网格计算成为超级计算发展重要趋势

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一、网格计算的由来与发展。

随着互联网技术的快速发展，网格计算充分利用地理分布的计算资源（包括数据库、贵重仪器等资源），协同解决复杂的大规模问题，特别是仅依靠当地资源无法解决的复杂问题，是一种专门针对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式是利用互联网将分散在不同地理位置的计算机组织成一台虚拟超级计算机，其中每台参与计算的计算机都是一个节点，整个计算机成千上万的节点组成的网格，因此这种计算方法被称为网格计算。这种组织的虚拟超级计算机有两个优点，一个是超级数据处理能力，另一个是充分利用在线闲置处理能力。简单地说，网格是将整个网络整合成一个巨大的超级计算机，存储资源，实现计算资源的全面共享。

近年来，随着计算机计算能力的快速增长、互联网的普及、高速网络成本的大幅降低以及传统计算方法和计算机使用方法的变化，网格计算已逐渐成为超级计算发展的重要趋势。网格计算是一个全新而重要的研究领域。其主要特点是大规模资源共享、高性能计算和创新应用，将成为21世纪经济发展的重要驱动力。

自20世纪90年代以来，世界各国，特别是发达国家，已经建立了许多超级计算应用中心和工程研究中心。美国还制定了新一轮规划的先进计算框架（ACIP），发展了21世纪的先进计算技术。在科技部的领导和主持下，经过专家组和相关单位的努力，国家高性能计算环境作为我国高性能计算和信息服务的战略基础设施，发展迅速。在建成的5个国家高性能计算中心的基础上，在中南、西北等地建立了新的国家高性能计算中心。科技部加强了网络节点的建设，形成了以科学院为主体的计算网格。教育部还启动了网格计算项目，第一批12家网点正在建设中，国家基金委员会还列出了专项基金资助网格计算。

网格是借鉴电网的概念，网格的最终目的是希望用户在使用网格的计算能力时，就像现在使用电一样方便简单。

二、网格计算的应用。

(1)分布式超级计算。

网格计算可以集中分布式超级计算机，共同解决复杂的大规模问题。有效组织大量闲置计算机资源，提高资源利用效率，节省大量重复投资，及时满足用户需求。

(2)高吞吐率计算机。

网络技术可以非常有效地提高计算吞吐率。它利用CPU周期窃取技术集中大量闲置计算机的计算资源，提供对时间不敏感的问题，作为计算资源的重要来源。

(3)数据密集型计算。

数据密集型计算的问题通常同时产生很大的通信和计算需求，需要网格能力来解决。网格已广泛应用于药物分子设计、计算力学、计算材料、电子学、生物学、核物理反应、航空航天等领域。

（4）给予更广泛信息共享的人与人之间的互动。

网格的出现突破了人与人之间的地理界限，使科技工作者之间的交流更加方便。在某种程度上，人与人之间的智慧共享可以实现。

（5）更广泛的资源贸易。

随着大型机器性能的提高和微机的普及，其资源闲置问题越来越突出。网络技术可以有效地组织这些闲置资源，使大量的计算需求用户能够获得这些资源，而资源提供商的应用不会受到太大的干扰。

三、网格计算应用的优点。

（1）基于这些接口的实现，网络中的所有服务都可以轻松构建具有层次结构和更高层次的服务。这些服务可以跨越不同的抽象层次，以统一的方式对待。

（2）虚拟化也使多个逻辑资源有可能投射到相同的物理资源中。在组合服务时，不需要考虑具体的实现。它可以基于低级资源的组成，并在虚拟组织中进行供应管理。

四、网格分类。

网格是指将整资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源存储资源、数据资源、信息资源、知识资源和专家资源的全面共享。它的规模可以大到一个州，小到企事业单位、局域网，甚至是家庭和个人。

目前，超级计算机仍在复杂科学计算领域占主导地位，但由于其成本高，通常仅用于航空航天、气象等国家部门。网格计算作为一种新的计算模式，其低成本和超强的数据处理能力受到青睐。

五、结尾语。

一些业内专家预测，网格计算将成为未来网络市场发展的热点。如果网络技术能够根据预期的17%年增长率促进市场持续增长，2020年将形成年产值20万亿美元的大型产业。