“网格计算”日渐成为科学研究热点
一个叫做的新名词,成为9月3日在北京开幕的国际高能物理和核物理计算会议讨论的焦点。
网格计算,其实并非高能物理领域的专利,甚至离普通的家用电脑用户也并不遥远。
对此,这次会议的组织者———中国科学院高能物理所的专家给大家打了一个比方:冬天,当我们离开家的时候,家里的暖气对于我们毫无意义。在一个城市中,如果有一种技术将这些无人消受的热能汇集起来,其当量不亚于一座小型电站。
网格计算的出现,就诞生于这种朴素的思想。而它所带来的革命,将改变整个计算机世界的格局。
中科院高能所许榕生研究员说,随着科学的进步,这个世界每时每刻都在产生着海量的数据和信息。西欧高能物理中心一台高能粒子对撞机每年所获取的数据,用100万台个人电脑的硬盘都装不下,而分析这些数据,则需要更大的计算能力。丁肇中曾经这样形容他发现陶粒子的工作量:就如同在北京的一场牛毛细雨中,寻找那唯一的一颗红色雨滴。
单个的计算机芯片,即使处理能力再强大,也总是在这样的计算量面前束手无策。20世纪80年代早期,“并行计算”的概念开始兴起。人们将多个芯片并联起来,达到了数倍于单个芯片的计算能力。在IBM公司最新的巨型计算机中,大约并联了8000个处理器芯片。即便如此,巨型机的能力也还是有限的,况且一台这样的机器,造价在1100万美元左右,还要有一套昂贵的建筑将它装下才行。
人们把思路进一步拓展。在当今世界,大约有4亿台个人电脑,它们在大部分时间里是闲置的。假如发明一种技术,自动搜索到这些电脑,并将它们并联起来,它所形成的计算能力,肯定会超过许许多多超级巨型机。
一个叫做“网格计算”的全新科学领域就这样诞生了。人们先将一个城市中“算有余力”的计算机联结起来,形成一个机群,然后再通过互联网,将这些分布在世界各地的机群连在一起。这样,从哈勃望远镜传回的数据,也许在新疆某地一位教师家里的联网计算机上处理了某一个批量;中科院华大基因中心的DNA测序结果,也许会发送到南非某计算中心进行加工。总之,从1995年至今,已有数以百万台计的个人电脑加入到网格计算的行列中来,它每天所形成的计算能力,大约相当于数千台个人电脑满负荷地工作一年。
说起高能物理与计算机、互联网之间的密切关系,中科院高能所高级工程师谢小希认为,这是需求推动科学进步的典型体现。正是由于高能物理巨大的计算需求和安全需要,促进了因特网在20世纪80年代的诞生;90年代初,又是由于高能物理的需要,万维网技术得以出现和迅速推广;21世纪初,同样是由于高能物理研究的迫切要求,网格技术的设想引起了全球范围的关注。这三大新生事物的出现,形成了互联网发展的三大里程碑。
当初恐怕谁也不会想到,中科院高能物理所在中国第一个接入国际互联网,我国第一个真正意义上的网站,也是由高能所的专家搭建而成。“正像网格计算这个名字一样,科学技术的发展从来都不是孤立的,新的突破,恰恰产生在科学交叉的结合部上”,谢小希这样说道。