Метакомпьютинг и грид

В начале 90-х годов столь же бурно, как и микропроцессоры, стали развиваться телекоммуникационная аппаратура и линии передачи. Идея объединения процессорных технологий с телекоммуникационными дала толчок Метакомпьютингу, как способу соединения суперкомпьютерных центров. Метакомпьютинг определяется как “использование мощных вычислительных ресурсов, доступных прозрачно посредством телекоммуникационной среды”. В дополнении к условию прозрачности применимы также такие характеристики как бесшовность, масштабируемость и глобальность. Таким образом, в новой парадигме Метакомпьютинга предлагалось полностью скрыть наличие телекоммуникаций и использовать подключенные к сети компьютеры как единый объединенный вычислительный ресурс. Основной акцент в Метакомпьютинге делался на то, что потенциальный пользователь может получить практически неограниченные ресурсы для вычислений и хранения данных

Начатые в этом направлении работы – в первую очередь по системам Globus (совместный проект Арагоннской национальной лаборатории ANL при университете Чикаго и института информатики университета Южной Каролины ISI USC) и Legion (университет Вирджинии), а также ряд других - привели к существенному обобщению идеи Метакомпьютинга. Уже на начальном периоде развития было показано, что для программной поддержки распределенной среды необходимо решить широкий круг проблем: связь, безопасность, управление заданиями, доступ к данным, информационное обеспечение. Все эти вопросы имеют прямые аналоги в операционных системах, но должны быть пересмотрены для ненадежной, открытой и распределенной глобальной среды. Более того, архитектура среды должна быть расширяемой и способствующей наращиванию функциональности при сохранении работоспособности. В процессе практической работы идея метакомпьютинга претерпела существенные изменения, что привело к появлению нового термина – грид (От английского grid – решетка, сеть, electric grid – электрическая сеть. Вариант появления термина подразумевает смысловую аналогию: использование вычислительной грид среды для пользователя просто как использование обычного электричества).

Одно из классических определений:

«Грид является согласованной, открытой и стандартизованной средой, которая обеспечивает гибкое, безопасное, скоординированное разделение ресурсов в рамках виртуальной организации – то есть динамически формирующейся совокупности независимых пользователей, учреждений и ресурсов».

Обратим внимание что речь больше не идет о “мощных вычислительных ресурсах” Метакомпьютинга. В качестве процессорных ресурсов в грид рассматриваются рабочие станции и обычные ПК. В любой, как научной, так и коммерческой организации, основные вычислительные мощности сосредоточены вовсе не в суперкомпьютерном парке. Если организация располагает тремя тысячами рабочих мест на базе рабочих станций, то за время их регулярного простоя потерянные циклы составят существенную долю даже терафлопной производительности. Мощные ресурсы - суперкомпьютеры, кластеры, SMP-системы - остаются только важным частным случаем. Новая грид трактовка применима к самым разнообразным типам ресурсов: телекоммуникациям, системам массовой памяти, хранилищам данных, а также измерительным и научным инструментам.

Выход за рамки высокопроизводительных систем и приложений выявляет реальное содержание Грид: это инфраструктура для поддержки любой глобально распределенной вычислительной деятельности. От инфраструктуры Грид может извлечь пользу множество типов приложений – это электронный бизнес, кооперативное проектирование, исследование данных, системы обработки высокой пропускной и собственно распределенный суперкомпьютинг (то есть Метакомпьютинг). Для некоторых из этих приложений с “хорошими” свойствами, могут и не требоваться высокопроизводительные телекоммуникации как для Метакомпьютинга. Тогда в качестве телекоммуникационной составляющей инфраструктуры грид может выступать обычный Интернет - неограниченно масштабируемый, всеобъемлющий и повсеместный уже сейчас.

В качестве примера можно привести известный проект по проблеме SETI, в котором данные с радиотелескопов обрабатывались в фоновом режиме на миллионах частных персоналок по всему миру в поисках сигналов от внеземных цивилизаций.