Поделиться
За мощь ПК будем платить как за коммунальные услуги
В отличие от запутанной и бесструктурной паутины WWW, решетка grid - строго упорядоченная система. Подключаясь к последней, пользователь получает доступ к мощи миллионов машин, на которых он может осуществлять вычисления и хранить огромные объемы данных. Вдобавок, эта сеть является наиболее безопасной. Полноценная реализация grid-идеологии в недалеком будущем приведет к тому, что использование компьютера будет оплачиваться как коммунальные услуги, наряду с электричеством и водопроводом. Полный текст статьи был доступен читателям журнала CNews в августовском номере.|
Сеть grid была придумана двумя американскими учеными, Яном Фостером и Карлом Кессельманом в конце прошлого столетия. По сути, grid является "надстройкой" над интернетом. Ее основное назначение - организация распределенных вычислений для решения серьезных задач науки. |
На протяжении нескольких десятков лет наблюдается неуклонный рост производительности компьютерных систем. Причем до недавнего времени он был экспоненциальным. На сегодняшний день технические характеристики ПК достигли параметров, которые невозможно было представить еще 10 лет назад. Реализовывать новые показатели становится все сложнее ввиду достижения технологического предела в производстве процессоров. Каждый шаг в этом направлении требует все больших капиталовложений – в результате дальнейшее увеличение производительности становится необоснованно дорогим. В поисках оптимального решения производители предположили, что ее рост может быть не только интенсивным, но и экстенсивным. Наряду с обычными рабочими станциями они начали создавать, так называемые, кластерные системы – комплекс компьютеров, работающих как единое целое. Но производительность подобных решений ограничивалась размерами помещений, в которых размещались кластеры.
Вектор развития
С массовым производством и распространением дешевых ПК возникла идея создания сети, аналогичной интернет, но отличающуюся тем, что человек, входящий в систему, предоставляет в общее пользование свои вычислительные ресурсы. Такое «осоциализирование» машины будет считаться своеобразной платой за возможность доступа к ресурсам других пользователей. Подобное решение носит название «grid_система». Затраты на создание ПО для grid, протоколов, регламентирующих отношения между пользователями системы, оказываются меньше расходов на сооружение кластеров такой же производительности.
Существуют многочисленные «пакетные» задачи, требующие разового применения значительных компьютерных мощностей. Таковы, например, расчёт (rendering) финальной версии анимационного фильма или математической модели биологических процессов и т.д. В связи с подобной «разовой» потребностью в значительных компьютерных мощностях до 70% времени вычислительные комплексы в большинстве своем простаивают. Например, научный сотрудник какого-либо института практически все свое время тратит на разработку алгоритма решения задачи, написание программы и ее отладку. В этот период вычислительная система ему не нужна и ее могут использовать остальные. В итоге он тратит на порядок меньше времени на обсчет своей задачи. Именно огромные потребности в дешевых вычислительных ресурсах научного сообщества послужили толчком к созданию и развитию grid-идеологии. Ее основной идеей является более рациональное использование компьютерных ресурсов.
Очень многие расчётные задачи хорошо поддаются распараллеливанию, т.е. их можно разбить на множество частей и исполнять одновременно на многих машинах. Такую задачу можно решить весьма быстро, если задействовать большое количество компьютеров, объединённых в сеть; например, вместо 100 минут расчёта на одной машине хватит 1 минуты на 100 машинах. Эта технология называется grid computing.
Примечательно, что потребность в подобном решении высока не только в науке, но и в других отраслях. Многим нефтяным и горнодобывающим компаниям, например, необходимы значительные компьютерные мощности для учета геологических данных и моделирования месторождений. Использование grid-технологий представляется очень перспективным и в финансовых институтах, оперирующих огромными объемами статистических данных. Так, некоторые банки уже сегодня активно реализуют подобный подход. На задачи прогнозирования у них уходят не часы, как ранее, а минуты, что позволяет оперативно реагировать на ситуацию на рынке и, соответственно, получать большую прибыль от банковских операций. Помимо этого, такие системы можно создавать также на частных предприятиях и государственных ненаучных учреждениях, объединив все ПК, принадлежащие организации. По мнению многих экспертов, в течение ближайших пяти лет, grid станет основополагающим направлением в развитии корпоративных ИТ-инфраструктур.
Grid планетарного масштаба
Помимо прочего, в пользу grid говорит возможность виртуально объединять географически разбросанные серверы данных, серверы приложений или консолидировать приложения с базами данных. Такой процесс называется виртуализацией и значительно облегчает работу с информацией. Grid-архитектура обеспечивает возможность консолидации данных таким образом, чтобы гетерогенная информация могла быть представлена с помощью единого сервиса. В качестве примера можно привести работу научного сотрудника, занимающегося поиском структурных особенностей последовательностей оснований ДНК.
Исследователь использует банк данных с последовательностями на одном сервере, а анализирует их структуру при помощи приложений, расположенных на другом. Для этого необходимо скопировать себе на компьютер необходимый геном, затем сбросить его на сервер с приложениями и только потом анализировать. Виртуализация позволяет обходиться без таких лишних шагов. Кроме того, подобная интеграция данных полезна и при использовании аналитических инструментов маркетинга.
Также целесообразно объединять данные территориально-распределенных холдингов. Впрочем, подобные решения сегодня могут рассматриваться лишь как перспективные, так как создание систем, выходящих за рамки одной организации или страны сталкивается с рядом проблем, основной из которых является безопасность передачи данных. Тем не менее, по мнению многих экспертов, будущее за grid-системами масштаба планеты. В идеале grid должна представлять собой один огромный метакомпьютер, с которым работает каждый пользователь, решающий определенную задачу.
Говоря о перспективности развития вычислительных систем в этом направлении можно также представить операционную систему, софт, игры, работающие с учетом параллелизма. В этом случае все свободные компьютерные станции системы будут трудиться над обработкой приложений, запускаемых с одного ПК. Каждая домашняя персональная ЭВМ, благодаря grid-технологиям, превращается в компьютерную систему с огромными возможностями.
Короткая ссылка
