Грид из персональных компьютеров

Современная наука и производство немыслимы без масштабных расчётов, требующих колоссальной вычислительной мощности, которую можно обеспечить только в рамках распределённых и параллельных систем. Наибольшую производительность демонстрируют специализированные суперкомпьютеры, которых насчитывается несколько сотен по всему миру. Они могут решать широкий спектр вычислительных задач, но требуют больших расходов на создание и эксплуатацию. Несколько меньшей производительностью обладают так называемые сервисные гриды, которые объединяют кластеры, установленные в различных организациях (Globus TK, LCG-2/gLite, ARC, Unicore). Это решение дешевле по отношению к суперкомпьютерам, но также требует выделенных ресурсов и значительных усилий, связанных с созданием и эксплуатацией подобных инфраструктур.

Альтернативой перечисленным решениям являются грид-системы из персональных компьютеров (ГCПК). Актуальность разработок в этом направлении основана на том наблюдении, что большую часть времени персональные компьютеры простаивают или загружены лишь на небольшую долю своей мощности. ГСПК обеспечивают возможность объединения свободных вычислительных мощностей домашних компьютеров и персональных компьютеров сотрудников учреждений в единую распределённую инфраструктуру для решения сложных вычислительных задач. В отличие от сервисных гридов, грид-системы из персональных компьютеров легко установить и поддерживать. Владельцы ресурсов могут создавать вычислительные инфраструктуры самостоятельно, либо подключать свои компьютеры к уже существующим гридам, предоставляя тем самым свободные ресурсы этих компьютеров для работы имеющихся приложений. Как правило, требуется одна рабочая станция, на которой запускается серверная часть.

На данный момент грид-системы из персональных компьютеров являются наиболее экономичным решением, обеспечивающим большую вычислительную мощность. ГСПК обладают огромным потенциалом роста — в настоящее время в мире насчитывается более одного миллиарда персональных компьютеров и их число стремительно увеличивается. Хотя далеко не все распределённые приложения могут эффективно выполняться на подобных системах, достаточно широкий класс практических задач укладывается в модель управляющий-рабочие, которая является основной моделью приложения в ГСПК. К этому классу относятся многие переборные и комбинаторные задачи, моделирование методом Монте-Карло, задачи идентификации и многие другие. Также подобные инфраструктуры хорошо подходят для анализа больших объёмов данных и проведения вычислительного эксперимента. Для таких задач использование ГСПК оправдано и позволяет разгрузить суперкомпьютеры и сервисные гриды.

Резюмируя можно сказать, что грид-системы из персональных компьютеров являются дешёвой альтернативой суперкомпьютерам и сервисным гридам и при решении ряда задач могут их успешно заменять.

В последнее время этому направлению уделяется много внимания — работают международные проекты, например, EDGI и DEGISCO. Создана международная федерация ГСПК, предоставляющая разнообразные возможности по освоению технологий и продвижению проектов в области грид-систем из персональных компьютеров.

В данном разделе будут представлены материалы по технологиям ГСПК, наиболее известными из которых являются Condor, BOINC, SARD, X-Com, XtremWeb, OurGrid. В этом разделе мы планируем размещать техническую информацию, аналитические и научные статьи по рассматриваемой теме.

Публикации по теме