Поделиться
За мощь ПК будем платить как за коммунальные услуги
В отличие от запутанной и бесструктурной паутины WWW, решетка grid - строго упорядоченная система. Подключаясь к последней, пользователь получает доступ к мощи миллионов машин, на которых он может осуществлять вычисления и хранить огромные объемы данных. Вдобавок, эта сеть является наиболее безопасной. Полноценная реализация grid-идеологии в недалеком будущем приведет к тому, что использование компьютера будет оплачиваться как коммунальные услуги, наряду с электричеством и водопроводом. Полный текст статьи был доступен читателям журнала CNews в августовском номере.Коммунальный компьютер
На сегодняшний день выделяют два направления развития технологии– вычислительный grid и grid для бизнеса. Причем второе появилось немного позже, так как изначально grid-архитектуры создавались для удовлетворения потребности в вычислительных мощностях научного сообщества. Многим руководителям ИТ-структур решили использовать для обсчета задач вычислительные ресурсы по требованию – то есть заказчик платит за «процессорное время», которое тратит сеть на решение поставленной задачи. У многих организаций потребность в масштабных вычислениях возникает только несколько раз в год, а поддерживать кластер они должны в течение всего года.
Таким образом, предприятию будущего для успешного продвижения на рынке потребуется, помимо электричества и интернета, как минимум просто провести вычислительный «трубопровод» с установленным счетчиком расхода данного ресурса. Такое коммерческое использование вычислительных ресурсов называется utility computing и является основой grid для бизнеса. Виды услуг, предоставляемых владельцами таких систем, не будут ограничиваться процессорной и оперативной мощностью. Можно предположить, что они будут предоставлять пространство для хранения информации. В этом случае сохранность данных гарантируется за счет разбиения всех данных на части и разнесения их по разным географически распределенным серверам. При этом, для сбора данных в единое целое необходимы специальные ключи.
Основная особенность utility computing состоит в том, что ИТ-система предприятия управляется не на основе конкретных параметров, а на основе неких правил поведения, задаваемых заранее. Причем последние и отражают динамично изменяющуюся в условиях высокой конкуренции бизнес-среду.
С учетом этих правил, ИТ-система автоматически перераспределяет ресурсы между приложениями в зависимости от заранее расставленных приоритетов. Рентабельность использования внешних вычислительных мощностей будет определяться в основном величиной тарифов на эти ресурсы. Некоторым компаниям по-прежнему будет выгоднее содержать свой кластер, но с концепцией utility computing и у малых фирм появится возможность использовать, при необходимости, в своем бизнесе большие вычислительные системы.
Уже сейчас существуют проекты с применением grid-технологий. Так, в нефтегазовой отрасли приложения компаний Landmark, Schlumberger работают в grid-среде. А проект в Aramco является крупнейшей инсталляцией grid в мире.
Кластер, построенный в этой компании, состоит из 7 работающих параллельно подкластеров, по 128 узлов каждый. Часть из них используются для моделирования нефтяных месторождений, часть — для обработки иных данных. Также grid может уже сейчас применяться в фармацевтике. Вообще, наиболее «благоприятными» для быстрого развертывания grid-среды являются приложения с пакетной обработкой данных.
Для grid не все параллельно
Рассмотрим теперь потенциальные трудности, с которыми может столкнуться реализация этой идеологии. Важным свойством задачи при решении ее на распределенных системах является предрасположенность к распараллеливанию. Большинство бизнес-задач, в отличие от вычислительных, тем или иным образом затрагивают СУБД, а именно они трудно поддаются распараллеливанию. Например, один узел получил новые значения каких-то переменных, но не успел записать их на диск, в то время как второй уже обращается к ним. Над этой проблемой работают такие компании как Oracle, Fujitsu-Siemens и др. Универсального решения пока не найдено.
Одной из ключевых трудностей развития grid является выработка единого стандарта программно-аппаратного обеспечения систем. Сомнительно, чтобы несколько серверов разных производителей должным образом распределяли вычислительную нагрузку. В настоящее время наблюдается перемирие в войне стандартов. Поэтому поставщики начали объединяться в альянсы для совместной разработки единых стандартов. Так уже существует консорциум EGA (Enterprise Grid Alliance), в который вошли такие крупные игроки, как Fujitsu-Siemens, Hewlett-Packard, Intel, NEC, Sun, Novell и Citrix Systems. Задача EGA – внедрение grid-технологий на предприятиях. Консорциум планирует сотрудничать с другими сообществами, работающими над grid, такими как Desktop Management Task Force и Global Grid Forum. Финальным этапом своей работы EGA видит построение вычислительных сетей, готовых для сдачи в аренду.
Другие игроки ИТ-индустрии, также не стоят на месте. Так, компании EMC, Intel, Oracle и Dell создали проект MegaGrid, в рамках которого проводится тестирование различных вариантов построения экономически эффективной инфраструктуры grid на базе объединенных вычислительных мощностей компаний.
По стопам интернета
Идея создания grid-систем возникла в США, которые являются на сегодняшний день лидером в их использовании. В России идеология grid также нашла отклик. Впервые наша страна приняла участие в создании grid-систем в рамках проекта EU Datagrid 2001 года. Его целью является создание инфраструктуры с процессорной мощностью порядка 2x1014 операций в секунду и объемом дискового пространства 1016 байт. На сегодняшний день в России создан свой grid-сегмент, в который вошли: НИИЯФ МГУ, ИТЭФ Курчатовского института, ИПМ им. Келдыша, ИФВЭ (Протвино), ОИЯИ. Эта система уже нашла применение в моделировании событий для экспериментов физики высоких энергий. Российские разработчики также принимают активное участие в создании программных пакетов, сервисов и служб для нового ПО.
Впрочем, развитие столь глобальной идеологии, как grid, невозможно без непосредственного участия государства. Так, США вкладывает в реализацию grid значительные средства. В Европе все работы, связанные с новой технологией, координируются в рамках проекта Data Grid, целиком финансируемого Евросоюзом. На сегодняшний день в него уже вложено почти 10 млрд. евро. В то же время, Россия пока не инвестирует в grid, и всем отечественным институтам приходится выживать на различные гранты.
Если рассматривать grid для бизнеса, то новейшая технология привлекает прежде всего те отрасли, где есть высокая потребность в высокопроизводительных вычислениях, причем решаемые задачи должны по возможности легко поддаваться распараллеливанию. Это прежде всего геологические данные, анализ рисков, прогнозирование и модельные расчеты. Энергетика, фармацевтика, химическое производство, автоиндустрия – все эти отрасли являются потенциальными кандидатами на использование grid. По сравнению с суперкомпьютерами grid-среда обеспечивает значительное повышение эффективности вычислений на гораздо более экономичной платформе. Хочется так же отметить тот факт, что развитие grid очень похоже на аналогичный этап эволюции интернет. Именно так в свое время всемирная паутина проникала в сферу бизнес приложений. Изначально компании предпочитали информационное пространство собственных локальных сетей, но впоследствии интернет стал неотъемлемой частью практически любого бизнеса. Уже в достаточно близкой перспективе grid претендует на роль вычислительного инструментария в различных сферах человеческой деятельности.
Евгений Зализняк / CNews
Короткая ссылка
