丁肇中曾經(jīng)這樣形容他發(fā)現(xiàn)陶粒子時所作的工作量:就如同在北京的一場牛毛細(xì)雨中,尋找那惟一的一顆紅色雨滴。單個的計算機芯片,即使處理能力再強大,也總是在這樣的計算量面前束手無策。即便是IBM公司一臺大約并聯(lián)了8000個處理器芯片的巨型計算機,其計算能力也還是有限的。當(dāng)今世界,大約有4億臺個人電腦,它們在大部分時間里是閑置的。假如發(fā)明一種技術(shù),自動搜索到這些電腦,并將它們并聯(lián)起來,它所形成的計算能力,肯定會超過許許多多超級巨型機。這就是所謂的“網(wǎng)格”技術(shù)。資源高度共享
網(wǎng)格(GreatGlobalGrid)是上世紀(jì)90年代以來國際上興起的一種重要信息技術(shù)。網(wǎng)格利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個“虛擬的超級計算機”,其中每一臺參與計算的計算機就是一個“節(jié)點”,而整個計算是由成千上萬個“節(jié)點”組成的“一張網(wǎng)格”。
這樣的“虛擬的超級計算機”有兩個優(yōu)勢,一個是數(shù)據(jù)處理能力超強;另一個是能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。網(wǎng)格將分布在不同地理位置的計算資源包括CPU、存儲器、數(shù)據(jù)庫等,通過高速的互聯(lián)網(wǎng)組成充分共享的資源集成,從而提供一種高性能計算、管理及服務(wù)的資源能力。人們用這些資源就像用電源一樣,不必計較這些資源的來源和負(fù)載情況。
通過網(wǎng)格計算技術(shù),芯片設(shè)計廠家可以將他們在數(shù)星期內(nèi)方可完成的設(shè)計任務(wù)在數(shù)小時之內(nèi)就可順利完成;汽車制造廠商可以利用網(wǎng)格進行模型的模擬測試,從而取代原來的電路測試和風(fēng)洞試驗,降低了產(chǎn)品成本;在金融行業(yè),網(wǎng)格在風(fēng)險抵抗等方面將有良好表現(xiàn);在基因工程領(lǐng)域,網(wǎng)格則是藥物分子模擬、藥物研究、基因測序等應(yīng)用的最理想工具。新的熱點技術(shù)
網(wǎng)格技術(shù)將使互聯(lián)網(wǎng)迎來第三次浪潮?;ヂ?lián)網(wǎng)的第一次浪潮是把各個計算機從物理上連結(jié)起來,第二次浪潮萬維網(wǎng)把網(wǎng)頁和網(wǎng)頁之間連結(jié)起來,第三次浪潮將要把整個互聯(lián)網(wǎng)整合成一臺巨大的超級計算機,實現(xiàn)計算資源、存儲資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識資源的全面共享。互聯(lián)網(wǎng)的第三次浪潮的實質(zhì),就是要將萬維網(wǎng)(WorldWideWeb)升華為網(wǎng)格。
目前,國際上共同的觀點是,網(wǎng)格技術(shù)將對未來全球經(jīng)濟發(fā)展和社會進步起到巨大的推動作用。當(dāng)今網(wǎng)格熱潮所預(yù)示的商業(yè)機會異常誘人,各國政府和企業(yè)都在為爭奪網(wǎng)格的制高點積極行動,競爭的激烈程度不亞于當(dāng)年在超級計算機上的競爭。早在1996年,美國克林頓政府就啟動了NGI(下一代互聯(lián)網(wǎng))計劃。 目前網(wǎng)格有代表性的政府研究項目包括美國國家科學(xué)基金會資助的NPACI、國家技術(shù)網(wǎng)格(NTG)、分布萬億次級計算設(shè)施(DTF),美國宇航總署的IDG,歐盟的DataGrid等;美國政府用于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)研究經(jīng)費則已達(dá)5億美元。2002年,美國能源部的山地亞國家實驗室宣布,他們的“先進戰(zhàn)略計算創(chuàng)新計劃網(wǎng)格(ASCIGrid)”主要用于核武器研究;英國政府已投資1億英鎊,用來研制“英國國家網(wǎng)格(NKNational Grid)”;日本文部科學(xué)省已決定投資700億日元開發(fā)超大型網(wǎng)格計算機,它比現(xiàn)在世界上運算速度最快的計算機還快近10倍,將達(dá)每秒300萬億次。
各大知名的IT企業(yè)也正在加緊對一未來信息技術(shù)的研究,美國SUN公司2001年發(fā)布了“網(wǎng)格引擎”企業(yè)版的測試版,IBM制定了百億美元網(wǎng)格計劃,英特爾提出“計算和通信的融合”,微軟針對網(wǎng)格提出“無處不在的計算”等等。
2002年5月,新興企業(yè)蝴蝶網(wǎng)絡(luò)公司和IBM宣布,這兩家公司已經(jīng)制作出了一個可支持100萬以上游戲玩家同時在線的游戲網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)將租借給主要的游戲出版商。IBM表示,這個“蝴蝶網(wǎng)格”網(wǎng)絡(luò)將是IBM網(wǎng)格計算”概念首次主要的商業(yè)應(yīng)用;2002年11月,在由多臺個人電腦通過網(wǎng)絡(luò)連接組成網(wǎng)格計算環(huán)境下,日本美國之間實現(xiàn)了707Mbit/秒的數(shù)據(jù)傳輸速度;2003年1月22日,IBM針對5個主要行業(yè)一一航天、汽車、金融、政府和生命科學(xué)行業(yè)推出了10種不同的網(wǎng)格解決方案,此舉將網(wǎng)格計算的優(yōu)勢從學(xué)術(shù)和研究領(lǐng)域推向了商業(yè)和市場;富士通、日立、NEC等三家日本公司已打算共同研究開發(fā)網(wǎng)格計算軟件,與美國的IBM、SUN等提供類似軟件的科技公司競爭。網(wǎng)格計算軟件很有可能成為Win—dows、Linux以及Unix等操作系統(tǒng)的有力競爭者。我國的網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展
中國在網(wǎng)格領(lǐng)域起步并不晚,1999年12月即已開始了下一代互聯(lián)網(wǎng)研究的第一個項目一一NSFC—NET(中國高速互聯(lián)研究試驗網(wǎng))。2002年,中國與日本簽署了《下一代互聯(lián)網(wǎng)中日IPv6合作項目》政府間合作諒解備忘錄,總投資約40億日元,項目包括IPv6試驗網(wǎng)的建設(shè)與試驗、系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用技術(shù)開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)化四方面內(nèi)容。IPv6協(xié)議是下一代互聯(lián)網(wǎng)的核心。網(wǎng)格研究已被列入國家863計劃,“十五”期間我國將研制具有每秒4萬億次運算能力、面向網(wǎng)格的高性能計算機;建設(shè)一個具有5~7萬億次聚合計算能力的高性能計算環(huán)境即“中國國家網(wǎng)格”(CN—Grid);開發(fā)一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)格軟件;建設(shè)若干個科學(xué)研究、經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展和國防建設(shè)急需的重要應(yīng)用網(wǎng)格;形成若干網(wǎng)格技術(shù)的國家標(biāo)準(zhǔn),參與制定國際標(biāo)準(zhǔn)。
很多企業(yè)都已經(jīng)把網(wǎng)格作為未來幾年內(nèi)的主攻方向,如海爾、TCL、聯(lián)想等,其中最為突出的當(dāng)數(shù)曙光。目前,曙光已經(jīng)與相關(guān)機構(gòu)合作在合肥、西安、上海等地陸續(xù)建立了基于網(wǎng)格研究的高性能計算機研究中心,并將推出第一款面向網(wǎng)格的高性能計算機“曙光4000L'’,而且在今后的幾年內(nèi)陸續(xù)推出面向網(wǎng)格的4000A、4000H、4000T系列高性能計算機以支撐起中國網(wǎng)格的核心計算環(huán)境。 而聯(lián)想公司則把注意力集中在信息家電等終端網(wǎng)格方面,并提出了“微網(wǎng)格”的概念。
中科院計算所正在開展名為“織女星網(wǎng)格”的研究,其核心思想是基于寬帶和無線網(wǎng)絡(luò),讓現(xiàn)在位于一臺計算機內(nèi)的各種部件都能獨立上網(wǎng),共享資源和服務(wù)。新經(jīng)濟的“發(fā)動機”
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,網(wǎng)格所帶來的不僅僅是一種嶄新的理念,一項新技術(shù)或是一種新方案,同時它也帶來了更為廣闊的IT發(fā)展市場。網(wǎng)格的廣泛市場來源于它的應(yīng)用需求,如網(wǎng)格能夠充分實現(xiàn)應(yīng)用層面的互聯(lián)互通,消除信息孤島;有利于升級維護,可為用戶提供更多的選擇;網(wǎng)格還可以使信息系統(tǒng)的管理維護更加的方便,更加有利于總體的統(tǒng)一部署、運行、監(jiān)控、維護和技術(shù)改造。目前國外科研、氣象、鐵道、電信等行業(yè)已有諸多網(wǎng)格的成功應(yīng)用案例。
網(wǎng)格的目標(biāo)就是提供給人們隨取即用的計算資源,就像家中的水、電、煤氣、電話一樣。類似于電力系統(tǒng),在這樣的環(huán)境下,也會誕生運行虛擬計算平臺的“計算力公司”。
網(wǎng)格將使真正的數(shù)字化時代來臨,家庭中的每一個物件都將可能分配一個IP地址,都將進入網(wǎng)絡(luò)世界,所有的一切都可以通過網(wǎng)絡(luò)來調(diào)控,它帶給人類生活的將是一種質(zhì)變:任何對象都會成為“網(wǎng)點”。汽車將在車流中任意奔馳,警察通過網(wǎng)格監(jiān)視車速;公司管理更加便捷:按一下手表上的按鈕,就能從三維圖像中觀察到你在國外分公司的情況;電子秘書將代替病人到眼科醫(yī)生那里看?。徊贿^,大部分犯罪也將是通過計算機進行的,網(wǎng)上罪犯能關(guān)閉銀行的信號或給電子控制汽車制造車禍,普遍的”芯片化”會成為全球跟蹤的手段;在不久的將來,對地震預(yù)測、大氣檢測、疾病監(jiān)控等許多難以控制的事物,人類通過網(wǎng)格,都將輕松自如地掌握。
美國《福布斯》雜志2001年9月10日發(fā)表一組文章,預(yù)測信息技術(shù)的下一波大浪潮將在2004年—2005年度出現(xiàn),這一波浪潮的本質(zhì)特征就是萬維網(wǎng)升級為網(wǎng)格,到2020年,由此產(chǎn)生的互聯(lián)網(wǎng)將成長為一個20萬億美元產(chǎn)值的大產(chǎn)業(yè),這個數(shù)字是2000年全球信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的20倍。一些專家認(rèn)為,正在崛起的以網(wǎng)格技術(shù)為核心的第三代互聯(lián)網(wǎng)必將成為一臺推動世界經(jīng)濟發(fā)展的新“發(fā)動機”。
(責(zé)編 王 潛)