Har Apple Computer Inc. har en rolle å spille i høyytelses databehandling for biovitenskap?
I årevis har Apples stasjonære systemer blitt bredt omfavnet av det vitenskapelige samfunnet for deres brukervennlighet, høye ytelse og rimelige priser. Likevel gjøres mest seriøse biovitenskapelige beregninger i dag på datamaskiner fra andre leverandører.
Apple prøver å endre det med en-to-punch: Mac OS X-programvaren som ble annonsert i fjor (og nylig oppgradert), og Xserve-maskinvaresystemene.
Det Cupertino, California-baserte selskapet posisjonerer Xserve til å konkurrere med avanserte servere fra Dell Computer Corp., IBM Corp. og Sun Microsystems Inc. Xserve er bygget på Apples 1GHz PowerPC G4-prosessorer, og Mac OS X-operativsystemet er basert på Unix. Apple hevder at kombinasjonen gir brukerne sine karakteristiske brukervennlige funksjoner, men med et kick.
Serveren kommer i versjoner med enkelt- eller doble prosessorer. Apple sier at en Xserve med to prosessorer kan levere opptil 15 gigaflops (eller 15 milliarder flytende kommaoperasjoner per sekund) prosessorkraft.
Xserve er designet for å ta ett spor i et standard 8-fots datasenterutstyrsstativ. Så mange som 42 Xserve-maskiner med to prosessorer kan stables i ett enkelt rack, og leverer opptil 630 gigaflops prosessorkraft. I tillegg kan hver Xserve lagre i underkant av en halv (0,48) en terabyte med data; et 42-enheters rack kan støtte mer enn 20 TB lagringsplass.
Endre oppfatninger
I løpet av årene har Apple ikke gjort det enkelt for sine supportere å få forespørsler om Apple- og Mac-produkter tatt på alvor av IT-medarbeidere – selv i life science-selskaper der mange forskere er Mac avicionados.
Med Xserve og Mac OS X har Apple gått langt for å bevare sitt rykte for brukervennlighet og samtidig respektere behovene til erfarne IT-administratorer.
Et eksempel: For de som ikke er kjent med Unix, tilbyr Apple en administrasjonskonsoll for grafisk brukergrensesnitt og veivisere for å utføre vanlige oppgaver. Denne kombinasjonen lar ledere ganske enkelt klikke seg gjennom en prosess som å legge til en skriver i nettverk, mens det underliggende systemet håndterer detaljene for å laste skriverdriverne og konfigurere Nettverk.
Slike brukervennlige tilnærminger er fine for nybegynnere og andre som ikke er kjent med avansert nettverk, men for mer erfarne administratorer er GUI-er ikke nyttige, og kan faktisk bremse dem. "Jeg kjenner kommandolinjeoppføringene for de vanligste Unix-instruksjonene bedre enn jeg kjenner barnas bursdager," sier en nettverksadministrator for life science. "Kommandolinjeoppføringene er intuitive for meg. Jeg har brukt dem i årevis. Det grafiske grensesnittet er ikke intuitivt for meg. Det er som når Windows erstattet DOS, ville de fleste gå over til DOS-kommandolinjen for å gjøre enkle oppgaver som flytte og kopiere filer i stedet for å gå gjennom det som på den tiden virket som den kronglete måten Windows gjorde dem på oppgaver."
Apple, til sin ære, anerkjente at Unix-brukere ikke nødvendigvis ville hoppe på et GUI, så det har inkludert et kommandolinjegrensesnitt. Og selskapet har forsøkt å vinne over Unix-puristene ved å duplisere kommandolinjegrensesnittet nøyaktig - helt ned til å bruke samme skjermfargeskjema som finnes i Unix-systemer.
Noen eksperter mener at Apple har truffet den rette kombinasjonen. "Det er et ideelt miljø hvor du har tilgang til både Mac- og Unix-applikasjoner gjennom Mac OS X," sier William Van Etten, en av de tre grunnleggerne av Boston-baserte BioTeam. Net, en konsulentgruppe som fokuserer på å skape og levere leverandørnøytrale informatikkløsninger til life science-selskaper.
Apps nøkkelen
En nøkkel til aksept av Apple-plattformen er og har vært applikasjonsstøtte. Tidligere ble Apple kritisert for ikke å ha et så bredt sett med applikasjoner for maskinvaren som det var tilgjengelig for den tradisjonelle PC-en og serverne som først kjører DOS, deretter Windows.
Så tidlig stilte Apple Xserve-støtte fra avanserte applikasjonsleverandører som betjener biovitenskap. For eksempel, sammenfallende med kunngjøringen av Xserve-maskinvaren, kunngjorde Apple at databaseleverandørene Oracle Corp. og Sybase Inc., samt distribuert dataprogramvareutvikler Platform Computing Inc., støttet maskinen.
Oracle kunngjorde at de ville tilby en Mac OS X-versjon av Oracle9i-databasen og en versjon av klyngingen. programvare, kalt Oracle9i Real Application Clusters, som vil tillate brukere å samle Xserve-enheter til en klynge. Platform Computing Inc. sa at det ville gi bedrifter en måte å bruke Xserve-datamaskiner i et distribuert datanettverk gjennom Platform LSF-programvaren for arbeidsbelastning.
Interessen for Mac OS X-applikasjoner innen life science-miljøet er stor. De fleste av de ofte brukte programmene for informatikkanalyse, som BLAST og HMMER, er blitt overført til operativsystemet og kan enkelt hentes fra Apple og andre kilder.
Andre leverandører har benyttet Unix-aspektene ved Mac OS X for å bringe produktene sine til Xserve- og Mac-miljøet.
Denne sommeren distribuerte for eksempel programvareleverandøren TurboGenomics Inc. lanserte en Mac OS X-versjon av sitt sekvensanalyse TurboBLAST-produkt - en versjon av BLAST-programmet som er optimalisert for å kjøre i et distribuert miljø. Og selskapets nye TurboBench avanserte distribuerte dataprogramvareplattform, som lar forskere kjøre applikasjoner i et distribuert miljø samtidig som de lar dem automatisere arbeidsflyter, støtter Mac OS X-noder.
"Vi utnyttet raskt Unix-kjernen [av Mac OS X] og satte TurboBLAST på den," sa Andrew Sherman, TurboGenomics' visepresident for operasjoner. Prosessen var ganske grei. «Folk som er kjent med Unix bør ikke ha noen problemer. Vi syntes at porteringen var veldig enkel.»
TurboGenomics har også vært interessert i maskinvaren. "Vi kom fra en vitenskapelig databakgrunn og la tidlig merke til at G4-prosessoren hadde egenskaper som ville være svært nyttige for biovitenskapene," sa Sherman. "Det ble klart at mange av tingene folk gjorde innen bioinformatikk passet godt med prosessoren og operativsystemet."
Tidligere i år har Apple og Genentech Inc. utnyttet G4s vektorbehandlingsevner og egenskapene til Mac OS X for å utvikle en optimalisert versjon av BLAST.
I sommer har Numerical Algorithms Group Inc. (NAG) ga ut en kompilator for Mac OS X. "Det er vårt første nye Mac-produkt på nesten 10 år," sa Rob Meyer, president for programvareleverandøren. "Vi hadde kompilatorer for Unix og Linux, men dette var den første for Mac OS X."
Foruten kompilatorene, selger Meyers selskap en rekke applikasjoner, inkludert programvarepakker for visualisering og statistisk analyse. De fleste av applikasjonene kjører på avanserte PC-er, Unix-, Alpha- og Sun-datamaskiner.
Så hvorfor flytte inn på Mac-arenaen, og hvorfor nå? Meyer tilskriver den fornyede interessen til flere faktorer i Apple selv. I årevis så Apple til tre markeder – grunnskoleutdanning, desktop publisering og hjemmebrukere – for å holde selskapet sterkt. Og selv om mange forskere elsket Mac-ene sine, fikk ikke utviklerne en følelse av at Apple var helt bak dem.
"Vi ville høre fra Apple-innsidere at vitenskapelig og teknisk databehandling var viktig, men ikke på første nivå," sa Meyer. Verre for utviklere, "det ville ikke være noen hjelp fra Apple," sier han. "Du må kjøpe ditt eget utstyr og pådra deg kostnadene og risikoen ved å utvikle applikasjoner."
Men situasjonen har endret seg radikalt det siste året. "Vi får mer støtte nå," sier Meyer. «Det er en «møte deg-halvveis»-tilnærming, der de låner ut utstyr og hjelper til med markedsføring.»
Utviklere er absolutt oppmerksomme på Apple-markedet nå. "Det er omtrent 3500 native applikasjoner tilgjengelig for Mac OS X i dag," sa Ken Bereskin, Apples direktør for Mac OS X. "Dette inkluderer populære Mac-applikasjoner og mange andre applikasjoner som er overført til å kjøre på [operativsystemet]." Nesten alle typer applikasjoner er representert, alt fra kontorproduktivitetsprodukter til avansert datastøttet design programmer.
Spiller fint
Mens Apple tar seg sammen på applikasjonsutviklingssiden med Mac OS X, må det fortsatt overvinne en annen svak oppfatning før den kan trenge inn i life science-markedet fullt ut. Spesifikt må den overbevise potensielle brukere om at produktene vil passe godt inn i bedriftsnettverk.
I mange år, mens praktisk talt alle brukte Novell Inc.s NetWare IPX og deretter TCP/IP for sine nettverksprotokoller, brukte Apple en proprietær protokoll kalt AppleTalk.
For de som bare brukte Apple-produkter, var AppleTalk flott: Nettverk basert på det var enkle å sette opp og administrere. Men det var ekstremt vanskelig å få datamaskiner på et AppleTalk-nettverk til å kommunisere med andre datamaskiner på et bedriftsnettverk.
Imidlertid har Apple i flere år nå støttet standardbaserte måter å nettverksmaskiner på. Selskapets datamaskiner inkluderer en Ethernet-kontakt som standardutstyr og full støtte for TCP/IP, noe som gjør det lettere å inkludere dem i bedriftsnettverk.
Apple gikk nylig et skritt videre: Den siste versjonen av Mac OS X Jaguar har mange avanserte administrasjonsfunksjoner, inkludert støtte for den lette katalogtilgangsprotokollen (LDAP) som gjør det enklere å benytte seg av eksisterende LDAP-servere på andre enheter. Støtte for LDAP kan redusere tiden et IT-personell må bruke på å administrere et nettverk. For eksempel, hvis brukertilgangsrettigheter og privilegier allerede er definert for en annen del av nettverket eller for et annet nettverksutstyr, og denne informasjonen er lagret i en LDAP-katalog, trenger ikke IT-personalet å skrive den inn på nytt - Apple-systemer som kjører Mac OS X kan ganske enkelt gjenbruke informasjon.
I tillegg inkluderer Jaguar en ny arbeidsgruppeleder som gjør det enklere å konfigurere datamaskiner og gi rettigheter til å bruke dem. Disse nye funksjonene, kombinert med noen eksterne administrasjonsverktøy i den tidligere versjonen av operativsystemet, er alle kritiske for at Apple-produkter skal bli akseptert av IT-ansatte.
"Funksjoner som disse er avgjørende hvis systemene skal plasseres i et eksisterende nettverk," sier Charles Boatwright, president for Remote Management Consulting, en systemintegrator med ekspertise innen Linux og Unix klynger. «Ledere trenger verktøy som gir dem informasjon om tilstanden til serverne deres til enhver tid, og som gir dem beskjed om potensielle problemer før de tar ned en server. De trenger også verktøy som hjelper dem med å feilsøke problemer når de oppstår.»
Xserve ser ut til å tilfredsstille alle disse kravene. Ledere kan bruke en nettleser for sikker tilgang til Xserves administrasjonssystemer over et nettverk. Fra nettleseren kan lederen se statusen til serveren, notere slike ting som ytelse (CPU-utnyttelse, tilgjengelig diskplass osv.) og hvilke applikasjoner som kjører.
I tillegg kan administrasjonsverktøyene avverge potensielle problemer ved å spore ting som den interne temperaturen til serveren og ytelsen til kjøleviftene, som begge er nøkkelen til å forhindre overoppheting og resulterende krasjer.
Slike verktøy fra en serverleverandør er nyttige, men mange ledere foretrekker å bruke et enkelt administrasjonssystem på høyere nivå for å overvåke alle enhetene på nettverket. Mot det målet stilte Apple opp støtte fra Hewlett-Packard Co. før Xserve ble annonsert, slik at maskinen kan administreres via den mye brukte HP OpenView-administrasjonsprogramvaren.
Dette betyr at en leder kan bruke HP OpenView til å overvåke og administrere alle enhetene på et nettverk, inkludert rutere, svitsjer og servere fra flere leverandører, blant annet Apples Xserve. "Dette forenkler ting veldig," sier William Perkins, en uavhengig nettverkskonsulent. "Vanligvis bruker bedrifter overordnede styringssystemer for å holde et øye med hele nettverket. Hvis det oppstår et problem i en enhet som en server, sender enheten informasjonen videre til en administrasjonskonsoll, hvor en systemadministrator kan identifisere problemet.»
Gjenstående problemer
En siste utfordring Apple må overvinne er oppfatningen om at Apples løsninger er dyre.
Ledere som ønsker å bruke funksjonene til Mac OS X noen ganger, kanskje urettferdig, tror prisen er høy fordi de må kjøpe Apple- eller Mac-maskinvare for å kjøre den. Derimot, hvis de allerede bruker Windows NT, for eksempel, er kostnaden for å flytte til en annen versjon av Windows, Linux eller Unix bare en programvareoppgradering.
I mellomtiden har noen forskere identifisert en annen bekymring: nemlig mangelen på bioinformatiske benchmarks på systemet. (På pressetidspunktet var det ingen uavhengige benchmark-tester tilgjengelig.) Noen forskere har kjørt benchmark-tester av BLAST på preproduksjonsmaskiner, men er motvillige til å dele resultatene.
Til tross for gjenværende problemer, ser det ut til at Xserve får interessen til life science-markedet.
"Vi vil sannsynligvis ikke se hele rutenett av [Xserve-maskiner]," sier Phil Emer, sjefsarkitekt ved North Carolina Supercomputing Center. "Snarere vil vi sannsynligvis se Xserve-klynger innlemmet i rutenett." Emer bemerker at han allerede har fått en forespørsel fra en av medlemsskolene hans om å legge til et 50-node Xserve-system til det eksisterende rutenettet.
Emer, Van Etten og andre har tradisjonelt vært i forkant av distribusjon. Deres aksept av Apples siste innsats tyder på at selskapet faktisk kan ha en rolle å spille i high-end informatikkmarkedet.