Superkomputer na życzenie

Za ideą Grid Computing kryje się zestaw technologii pozwalających na tworzenie i wykorzystanie mocy obliczeniowej rozproszonych superkomputerów w celu rozwiązywania problemów wymagających dużych zasobów obliczeniowych.

Za ideą Grid Computing kryje się zestaw technologii pozwalających na tworzenie i wykorzystanie mocy obliczeniowej rozproszonych superkomputerów w celu rozwiązywania problemów wymagających dużych zasobów obliczeniowych.

Przetwarzanie wymagające komputerów o bardzo dużej mocy obliczeniowej to nadal domena naukowców, którzy modelują procesy chemiczne, biologiczne i fizyczne lub dokonują eksperymentów, w których powstają dane o rozmiarach liczonych w tysiącach terabajtów. Do niedawna większość związanych z tym obliczeń realizowano za pomocą specjalizowanych superkomputerów wektorowych lub masowo równoległych. Jednak potrzeby obliczeniowe nauki rosną szybciej niż następuje rozwój sprzętu, a wysoki koszt produkcji jednostkowych systemów powoduje, że nikomu nie opłaca się opracowanie superkomputerów o coraz większej mocy. Stąd potrzeba nowych rozwiązań. W ciągu ostatniej dekady XX wieku uwypukliły się dwie tendencje rozwiązywania tego problemu: meta-przetwarzanie (meta-computing) i klastry złożone z tanich komputerów o niewielkiej mocy.

Głównym celem metaprzetwarzania było stworzenie mechanizmów pozwalających na wykonywanie dużej, jednej aplikacji na pojedynczym, wirtualnym komputerze, złożonym z wielu fizycznych superkomputerów, zlokalizowanych w różnych miejscach świata. Dojrzewające rozwiązania naukowe i techniczne w metaprzetwarzaniu stały się podstawą do opracowania uogólnionej idei obliczeniowej zwanej Grid Computing. Szczegółową wizję takiego przetwarzania przedstawił zespół naukowców w książce The Grid - Blueprint for a New Computing Infrastructure (I. Foster i C. Kesselman; Morgan Kaufman, 1999).

Druga tendencja, mająca rosnący wpływ na wysoko wydajne przetwarzanie, to coraz lepsze rozwiązania sprzętowe i programowe do tworzenia, obsługiwania i zarządzania klastrami luźno połączonych komputerów. Nowe produkty do zarządzania klastrami komputerów obsługują różne rozwiązania architektoniczne, liczne protokoły komunikacyjne, tworząc elastyczną infrastrukturę, którą można stale rozwijać, włączając do niej nowe technologie. Rozwiązania klastrowe są przeznaczone do osadzania aplikacji, które można zdekomponować do dowolnego poziomu ziarnistości komponentu, odpowiedniej do mocy komputera, na którym wykonuje - w zasadzie niezależnie od innych - operacje obliczeniowe na przydzielonej porcji danych.

Co to jest Grid Computing?

Grid Computing (GC) to idea i zestaw technologii pozwalających na tworzenie i wykorzystanie mocy obliczeniowej rozproszonych superkomputerów w celu rozwiązywania problemów, wymagających dużych zasobów obliczeniowych. GC nie ogranicza się jednak do zagadnień wymagających dużej mocy obliczeniowej dla jednej aplikacji. Oto kilka typowych klas aplikacji wymagających zastosowania Grid Computing:

Rozproszone przetwarzanie o dużej mocy do rozwiązywania jednego problemu. Studiowanie zmian parametrów, polegające na wielokrotnym wykonywaniu aplikacji przy zmienianych parametrach w celu oszacowania wpływu zmian na wyniki obliczeń.

Przetwarzanie, w którym zasoby GC są używane do rozwiązywania dużej liczby małych zadań. Moc obliczeniowa "na życzenie" do dostarczenia zasobów komputerowych w szczycie zapotrzebowania.

Obsługa współpracy dużej liczby osób i organizacji, umożliwiająca wspólne korzystanie z dużych mocy obliczeniowych do rozwiązywania ważnych problemów. Łączenie dużych rozproszonych zasobów danych. Telezanurzenie (teleimmersion) - synteza technologii sieciowych i medialnych - łączące wizualizację, interaktywność i symulację. Może być używane do zespołowego projektowania przemysłowego lub architektonicznego, nauczania, szkolenia lub rozrywki (rzeczywistość wirtualna).Obecny stan technologii GC nie pozwala jeszcze na rozwiązywanie wielu problemów, które stawiają sobie naukowcy. Duże nakłady finansowe, ponoszone przez rządy państw i instytucje zajmujące się organizacją badań naukowych, dobrze rokują GC. Międzynarodowe stowarzyszenie Global Grid Forum (http://www.gridforum.org ) zajmuje się wymianą doświadczeń i koordynacją działań, przyśpieszając procesy tworzenia nowych technologii. Służą temu m.in. doroczne spotkania członków tego stowarzyszenia, które gromadzą kilkuset naukowców z Europy i USA.

W tworzeniu rozwiązań dla Grid Computing uczestniczą również firmy prywatne. Sun Microsystems oferuje produkty programowe Gridware do zarządzania zestawami GC, zaś IBM jest dostawcą sprzętu i oprogramowania dla dużego projektu GC w Wlk. Brytanii.