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出版日期:2002-03-04 总期号:1097 本年期号:14

本期导读
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网格汇聚能量

吴会松

  网络的初衷是什么?就是把分散在各处的计算机连接起来,使它们能够完成一台大计算机所能完成的工作。网格运算则使网络回归了本性。

  在最近的全球高科技会议上出现最多的热门辞汇,大概就是网格运算(Grid Computing)了。随着Platform宣布将率先推出超级电脑与网格运算解决方案后,IBM亦不甘示弱,部署了一个内部研究网格。此外,Sun则与Avaki也在共推企业用全球网格模式。无疑,网格已成为继Internet与Web后的第三大互联浪潮。

  网格主要由网格节点、资料库、贵重仪器、视觉化设备、宽带骨干及网格软件等六部分组成。美国网格运算项目领导人之一的伊恩曾描述,网格是构筑在Internet上的一组新兴技术,将高速互联网、电脑、大型资料库、传感器、远端设备等融为一体,为科技人员与普通网民提供更多资源、功能及服务。过去,Internet主要提供电子邮件、网页浏览等通信功能,而网格的功能则更多、更强,除能供人共享运算、存储及其它资源外,还包括通信、软件、信息硬件及知识等资源。

  利用网格,芯片设计商可将原来需耗时数星期的设计任务,提前在数小时内完成,从而缩短了产品的面市时间。同样,汽车制造商亦可利用网格进行模型的模拟测试,从而取代原来的电路测试和风洞试验,降低产品的设计成本。而在金融业,网格则在风险控制、管理等方面发挥巨大作用。至于基因工程领域,网格则是药物分子模拟、药物研究、基因测序等应用的最理想工具。

  专家认为,网格技术是现代高科技发展的必然产物,从生物领域的后基因序列计划的解读,到高能物理领域更深层次物质结构的研究,乃至于哈伯望远镜所撷取的大量宇宙资料,以及气象、地震预报预测,种种重大科学领域的运算问题,均促成科学家利用遍布全球的电脑资源,通过高速网络予以串连,共同解决运算问题。

  目前,由欧美四大电脑中心与六大高能物理电脑基地构成的国际性网络技术环境,彼此间以1Gbps以上的网络带宽接轨。至此,网格运算技术已引起欧美乃至其他国家科学界的高度关注,各行业都想积极参与网格技术的开发应用,通过网格的一系列技术,更好地使用全球网络资源。

  目前,网格研究主要以美国和欧洲为首。其中英国政府已投资1亿英镑,用以研发“英国国家网格”(NK National Grid)。此外,美国政府用于网格技术的基础研究经费则高达5亿美元。美国军方正规划实施一巨型网格计划,名为“全球信息网格”(Global Information Grid),预计在2020年完成。作为该计划的一部分,美国海军陆战队另推动一项耗资160亿美元、历时8年的项目,包括系统研发、制造、维护及升级。

  尽管网格技术还远不如互联网和Web技术那么成熟,但却已有部分公司和研究所进入了使用或试验阶段。美国能源部的山地亚国家实验室最近宣布,其“先进战略运算创新计划网格”将用于核武器研究,此外,美国国防部与欧洲能源机构等都已先后开始采用网格技术。论及网格的应用范围,放眼国内诸多领域,如能源、交通、气象、水利、农林、教育、环保等都对高性能运算网格及信息网格的需求有迫切的要求。目前由于国内各领域研究资料零碎分散于各处,共用困难且利用率低,将来若将此类资料通过网格共用,就可发挥最大的综合效果。

  网格运算的建立,有利于各计算中心的资源共享,充分利用硬件和软件资源,在节约成本的同时,还将使其在基础研究、汽车、大型水电工程、石油勘探、气象气候、航空、交通、金融、医疗等领域发挥空前的作用。