需求推动因特网新浪潮
今天,因特网(Internet)和万维网(Web)已经普及。有观点认为,因特网和万维网技术已经接近成熟期,它们即将被更先进的技术取代。那么,“因特网后面是什么?万维网后面是什么?什么是信息技术的下一个大浪潮?”我们必须提出这些问题,思考这些问题,回答这些问题,才有希望参与和创造信息技术的下一个大浪潮。
先是一小批人,后来是越来越多的专家得出结论,这下一个大浪潮就是——网格(Grid)。
网格的理想,早在1960年就提出来了,但对网格的大规模研究只是近十年的事。今天,网格研究已取得很大进展,就连大众媒体上也出现了很多与网格相关的技术名词:元计算(metacomputing)、对等计算(peer-to-peer computing)、分布计算(distributed computing)、计算网格(computing grid)、信息网格(information grid)、知识网格(knowledge grid)、数据网格(data grid)、访问网格(Access grid)、万维网服务(web service)等。
尽管网格技术还远不如因特网和万维网技术那么成熟,但已经在一些公司和研究所进入了试用或实用阶段。美国能源部的山地亚国家实验室最近公布,它的“先进战略计算创新计划网格(ASCI Grid)”将投入生产性使用,主要用于核武器研究。IBM公司则部署了一个内部研究网格,以便于分散在美国、以色列、瑞士、日本等地的IBM研究人员共享计算资源。医药、化工、通信、电子、汽车等领域的一些大公司,如辉瑞(Pfizer)、爱立信(EriCsson)、日立(Hitachi)、宝马(BMW)、联合利华(Unilever)、葛兰素威康(Glaxo Wellcome)、史克必成(Smith-Kline)等,都已经开始构造和试用内数据网格(data grid)、访问网格(access grid)、万维网服务(web service)等。
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,它天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。