丁肇中曾經這樣形容他發現陶粒子時所作的工作量:就如同在北京的一場牛毛細雨中,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。假如發明一種技術,自動搜索到這些電腦,并將它們并聯起來,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“網格”技術。資源高度共享
網格(GreatGlobalGrid)是上世紀90年代以來國際上興起的一種重要信息技術。網格利用互聯網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“節點”,而整個計算是由成千上萬個“節點”組成的“一張網格”。
這樣的“虛擬的超級計算機”有兩個優勢,一個是數據處理能力超強;另一個是能充分利用網上的閑置處理能力。網格將分布在不同地理位置的計算資源包括CPU、存儲器、數據庫等,通過高速的互聯網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載情況。
通過網格計算技術,芯片設計廠家可以將他們在數星期內方可完成的設計任務在數小時之內就可順利完成;汽車制造廠商可以利用網格進行模型的模擬測試,從而取代原來的電路測試和風洞試驗,降低了產品成本;在金融行業,網格在風險抵抗等方面將有良好表現;在基因工程領域,網格則是藥物分子模擬、藥物研究、基因測序等應用的最理想工具。新的熱點技術
網格技術將使互聯網迎來第三次浪潮。互聯網的第一次浪潮是把各個計算機從物理上連結起來,第二次浪潮萬維網把網頁和網頁之間連結起來,第三次浪潮將要把整個互聯網整合成一臺巨大的超級計算機,實現計算資源、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。互聯網的第三次浪潮的實質,就是要將萬維網(WorldWideWeb)升華為網格。
目前,國際上共同的觀點是,網格技術將對未來全球經濟發展和社會進步起到巨大的推動作用。當今網格熱潮所預示的商業機會異常誘人,各國政府和企業都在為爭奪網格的制高點積極行動,競爭的激烈程度不亞于當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(下一代互聯網)計劃。 目前網格有代表性的政府研究項目包括美國國家科學基金會資助的NPACI、國家技術網格(NTG)、分布萬億次級計算設施(DTF),美國宇航總署的IDG,歐盟的DataGrid等;美國政府用于網絡技術基礎研究經費則已達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“先進戰略計算創新計劃網格(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“英國國家網格(NKNational Grid)”;日本文部科學省已決定投資700億日元開發超大型網格計算機,它比現在世界上運算速度最快的計算機還快近10倍,將達每秒300萬億次。
各大知名的IT企業也正在加緊對一未來信息技術的研究,美國SUN公司2001年發布了“網格引擎”企業版的測試版,IBM制定了百億美元網格計劃,英特爾提出“計算和通信的融合”,微軟針對網格提出“無處不在的計算”等等。
2002年5月,新興企業蝴蝶網絡公司和IBM宣布,這兩家公司已經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格網絡,該網絡將租借給主要的游戲出版商。IBM表示,這個“蝴蝶網格”網絡將是IBM網格計算”概念首次主要的商業應用;2002年11月,在由多臺個人電腦通過網絡連接組成網格計算環境下,日本美國之間實現了707Mbit/秒的數據傳輸速度;2003年1月22日,IBM針對5個主要行業一一航天、汽車、金融、政府和生命科學行業推出了10種不同的網格解決方案,此舉將網格計算的優勢從學術和研究領域推向了商業和市場;富士通、日立、NEC等三家日本公司已打算共同研究開發網格計算軟件,與美國的IBM、SUN等提供類似軟件的科技公司競爭。網格計算軟件很有可能成為Win—dows、Linux以及Unix等操作系統的有力競爭者。我國的網格技術發展
中國在網格領域起步并不晚,1999年12月即已開始了下一代互聯網研究的第一個項目一一NSFC—NET(中國高速互聯研究試驗網)。2002年,中國與日本簽署了《下一代互聯網中日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試驗網的建設與試驗、系統開發、應用技術開發、標準化四方面內容。IPv6協議是下一代互聯網的核心。網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、面向網格的高性能計算機;建設一個具有5~7萬億次聚合計算能力的高性能計算環境即“中國國家網格”(CN—Grid);開發一套具有自主知識產權的網格軟件;建設若干個科學研究、經濟建設、社會發展和國防建設急需的重要應用網格;形成若干網格技術的國家標準,參與制定國際標準。
很多企業都已經把網格作為未來幾年內的主攻方向,如海爾、TCL、聯想等,其中最為突出的當數曙光。目前,曙光已經與相關機構合作在合肥、西安、上海等地陸續建立了基于網格研究的高性能計算機研究中心,并將推出第一款面向網格的高性能計算機“曙光4000L'’,而且在今后的幾年內陸續推出面向網格的4000A、4000H、4000T系列高性能計算機以支撐起中國網格的核心計算環境。 而聯想公司則把注意力集中在信息家電等終端網格方面,并提出了“微網格”的概念。
中科院計算所正在開展名為“織女星網格”的研究,其核心思想是基于寬帶和無線網絡,讓現在位于一臺計算機內的各種部件都能獨立上網,共享資源和服務。新經濟的“發動機”
業內人士認為,網格所帶來的不僅僅是一種嶄新的理念,一項新技術或是一種新方案,同時它也帶來了更為廣闊的IT發展市場。網格的廣泛市場來源于它的應用需求,如網格能夠充分實現應用層面的互聯互通,消除信息孤島;有利于升級維護,可為用戶提供更多的選擇;網格還可以使信息系統的管理維護更加的方便,更加有利于總體的統一部署、運行、監控、維護和技術改造。目前國外科研、氣象、鐵道、電信等行業已有諸多網格的成功應用案例。
網格的目標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,在這樣的環境下,也會誕生運行虛擬計算平臺的“計算力公司”。
網格將使真正的數字化時代來臨,家庭中的每一個物件都將可能分配一個IP地址,都將進入網絡世界,所有的一切都可以通過網絡來調控,它帶給人類生活的將是一種質變:任何對象都會成為“網點”。汽車將在車流中任意奔馳,警察通過網格監視車速;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生那里看病;不過,大部分犯罪也將是通過計算機進行的,網上罪犯能關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,對地震預測、大氣檢測、疾病監控等許多難以控制的事物,人類通過網格,都將輕松自如地掌握。
美國《福布斯》雜志2001年9月10日發表一組文章,預測信息技術的下一波大浪潮將在2004年—2005年度出現,這一波浪潮的本質特征就是萬維網升級為網格,到2020年,由此產生的互聯網將成長為一個20萬億美元產值的大產業,這個數字是2000年全球信息產業產值的20倍。一些專家認為,正在崛起的以網格技術為核心的第三代互聯網必將成為一臺推動世界經濟發展的新“發動機”。
(責編 王 潛)