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浪潮个人超级计算机云计算系列 七 超级计算设计方案 2011-06-21 浪潮个人超级计算机云计算系列(七)：超级计算设计方案浪潮个人超级计算机云计算系列(七)：超级计算设计方案 文/李蔚 20世纪后半期，全世界范围掀起第三次产业革命的浪潮，人类开始迈入后工业社会--信息社会。在信息经济时代，其先进生产力及科技发展的标志就是计算技术。时至今日，计算科学，尤其是以超级计算机(或高性能计算机)为基础的计算科学已经与理论研究、实验科学相并列，成为现代科学的三大支柱之一。 现代超级计算基于先进的集群技术构建，即常说的网格计算技术(Grid Computing)。网格计算是伴随着互联网发展起来的，专门针对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个虚拟的超级计算机，其中每一台参与计算的计算机就是一个节点，而整个计算是由成千上万个节点组成的一张网格，所以称之为网格计算。这种超级计算机有两个优势，一个是数据处理能力超强，另一个是能充分利用网上的闲置处理能力。实际上，网格计算是分布式计算(Distributed Computing)的一种。需要说明的是，网格计算是一种传统的、更加专业化的定义方式，而超级计算则是更加通俗化的概念。两者从本质上是一致的。 超级计算中心(即超算中心)是指基于超级计算机系统对外提供计算资源、存储资源以及技术咨询等服务的机构或单位。超级计算在一个国家的发展中，特别是一些尖端科技的发展中，发挥着不可替代的作用，生物科技、石油勘探、气象预报、国防技术、工业设计、城市规划等经济、社会发展的关键领域都离不开超级计算。各个国家，尤其是经济、科技水平比较发达的国家，都把促进超级计算的发展作为重要的规划内容。 超级计算与云计算 如本刊前文所述，云计算是一种将全球范畴、高度可扩展、灵活的服务通过互联网进行发布与消费，采取按需求和实际使用付费的商业模式。云计算代表着全新的价值：它可以让企业获得高度可扩展和灵活的互联网服务；SaaS的瘦客户端应用减轻了软件的采购和维护成本；所有的功能都以服务的方式提供给用户。 云计算是从网格计算演化而来，能够随需应变地提供资源。网格计算可以在云中，也可能不在，这取决于什么样的用户在使用它。如果用户是系统管理员和集成商，他们就会关心如何维护云，如升级、安装和虚拟化服务器与应用程序等；如果用户是消费者，就不必关心系统是如何运行的。 网格计算与云计算有很多相似之处，两者都能够被看成是分布式计算所衍生出来的概念，都是为了让IT资源能够对用户透明，为了让IT资源能够达到更好的使用率。从这个提高资源利用率的角度出发，逐渐诞生了WEB服务的概念。网络公司通过部署数以万计的服务器构成庞大的计算资源，得以提供此前无法完成的新服务。企业或者个人能够通过互联网利用那些大网络公司所释放出来的计算资源，进行应用部署或者向外提供服务。这就是从网格计算到云计算的历史过程。网格计算和云计算的意义就在于：无论是用户还是企业开发者，都能够通过互联网来获得数据或者进行计算，尽管本地资源有限，但是能够通过网络进行复杂的运算，其数据的计算过程对于用户来说就像互联网网络对于本地网络用户一样。 1.超级计算与云计算的相同点 从定义上来说，网格计算和云计算都试图将各种IT资源看成一个可以对外提供相应服务的虚拟资源池。云计算试图让用户透明地使用资源，而网格计算诞生的初衷就是使用IT资源像使用水电一样简单。 云计算是一种宽泛的概念，它允许用户通过互联网访问各种基于IT资源的服务，并且用户无需了解底层IT基础设施架构就能够享受到作为服务的IT相关资源。而网格的内涵包括两个方面，一方面是所谓的效用计算或者随需计算，在这一点上，网格计算跟云计算是非常相似的，都是通过资源池或者分布式的计算资源来提供在线的计算、存储等服务；另外一方面就是所谓的虚拟超级计算机，以松耦合的方式将大量的计算资源连接在一起，提供单个计算资源所无法完成的超级计算能力。从对外提供服务这一角度来看，网格计算跟云计算是非常类似的。 2.超级计算与云计算的不同点 可以看出，网格计算和云计算有相似之处，特别是计算的并行与合作的特点。但他们之间的区别也是明显的。主要有以下几点：网格计算的思路是聚合分布资源、支持虚拟组织、提供高层次的服务，例如分布协同科学研究等。而云计算的资源相对集中，主要以数据中心的形式提供底层资源的使用，并不强调虚拟组织(VO)的概念； 网格计算的初衷是用聚合资源来支持挑战性的应用，因为高性能计算的资源不够用，需要把分散的资源聚合起来。2004年以后，适应普遍的信息化应用被逐渐强调。而云计算从一开始就支持广泛企业计算、WEB应用，普适性更强； 在对待异构性方面，二者的理念有所不同。网格计算用中间件屏蔽异构系统，力图使用户面向同样的环境，把处理