64位平台：网格计算的动力之源

网格计算：新梦想

　　网格是当前IT和互联网领域的发展前沿领域，这次技术革新的本质是全球万维网(World Wide Web)升级到全球大网格(Great Global Grid)，也就是从WWW升级到GGG。专家认为网格是1995～2010年计算机体系结构、操作系统、用户界面领域最重大的突破性创新。总体而言，网格计算是由高性能计算和协同计算两大方向支撑的。
首先，网格计算是"高性能计算"。计算机适用于解决计算性很强的复杂问题，但计算机在技术和建造上的发展永远赶不上实际问题对计算机能力的需求。计算环境不能满足要求常常导致计算机无法解决复杂的实际问题。采用网格技术可以将众多的计算机联合起来，把所有的计算能力聚合到一起，形成"高性能"的网格计算。90年代初网格计算刚刚兴起的时候，主要应用与科研领域，这些项目要求巨大的计算能力，或需要接入大量数据。目前网格计算主要是被各大学和研究实验室用于高性能计算的项目。欧洲通过网格成功整合起若干台计算机的欧洲联合实验室的计算能力，超过美国任何一个独立的实验室的计算能力。这种高性能追求正是成为推动网格计算实现的原生动力。

　　第三，网格计算是一种"协同计算"。由于网格计算是构筑在Internet上的一组新兴技术。其基础设施必须建立在基于IP协议的宽带数字通信网络上。网格计算的出现将改变传统的Client/Server和Client/Cluster结构，形成新的Pervasive/Grid体系结构。在这种体系结构之下，用户可以把整个网络视为一个巨大的计算机，并从中高性能的网络和计算服务。专家们常常将Gridcomputing（网格计算）的构想与"powergrid（电力供应网）"相比较。powergrid的原意是电力供应商根据用户的需要供应电力，消费者只需支付自己使用的那部分电费。网格计算的基本思想也因此被引申为，就像人们日常生活中从电网中获取电能一样获取高性能的计算能力。这种资源共享和协同应用的追求是网格计算的应用动力。

　　实际上专家们将网格计算称为"下一代Internet计算"。网格计算导致Internet从WWW朝GGG发展，人类生活从思维方式、工作模式和生活理念等多方面将会遭遇更巨大的影响与冲击。在网络计算时代，以E-mail为主要应用的第一代Internet把遍布于世界各地的计算机用TCP/IP协议连接在一起。在Web计算时代，第二代Internet通过Web信息浏览及电子商务应用等信息服务，实现全球网页的连通。而第三代Internet面临的任务是：如何实现互联网上所有资源--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--的全面连通。高性能计算、融合共享成为推动网格计算（Gird Computing）发展的基本动力，也成为下一代网络的基本思路。

　　网格市场：起风云

　　网格计算已经是IT领域的众望所归之所在，从国家到产业、用市场到供应商，从科研到企业研究机构，都掀起了无穷的热情。

　　目前全球知名的网格项目有：美国能源部的加速战略计算ASCI计划、白宫直属的HECC(High-End Computing and Computations)计划、Petaflops计划和Ultrascale计划；欧盟的欧洲网格计划（EuroGrid）和数据网格计划（DataGrid）；日本政府2003年投资了一亿美元，启动"国家网格研究"和"国家商业网格"两个研究项目。

　　我国目前在这个领域开启了五个网格项目。科技部负责的国家网格（CNGrid）、教育部负责的中国教育科研网格技术ChinaGrid、国家自然科学基金委负责的E-Science网格研究计划、上海交通信息网格、中国空间信息网格。其中，中国教育科研网格(ChinaGrid) 2003年投入2000万，一期工程正式启动。一期工程的网格包括北大、清华、港大等八所高校。最终目标是在2005年建立聚合能力超过15万亿次量级的教育科研网格，它把全国100所211建设重点大学的资源广泛共享，在网格计算的基础研究和应用研究方面走在世界前列。经过估算，如果100所211工程重点高校全部接入教育科研网格，投入将会达到3亿人民币左右。

　　根据IDC的数据和研究，网格运算的市场在去年刚超过10亿美元。网格运算的市场在2007年将会超过120亿美元。到2020年，互联网格将成长为一个20万亿美元的大型工业市场。

　　网格事关IT战略制高点，IT行业也是闻风而动。IBM宣布投入100亿美元，启动"按需计算"研究，"该项目的主要内容就是网格计算和自主计算。"微软2001年在网格研究上投资了43亿美元，2002年投资52亿美元。EMC、AMD、富士通、西门子、惠普、英特尔、NEC、Network Appliance、Oracle、Sun、Citrix、Force 10 Networks、Novell等公司成立了一个促进企业网格计算的联盟。推进网格在商业企业中的应用。

　　计算平台：网格动力之源

　　网格从完成的主要任务来说，有计算网格与存储网格，计算网格对CPU资源要求较高，存储网格对存储资源比较高。网格的性能与网格中间件的性能以及网格应用本身的性能密不可分，但是作为网格计算的基础资源和动力之源，支撑网格的资源本身性能影响巨大，其中CPU的性能影响重要，对计算网格尤其如此。所以在计算网格的高性能计算机中，64位处理平台找到巨大应用空间。

　　目前我国在高性能计算机方面突破甚大。曙光机，采用AMD 64位处理器(Opteron)，峰值性能超过10 Tflops。联想机，采用Intel的64位Itanium 2处理器，峰值速度达到5.324 Tflops。联想机每秒4.183万亿次，世界TOP500第十四名，2004年1月安装在中国国家网格主结点--中科院计算机网络信息中心。曙光机每秒10万亿次浮点峰值运算速度、能够支持32/64位计算和网格计算环境，按2003年11月世界TOP500排名，列第7位。2004年4月完成，将于2004年6月安装在中国国家网格主结点--上海超级计算机中心。

　　32位与64位系统只是造成了最底层网格资源性能的不同，从而影响网格应用的最终性能。相对于32位技术，64位具有不可比拟的优势：要求高性能并处理大量物理和虚拟内存的网格应用程序，必然要求64位计算平台作为支撑。32位计算机只能管理4,000兆字节(GB)的可寻址内存，32位操作系统只能处理约2 GB。这满足不了那些要求多处理器可扩展性、更大的可寻址内存、视频/音频/三维处理或较高计算准确性的应用程序的需求。

　　另外处理器的兼容性也对网格应用影响巨大。AMD 64可与目前的8、16及32位x86解决方案完全兼容，但同时又可发挥最新的64位的卓越性能。基于AMD64位计算平台的系统能够渐进式地实现软件从32位向64位的逐步升级。这个优势，为AMD64位计算平台在业界赢得许多掌声。以中科院的网络中的联想机为例，联想选用了基于Intel Itanium II 1.3GHz处理器搭建联想的机器，目前处于闲置和半闲置状态，而应用的不兼容是网格闲置的罪魁祸首。当初Intel推荐的64位软件，要么在国内买不到，要么价格太高。该处理器不兼容32位应用程序。