背景資料:針對網(wǎng)格計算和高性能計算的英特爾®解決方案

現在，高性能計算（High Performance Computing -- HPC）解決了世界上最為復雜和艱巨的計算難題，并且能夠輕松處理。氣象建模、模擬撞車(chē)試驗、人體基因繪圖以及核爆炸模擬等多種與人類(lèi)生命相關(guān)的重要領(lǐng)域都要用到HPC。突飛猛進(jìn)的性能、急劇下降的成本以及勢如潮涌的需求等眾多因素，促使HPC迅速走出科學(xué)研究實(shí)驗室，步入主流商業(yè)領(lǐng)域。英特爾不但提供了商業(yè)化/即時(shí)可用（Commercial, Off-the-shelf -- COTS）技術(shù)解決方案，而且還在致力于聯(lián)合業(yè)界主要廠(chǎng)商和服務(wù)提供商，共同部署和支持上述要求苛刻的系統。通過(guò)將臺式機、集群和大型SMP系統的性能進(jìn)行完美結合，HPC正在步入網(wǎng)格計算時(shí)代，它將使任何人都能隨時(shí)隨地、經(jīng)濟高效地進(jìn)行計算。

從科研領(lǐng)域到主流產(chǎn)業(yè)
短短幾年時(shí)間里，在大型PC集群上并行運行科學(xué)和技術(shù)應用的實(shí)踐已經(jīng)從幕后走到臺前，成為一種主流趨勢。1994年，NASA*工程師在Goddard飛行中心建造了第一個(gè)由Linux*系統電腦組成的小型集群-“Beowulf”。他們的成功激發(fā)人們的對此的廣泛興趣，很快，類(lèi)似的集群便在全球各地的大學(xué)和政府實(shí)驗室投入運行。

1997年，桑地亞（Sandia）國家實(shí)驗室*和英特爾公司合力打造出了ASCI Red－世界上第一臺TFLOP計算系統（每秒執行一萬(wàn)億次浮點(diǎn)計算）。作為美國能源部（DOE）高級戰略計算計劃的一部分，這個(gè)大規模并行處理系統成了第一批采用COTS組件建造的真正的超級計算機之一。與此同時(shí)，康奈爾理論中心*開(kāi)始用Microsoft* Windows*和英特爾架構服務(wù)器組成的集群，替換其RISC架構超級計算機。這一舉措標志著(zhù)COTS集群從此進(jìn)入了商業(yè)應用領(lǐng)域。

今天，幾大領(lǐng)先制造商，尤其是專(zhuān)業(yè)解決方案提供商都在提供英特爾架構COTS集群系統，并配有完備的商用軟件和全面產(chǎn)品支持。眾多企業(yè)都被其幾乎不可抗拒特性和優(yōu)勢所打動(dòng)，并爭相進(jìn)行部署。除政府、教育和國家實(shí)驗室等公共部門(mén)之外，HPC在制造、金融、能源、生命科學(xué)和數字媒體等行業(yè)都廣受青睞。

網(wǎng)格：分布式計算的又一次浪潮
廣受歡迎的網(wǎng)格計算已被視為下一代分布式計算的標志。網(wǎng)格擴展了基于標準的開(kāi)放式集群平臺的概念，可以支持任何互連的計算設備之間進(jìn)行協(xié)作 – 甚至將擴展到全球任何一個(gè)角落。網(wǎng)格囊括了臺式電腦、部門(mén)級服務(wù)器、大型SMP系統和大型數據中心服務(wù)器，能夠以空前的規模效益提供更為經(jīng)濟的資源。網(wǎng)格技術(shù)可將計算資源進(jìn)行“虛擬”組合，并可以不限地點(diǎn)、硬件類(lèi)型和操作系統的差異使它們協(xié)同工作，從而實(shí)現總體性能大于各部分相加的整體優(yōu)勢。

全世界正在興建一種工作網(wǎng)格平臺，將眾多國家實(shí)驗室、大學(xué)和工業(yè)實(shí)驗室連到一起。其中的重要開(kāi)發(fā)資源包括美國萬(wàn)億次網(wǎng)格計算（TeraGrid）、歐盟網(wǎng)格計劃以及新加坡生物信息學(xué)院網(wǎng)格系統。同時(shí)，網(wǎng)格技術(shù)已經(jīng)不可避免地與正在開(kāi)發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)交付標準（即網(wǎng)絡(luò )服務(wù)標準）相融合?；ヂ?lián)網(wǎng)分布式計算這種綜合性技術(shù)即將浮出水面，它將使全球數以百萬(wàn)計的系統作為一個(gè)巨大無(wú)比的計算資源來(lái)運行，并允許遍布全球的用戶(hù)靈活地進(jìn)行高性能技術(shù)計算。

通過(guò)把大量客戶(hù)機作為網(wǎng)格的入口并開(kāi)發(fā)開(kāi)放的標準，任何組織都可以對臺式機、集群或大型SMP系統上的閑置計算資源加以利用。這將大大提高總體計算性能，并在實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)信息的基礎上取得更先進(jìn)的成果。

英特爾引領(lǐng)HPC與早期的網(wǎng)格部署
下面介紹一些近期內出現的，基于英特爾架構或業(yè)界領(lǐng)先技術(shù)的HPC集群和網(wǎng)格部署情況。

Ÿ 企業(yè)級網(wǎng)格：Novartis
– 挑戰：在一年之內以低于10倍的成本，將領(lǐng)先優(yōu)勢及規模提高10倍。
– 試驗重點(diǎn)：首次用7天時(shí)間完成以前需要3.18年才能完成的處理任務(wù)。對超過(guò)600臺windows臺式機進(jìn)行無(wú)縫整合，降低累積帶寬消耗量。
Ÿ 合作伙伴級網(wǎng)格：TeraGrid
– 此類(lèi)網(wǎng)格成員使用擁有13.6 TFLOP處理能力的3300節點(diǎn)分布式計算網(wǎng)格，進(jìn)行分子建模、氣候和大氣模擬以及能源研究等領(lǐng)域的研究。
Ÿ 公共網(wǎng)格：探索癌癥療法
– 與國家癌癥研究基金會(huì )和牛津大學(xué)的合作項目證明，這種革命性的科學(xué)計算可用于探索癌癥療法。
– 由于無(wú)與倫比的響應能力，將可處理的項目規模擴大100倍以上，成為目前最大的計算化學(xué)研究項目。
Ÿ 太平洋西北國家實(shí)驗室
– 挑戰：在環(huán)境研究、能源、保健和國家安全等研究領(lǐng)域要想獲得突破性進(jìn)展，必須擁有超凡的處理性能
– 解決方案：在716個(gè)惠普*節點(diǎn)內部署1432顆英特爾