智能网格加速技术研究及应用 第2页
一、 网格的起源
智能网格的兴起由于两个先决因素，一是存储器的发展速度远远高于处理器的发展速度；二是网络的大规模普及和其带宽的飞速扩展。衡量技术进步快慢的一个实用标准是：速度或容量翻倍的平均周期，或价格减半的平均周期。对存储、网络和计算能力而言，周期大约分别是12、9和18个月。按每单位面积的比特数衡量的数据存储容量每年都在成倍增长，现在1TB的特大容量磁盘的成本已降到1千元以下。存储专家预计，这种趋势还将继续，因此他们正在规划PB规模的大容量外存储器，一些建立高分辨能力仿真系统的科学家们也在规划PB级的大容量外存储器。如此大的数据量将对我们目前的分析能力提出更高的要求。现在，微处理器性能的显著提高使普通的台式电脑或膝上型电脑变成了功能强大的计算引
擎，但计算机能力的发展速度仍然落后于存储容量。因此，在单一地点整合大规模分析所需的计算资源变得越来越不现实。相对于计算机能力每18个月提高一倍的速度，网络性能提高的速度要快一倍。这一点改变了我们对协作本身和如何实施协作的认识。如果像所预料的那样，网络以这样的速度发展，那么通信将基本上是免费的。为充分利用丰富的带宽资源，我们必须设想通信密集型的新型工作方式。
二、 网格技术的特点及其意义
智能网格(Grid)是近年来兴起的一种前沿信息技术，是互联网信息技术发展的新趋势。它的思想来源于电力智能网格，目的是将计算能力和信息资源象电力网一样通过网络形式方便地传送到用户中。智能网格是高性能计算机、数据资源、因特网三种技术的有机组合和发展，它把分布在各地的各种计算机连接起来，进行资源共享。美国智能网格项目的负责人之一伊安•福斯特在他所主编的题为《智能网格：21世纪信息技术基础设施的蓝图》一书认为：“智能网格就是构筑在互联网上的一组新兴技术。它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通用户提供更多的资源、功能和交互性。互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能，而智能网格的功能则更多和更强，能让人们透明地使用计算、存储等其他资源。”因此，智能网格是一个一致、开放、标准的计算环境的信息基础设施，支持聚合地理上广泛分布的高性能计算资源、大容量数据和信息存储资源、软件和应用系统、高速测试和获取系统、以及人力等各种资源的合作问题求解系统的构造。
智能网格的根本特征是资源共享。它把整个网络整合成一台巨大的超级虚拟计算机，实现各种资源的全面共享。目前因特网上各种信息资源由于分散在不同的地方，要进行资源共享十分困难，并且利用效率比较低。智能网格则可以实现互联网上所有资源包括硬软件资源、计算资源、存储资源、通信资源、信息资源、知识资源等的全面连通，通过智能网格系统进行利用，使网络信息资源能充分利用，从而发挥网络信息资源的价值。
智能网格的特点可以从不同的角度进行描述。在规模上，它具有可扩展性。智能网格可以从最初的包含少数的资源发展到具有成千上万资源的大智能网格，可以从个人智能网格逐步扩展到学校智能网格，企业智能网格甚至是全球智能网格；在结构上，它具有异构性。构成智能网格计算系统的不同类型的超级计算机在体系结构、操作系统等多个层次上可能具有不同的结构；在性能上，它具有动态性。智能网格计算系统中的资源共享造成系统行动和系统性能经常变化；从管理的角度来看，智能网格具有多级管理域。由于构成智能网格计算系统的各个计算机资源可能属于不同的机构，因此，需要各个机构共同参与管理。根据计算角度和应用特性，智能网格又可分为计算智能网格、存储智能网格、数据智能网格、信息智能网格、知识智能网格等。
智能网格将带来一场互联网的革命。互联网的作用是将各种计算机连结起来，而智能网格是将各种信息资源连结起来。互联网实现了计算机硬件的连通，Web实现了网页的连通，而智能网格试图实现互联网上所有资源的全面连通，包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等。智能网格的应用将会遍及各个领域，从而给各行各业带来巨大的效益。正如IBM深度计算研究所所长比尔•普里布兰所说，智能网格和高性能计算机等信息技术的根本目的就是辅佐人类实现人与机器共生，从而解放人的大脑，提高社会的生产力。有人认为，美国70年代对因特网的研究导致了今天网络经济的繁荣，而现在对智能网格的研究可与当年的因特网研究相提并论，可以预料10年后的智能网格将如同今天的因特网一样，普及到国民经济和社会的各个领域，从而起到重大的作用。
智能网格将成为信息产业的新热点，从而带来许多机会和巨大的经济效益。据美国《福布斯》杂志的预测，智能网格技术将在2005年达到高峰。如果智能网格技术能按预期的17%年增长率持续发展的话，那么，在2020年将会形成一个年产值20万亿美元的大产业，将对世界社会经济产生巨大的影响。
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