На этом шаге мы рассмотрим концепцию GRID.

Любые вычислительные устройства можно считать параллельной вычислительной системой, если они работают одновременно и их можно использовать для решения одной задачи. В этом смысле уникальные возможности дает сеть Интернет, которую можно рассматривать как самый большой компьютер в мире. Никакая вычислительная система не может сравниться ни по пиковой производительности, ни по объему оперативной или дисковой памяти с теми суммарными ресурсами, которыми обладают компьютеры, подключенные к Интернету. Компьютер, состоящий из компьютеров, своего рода метакомпьютер. Отсюда происходит и специальное название для процесса организации вычислений на такой вычислительной системе - метакомпьютинг. В принципе, совершенно необязательно рассматривать именно Интернет в качестве коммуникационной среды метакомпьютера, эту роль может выполнять любая сетевая технология.

Сейчас существует множество объединений пользователей, которые предоставляют свои компьютеры для решения сложных задач в распределенном режиме. Например, проект GIMPS - Great Internet Mersenne Prime Search, созданный для поиска простых чисел Мерсенна, то есть простых чисел вида 2^p - 1, где p является простым числом. В ноябре 2001 года в рамках данного проекта было найдено максимальное на данное время число Мерсенна 2^{13 466 917} - 1. Десятки тысяч компьютеров по всему миру, отдавая часть своих вычислительных ресурсов, работали над этой задачей два с половиной года.

Распределенная вычислительная среда в англоязычной литературе получила название GRID или "вычислительная сеть". GRID (англ. grid - решетка, сеть) - согласованная, открытая и стандартизованная компьютерная среда, которая обеспечивает гибкое, безопасное, скоординированное разделение вычислительных ресурсов и ресурсов хранения информации, являющихся частью этой среды, в рамках одной виртуальной организации. Концепция GRID была использована при создании распределенной вычислительной сети для управления, хранения и обработки данных, которые будут поступать с ускорителя Большого Адронного Коллайдера и его детекторов.

Реальная работа по созданию и апробации систем метакомпьютинга активно идет по многим направлениям. Создаются глобальные полигоны, объединяющие в рамках супервысокоскоростных сетей значительные распределенные вычислительные ресурсы. Проводятся серии экспериментов, направленных на отработку новых сетевых технологий, методов диспетчеризации и мониторинга в распределенной вычислительной среде, интерфейса с пользователем, моделей и методов программирования. Потенциал направления, безусловно, огромен, но число нерешенных проблем пока перевешивает реальный эффект. В отличие от традиционного компьютера метакомпьютер имеет целый набор присущих только ему особенностей:

Метакомпьютер обладает огромными ресурсами, которые несравнимы с ресурсами обычных компьютеров. Это касается практически всех параметров: число доступных процессоров, объем памяти, число активных приложений, пользователей и т. п.
Метакомпьютер является распределенным по своей природе. Компоненты метакомпьютера могут быть удалены друг от друга на сотни и тысячи километров, что неизбежно вызовет большую латентность и, следовательно, скажется на оперативности их взаимодействия.
Метакомпьютер может динамически менять конфигурацию. Какие-то компьютеры к нему подсоединяются и делегируют права на использование своих ресурсов, какие-то отключаются и становятся недоступными. Но для пользователя работа с метакомпьютером должна быть прозрачной. Задача системы поддержки работы метакомпьютера состоит в поиске подходящих ресурсов, проверке их работоспособности, в распределении поступающих задач вне зависимости от текущей конфигурации метакомпьютера в целом.
Метакомпьютер неоднороден. При распределении заданий нужно учитывать особенности операционных систем, входящих в его состав. Разные системы поддерживают различные системы команд и форматы представления данных. Различные системы в разное время могут иметь различную загрузку, связь с вычислительными системами идет по каналам с различной пропускной способностью. Наконец, в состав метакомпьютера могут входить системы с принципиально различной архитектурой, начиная с домашних персональных компьютеров, заканчивая мощнейшими системами из списка Тор500.
Метакомпьютер объединяет ресурсы различных организаций. Политика доступа и использования конкретных ресурсов может сильно меняться в зависимости от их принадлежности к той или иной организации. Метакомпьютер не принадлежит никому, поэтому политика его администрирования может быть определена лишь в самых общих чертах. Вместе с тем, согласованность работы огромного числа составных частей метакомпьютера предполагает обязательную стандартизацию работы всех его служб и сервисов.

На следующем шаге мы рассмотрим моделирование и анализ параллельных вычислений.

Предыдущий шаг Содержание Следующий шаг