogni Xserve può archiviare poco meno della metà (0,48) di un terabyte di dati; un rack da 42 unità può supportare più di 20 TB di storage.
Percezioni mutevoli
Nel corso degli anni, Apple non ha reso facile per i suoi sostenitori ricevere le loro richieste di prodotti Apple e Mac preso sul serio dal personale IT aziendale, anche nelle aziende di scienze biologiche in cui molti ricercatori sono Mac appassionati.
Con Xserve e Mac OS X, Apple ha fatto di tutto per preservare la propria reputazione di facilità d'uso, rispettando allo stesso tempo le esigenze degli amministratori IT esperti.
Un esempio: per coloro che non hanno familiarità con Unix, Apple offre una console di amministrazione dell'interfaccia utente grafica e procedure guidate per aiutare a eseguire attività comuni. Questa combinazione consente ai manager di fare semplicemente clic su un processo come l'aggiunta di una stampante al rete, mentre il sistema sottostante gestisce i dettagli relativi al caricamento dei driver della stampante e alla configurazione del file rete.
Tali approcci facili da usare vanno bene per i principianti e altri che non hanno familiarità con le reti di fascia alta, ma per gli amministratori più esperti le GUI non sono utili e possono effettivamente rallentarli. "Conosco le voci della riga di comando per le istruzioni Unix più comuni meglio di quanto conosco i compleanni dei miei figli", afferma un amministratore di una rete di scienze biologiche. “Le voci della riga di comando sono intuitive per me. Li uso da anni. L'interfaccia grafica non è intuitiva per me. È come quando Windows ha sostituito il DOS, la maggior parte delle persone passava alla riga di comando del DOS per eseguire attività semplici come spostare e copiare file piuttosto che passare attraverso quello che all'epoca sembrava il modo contorto in cui Windows li faceva compiti."
Apple, a suo merito, ha riconosciuto che gli utenti Unix non sarebbero necessariamente saltati su una GUI, quindi ha incluso un'interfaccia a riga di comando. E l'azienda ha cercato di conquistare i puristi di Unix duplicando esattamente l'interfaccia della riga di comando, persino utilizzando la stessa combinazione di colori dello schermo che si trova nei sistemi Unix.
Alcuni esperti ritengono che Apple abbia trovato la giusta combinazione. "È un ambiente ideale in cui si ha accesso ad applicazioni Mac e Unix tramite Mac OS X", afferma William Van Etten, uno dei tre fondatori di BioTeam con sede a Boston. Net, un gruppo di consulenza che si concentra sulla creazione e la fornitura di soluzioni informatiche indipendenti dal fornitore per le aziende del settore delle scienze della vita.
App la chiave
Una chiave per l'accettazione della piattaforma Apple è ed è stata il supporto delle applicazioni. In passato, Apple è stata criticata per non avere un set di applicazioni per il suo hardware così ampio come era disponibile per i tradizionali PC e server che giravano prima su DOS, poi su Windows.
Quindi, all'inizio, Apple ha schierato il supporto Xserve da fornitori di applicazioni di fascia alta che servono le scienze della vita. Ad esempio, in concomitanza con l'annuncio dell'hardware Xserve, Apple ha annunciato che i fornitori di database Oracle Corp. e Sybase Inc., così come lo sviluppatore di software di calcolo distribuito Platform Computing Inc., stavano supportando la macchina.
Oracle ha annunciato che offrirà una versione per Mac OS X del suo database Oracle9i e una versione del suo clustering software, chiamato Oracle9i Real Application Clusters, che consentirebbe agli utenti di aggregare le unità Xserve in un grappolo. Piattaforma Computing Inc. ha affermato che avrebbe offerto alle aziende un modo per utilizzare i computer Xserve in una rete di elaborazione distribuita attraverso il suo software di gestione del carico di lavoro Platform LSF.
L'interesse per le applicazioni Mac OS X all'interno della comunità delle scienze biologiche è alto. La maggior parte dei programmi di analisi informatica comunemente usati, come BLAST e HMMER, sono stati portati sul sistema operativo e sono facilmente ottenibili da Apple e da altre fonti.
Altri fornitori hanno sfruttato gli aspetti Unix di Mac OS X per portare i propri prodotti nell'ambiente Xserve e Mac.
Questa estate, ad esempio, il fornitore di software per computer distribuito TurboGenomics Inc. ha rilasciato una versione per Mac OS X del suo prodotto TurboBLAST per l'analisi delle sequenze, una versione del programma BLAST ottimizzata per l'esecuzione in un ambiente distribuito. E la nuova piattaforma software di elaborazione distribuita avanzata TurboBench dell'azienda, che consente agli scienziati di correre applicazioni in un ambiente distribuito consentendo loro anche di automatizzare i flussi di lavoro, supporta i nodi Mac OS X.
"Abbiamo rapidamente sfruttato il core Unix [di Mac OS X] e ci abbiamo inserito TurboBLAST", ha affermato Andrew Sherman, vicepresidente delle operazioni di TurboGenomics. Il processo è stato abbastanza semplice. “Le persone che hanno familiarità con Unix non dovrebbero avere problemi. Abbiamo trovato il porting molto semplice.”
Anche TurboGenomics si è interessata all'hardware. "Venivamo da un background di informatica scientifica e abbiamo notato subito che il processore G4 aveva proprietà che sarebbero state molto utili per le scienze della vita", ha affermato Sherman. "È diventato chiaro che molte delle cose che le persone facevano in bioinformatica si adattavano bene al processore e al sistema operativo".
All'inizio di quest'anno, Apple e Genentech Inc. ha sfruttato le capacità di elaborazione vettoriale del G4 e le proprietà di Mac OS X per sviluppare una versione ottimizzata di BLAST.
Questa estate, il Numerical Algorithms Group Inc. (NAG) ha rilasciato un compilatore per Mac OS X. "È il nostro primo nuovo prodotto Mac in quasi 10 anni", ha affermato Rob Meyer, presidente del fornitore di software. "Avevamo compilatori per Unix e Linux, ma questo è stato il primo per Mac OS X."
Oltre ai suoi compilatori, l'azienda di Meyer vende una varietà di applicazioni tra cui pacchetti software di visualizzazione e analisi statistica. La maggior parte delle applicazioni gira su computer di fascia alta, Unix, Alpha e Sun.
Allora perché entrare nell'arena Mac e perché adesso? Meyer attribuisce il rinnovato interesse a diversi fattori all'interno della stessa Apple. Per anni, Apple ha guardato a tre mercati: istruzione primaria e secondaria, desktop publishing e utenti domestici, per mantenere forte l'azienda. E mentre molti scienziati adoravano i loro Mac, gli sviluppatori non avevano la sensazione che Apple li sostenesse completamente.
"Sentivamo dagli addetti ai lavori di Apple che l'informatica scientifica e tecnica era importante, ma non al primo livello", ha affermato Meyer. Peggio ancora per gli sviluppatori, "non ci sarebbe alcun aiuto da parte di Apple", afferma. "Dovresti acquistare la tua attrezzatura e sostenere i costi e i rischi dello sviluppo delle applicazioni".
Ma la situazione è cambiata radicalmente nell'ultimo anno. "Ora stiamo ricevendo più supporto", afferma Meyer. "È un approccio 'incontriamoci a metà strada', in cui prestano attrezzature e aiutano con il marketing".
Gli sviluppatori stanno sicuramente prestando attenzione al mercato Apple ora. “Oggi sono disponibili circa 3.500 applicazioni native per Mac OS X”, ha affermato Ken Bereskin, direttore di Mac OS X di Apple. "Ciò include le popolari applicazioni Mac e molte altre applicazioni trasferite per essere eseguite sul [sistema operativo]." Quasi ogni tipo di applicazione è rappresentata, dai prodotti per la produttività dell'ufficio alla progettazione assistita da computer di fascia alta programmi.
Giocare bene
Mentre Apple sta lavorando insieme sul lato dello sviluppo delle applicazioni con Mac OS X, deve ancora superare un'altra percezione debole prima di poter penetrare completamente nel mercato delle scienze della vita. Nello specifico, deve convincere i potenziali utenti che i suoi prodotti si adatteranno perfettamente alle reti aziendali.
Per molti anni, mentre praticamente tutti utilizzavano NetWare IPX e poi TCP/IP di Novell Inc. per i propri protocolli di rete, Apple ha utilizzato un protocollo proprietario chiamato AppleTalk.
Per coloro che utilizzavano solo prodotti Apple, AppleTalk era eccezionale: le reti basate su di esso erano facili da configurare e gestire. Ma era estremamente difficile far comunicare i computer su una rete AppleTalk con altri computer su una rete aziendale.
Tuttavia, ormai da diversi anni Apple supporta metodi basati su standard per collegare in rete i computer. I computer dell'azienda includono un jack Ethernet come dotazione standard e il pieno supporto per TCP/IP, facilitando la loro inclusione nelle reti aziendali.
Di recente Apple ha fatto un ulteriore passo avanti: l'ultima versione di Mac OS X Jaguar presenta molte funzioni di gestione di fascia alta, tra cui supporto per il protocollo LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) che semplifica l'accesso ai server LDAP esistenti su altri server dispositivi. Il supporto per LDAP può ridurre il tempo che uno staff IT deve dedicare alla gestione di una rete. Ad esempio, se i diritti e i privilegi di accesso dell'utente sono già stati definiti per un'altra parte della rete o per un'altra apparecchiatura di rete, e queste informazioni sono memorizzate in una directory LDAP, il personale IT non deve reinserirle — i sistemi Apple che eseguono Mac OS X possono semplicemente riutilizzare il informazione.
Inoltre, Jaguar include un nuovo gestore di gruppi di lavoro che semplifica la configurazione dei computer e la concessione dei privilegi per utilizzarli. Queste nuove funzioni, combinate con alcuni strumenti di gestione remota nella versione precedente del sistema operativo, sono tutte fondamentali affinché i prodotti Apple vengano accettati dal personale IT.
"Funzioni come queste sono essenziali se i sistemi devono essere collocati in una rete esistente", afferma Charles Boatwright, presidente di Remote Management Consulting, un integratore di sistemi con esperienza in Linux e Unix cluster. “I manager hanno bisogno di strumenti che forniscano loro informazioni sullo stato dei loro server in qualsiasi momento e che diano loro un avviso di potenziali problemi prima che interrompano un server. Hanno anche bisogno di strumenti che li aiutino a risolvere i problemi una volta che si verificano."
Xserve sembra soddisfare tutti questi requisiti. I manager possono utilizzare un browser per accedere in modo sicuro ai sistemi di gestione di Xserve su una rete. Dal browser, il gestore può visualizzare lo stato del server, annotando cose come le prestazioni (utilizzo della CPU, disponibilità di spazio su disco, ecc.) e quali applicazioni sono in esecuzione.
Inoltre, gli strumenti di gestione possono evitare potenziali problemi monitorando cose come la temperatura interna di il server e le prestazioni delle ventole di raffreddamento, entrambe fondamentali per prevenire il surriscaldamento e il conseguente si blocca.
Tali strumenti di un fornitore di server sono utili, ma molti manager preferiscono utilizzare un unico sistema di gestione di livello superiore per supervisionare tutti i dispositivi sulla propria rete. A tal fine, Apple ha ottenuto il supporto di Hewlett-Packard Co. prima dell'annuncio di Xserve in modo che la macchina potesse essere gestita tramite il software di gestione HP OpenView ampiamente utilizzato.
Ciò significa che un manager può utilizzare HP OpenView per monitorare e gestire tutti i dispositivi su una rete, inclusi router, switch e server di più fornitori, tra cui Xserve di Apple. "Questo semplifica notevolmente le cose", afferma William Perkins, un consulente di rete indipendente. “Di solito le aziende utilizzano sistemi di gestione di livello superiore per tenere d'occhio l'intera rete. Se si verifica un problema in un dispositivo come un server, il dispositivo trasmette le informazioni a una console di gestione, dove un amministratore di sistema può identificare il problema.
Problemi rimanenti
Un'ultima sfida che Apple dovrà superare è la percezione che le soluzioni Apple siano costose.
I manager che vogliono sfruttare le funzionalità di Mac OS X a volte, forse ingiustamente, credono che il suo prezzo sia alto perché devono acquistare hardware Apple o Mac per eseguirlo. Al contrario, se utilizzano già Windows NT, ad esempio, il costo per passare a una versione diversa di Windows, Linux o Unix è semplicemente un aggiornamento del software.
Nel frattempo, alcuni ricercatori hanno identificato un'altra preoccupazione: vale a dire, la mancanza di benchmark bioinformatici sul sistema. (Al momento della stampa, non erano disponibili test di benchmark indipendenti.) Alcuni ricercatori hanno eseguito test di benchmark di BLAST su macchine di preproduzione, ma sono riluttanti a condividere i risultati.
Nonostante i problemi rimanenti, Xserve sembra suscitare l'interesse del mercato delle scienze biologiche.
"È improbabile che vedremo intere griglie di [macchine Xserve]", afferma Phil Emer, capo architetto del North Carolina Supercomputing Center. "Piuttosto, è probabile che vedremo i cluster Xserve incorporati nelle griglie". Emer nota che ha già ricevuto una richiesta da una delle sue scuole associate per aggiungere un sistema Xserve a 50 nodi alla griglia esistente.
Emer, Van Etten e altri sono stati tradizionalmente all'avanguardia nello schieramento. La loro accettazione degli ultimi sforzi di Apple suggerisce che la società potrebbe davvero avere un ruolo da svolgere nel mercato dell'informatica di fascia alta.