網格計算成為超級計算發展重要趨勢

來源:投稿網時間:2023-06-30 10:00:07

一、網格計算的由來與發展。

隨著互聯網技術的快速發展，網格計算充分利用地理分布的計算資源（包括數據庫、貴重儀器等資源），協同解決復雜的大規模問題，特別是僅依靠當地資源無法解決的復雜問題，是一種專門針對復雜科學計算的新型計算模式。這種計算模式是利用互聯網將分散在不同地理位置的計算機組織成一臺虛擬超級計算機，其中每臺參與計算的計算機都是一個節點，整個計算機成千上萬的節點組成的網格，因此這種計算方法被稱為網格計算。這種組織的虛擬超級計算機有兩個優點，一個是超級數據處理能力，另一個是充分利用在線閑置處理能力。簡單地說，網格是將整個網絡整合成一個巨大的超級計算機，存儲資源，實現計算資源的全面共享。

近年來，隨著計算機計算能力的快速增長、互聯網的普及、高速網絡成本的大幅降低以及傳統計算方法和計算機使用方法的變化，網格計算已逐漸成為超級計算發展的重要趨勢。網格計算是一個全新而重要的研究領域。其主要特點是大規模資源共享、高性能計算和創新應用，將成為21世紀經濟發展的重要驅動力。

自20世紀90年代以來，世界各國，特別是發達國家，已經建立了許多超級計算應用中心和工程研究中心。美國還制定了新一輪規劃的先進計算框架（ACIP），發展了21世紀的先進計算技術。在科技部的領導和主持下，經過專家組和相關單位的努力，國家高性能計算環境作為我國高性能計算和信息服務的戰略基礎設施，發展迅速。在建成的5個國家高性能計算中心的基礎上，在中南、西北等地建立了新的國家高性能計算中心。科技部加強了網絡節點的建設，形成了以科學院為主體的計算網格。教育部還啟動了網格計算項目，第一批12家網點正在建設中，國家基金委員會還列出了專項基金資助網格計算。

網格是借鑒電網的概念，網格的最終目的是希望用戶在使用網格的計算能力時，就像現在使用電一樣方便簡單。

二、網格計算的應用。

(1)分布式超級計算。

網格計算可以集中分布式超級計算機，共同解決復雜的大規模問題。有效組織大量閑置計算機資源，提高資源利用效率，節省大量重復投資，及時滿足用戶需求。

(2)高吞吐率計算機。

網絡技術可以非常有效地提高計算吞吐率。它利用CPU周期竊取技術集中大量閑置計算機的計算資源，提供對時間不敏感的問題，作為計算資源的重要來源。

(3)數據密集型計算。

數據密集型計算的問題通常同時產生很大的通信和計算需求，需要網格能力來解決。網格已廣泛應用于藥物分子設計、計算力學、計算材料、電子學、生物學、核物理反應、航空航天等領域。

（4）給予更廣泛信息共享的人與人之間的互動。

網格的出現突破了人與人之間的地理界限，使科技工作者之間的交流更加方便。在某種程度上，人與人之間的智慧共享可以實現。

（5）更廣泛的資源貿易。

隨著大型機器性能的提高和微機的普及，其資源閑置問題越來越突出。網絡技術可以有效地組織這些閑置資源，使大量的計算需求用戶能夠獲得這些資源，而資源提供商的應用不會受到太大的干擾。