论文部分内容阅读
网格(Gnd)的名称源自电力网,它反映了人们希望像用电一样方便地获得和使用计算和信息资源。物理上,网格是由高性能网络连接的地理上分散的高性能计算机、海量存储装置、仪器设备、数据库等所组成。逻辑上,网格就像一台功能强大的虚拟计算机。网格所提供的计算、模拟仿真能力将大大加强传统产业的产品设计、试制、测试的能力,缩短产品更新换代的周期,提高企业的竞争力。网格的资源共享、协同工作能力将改变目前信息系统存在的信息孤岛、资源浪费的局面,使得新一代的信息系统建立在更有效的平台之上,有利于各类信息系统的开发向产业化方向发展,逐步形成专门提供企业信息应用服务的新的行业。
我国在网格技术的研究方面,起步并不晚。早在1999—2000年期间设立了”国家高性能计算环境”重大项目,在北京、上海、合肥、西安、长沙、成都等地建设了基于曙光、神威、银河、探索108等国产高性能计算机的9个高性能计算结点,研制了具有初步功能的网格系统软件和一批网格应用软件,形成了国家高性能计算环境即网格的雏形。2002年4月“高性能计算机及其核心软件”专项启动,目标是研制具有每秒4万亿次运算能力、面向网格的高性能计算机;建设具有5万亿—7万亿次聚合计算能力的网格环境,开发一套网格软件,建设2—3个科学研究、经济建设、社会发展和国防建设急需的重要应用网格。专项实施两年来,已经取得显著进展和阶段成果。 1.高性能计算机 联想集团承担研制的系统联想“深腾6800'’已经于2003年11月提前完成研制工作,它的峰值性能5.3TF,Linpack,性能4.1TF,列全球TOP500的第14位,国内TOPl00第一。系统Linpack效率78.5%,在世界前20台高性能机中仅次于第一名的专用机”地球模拟器”,在通用机中名列第一。系统针对应用单位的实际需求提供了较好的配置,已超额完成专项指南中的指标,并在面向网格的技术支撑,如网格文件系统等方面做了大量研究和开发工作。系统已于2004年初在中科院网络中心安装完毕,正式投入使用。
中科院计算所承担研制的“曙光4000A"已经于2004年4月底完成系统LinpackJI性能测试,系统峰值性能11.2TF,Linpack性能8TF,效率71.56%,并已向第23届国际TOP500递交了系统测试结果,列2004年6月全球TOP500的第6位。该系统正在做进一步的性能测试,将于8月底在上海超级计算机中心落户其中的4TF,年底全系统安装完毕。该系统的计算能力已经大大超过专项指南中的指标。系统采用了AMD公司最新的64位处理器技术,在系统管理的软硬件设计方面有独到之处,在面向网格的高性能计算机技术研究方面有明显的特色。
2.中国国家网格
中国国家网格目前包含8个节点,其中两个主节点,6个普通节点。曙光4000A安装到位后,全网格的聚合计算能力超过15TF,存储能力超过100TB。中国国家网格将成为持续开展网格技术研究和网格应用示范的试验床。它所提供的资源将大大提高我国科学研究和信息技术开发能力。
3.网格软件
网格软件包括面向异构资源管理、作业调度、数据访问和用户管理的网格系统软件,支持应用开发的网格应用开发环境和面向用户的网格使用环境,并提供安全管理和支撑。网格软件能够有效地管理分布在全国各地的多个网格结点,为需要科学计算和信息服务的用户提供一个安全、统一、友好的界面,能够从全国任意地方的联网客户机方便地使用中国国家网格资源。目前网格软件的第一版已经完成。
4.应用网格
在科学研究、资源环境、制造业、服务业研究开发了7个应用网格
(1)国家地质调查网格集成与部署地质调查领域的海量数据、应用软件及相关设备,为行业应用与公众提供地质领域的相关服务,最终成果是提供固体矿产资源评价应用系统和华北地下水资源评价服务系统。
(2)航空制造网格实现航空二集团内多企业间的软硬件资源与数据共享。通过软件共享解决昂贵的软件资源在高峰设计时不足的问题,降低飞机新产品研制费用,通过数据共享为多企业异地设计制造提供平台支撑;通过计算资源共享解决复杂、高强度的计算问题。
(3)科学数据网格连接分布在全国各地的40多个中科院研究所的科学数据库,通过开发科学数据网格的中间件软件,实现对分布异构数据资源的有效共享,并开发科学数据网格的示范应用系统——虚拟天文台。
(4)中国气象应用网格利用中国气象局行业内部的综合气象信息网络和高性能计算资源,为行业内部提供支持业务运行和开展数值预报技术协同研究的开发环境,实现数值预报应用层的互联互通、资源共享和协同工作。
(5)新药研发网格提供高通量的计算机药物筛选服务,通过网络充分利用网格中的计算资源,提供20万个化合物分子数据库供筛选。目前已有抗糖尿病、抗炎和抗SARS病毒等一些新药研究项目正在试用本网格,取得了重要进展。
(6)生物信息应用网格支持基因组数据库、蛋白组数据库、代谢数据库等综合数据库的高效查询,提供网格化的常用生物信息学软件工具和基因预测、重复序列查找、功能分类等计算服务。
(7)林业应用网格通过森林资源监测与分析,实现林业信息资源共享,从而有效地支持我国森林资源监测和林业生态工程的管理与决策,并示范应用于管理国家退耕还林工程。
我国在网格技术的研究方面,起步并不晚。早在1999—2000年期间设立了”国家高性能计算环境”重大项目,在北京、上海、合肥、西安、长沙、成都等地建设了基于曙光、神威、银河、探索108等国产高性能计算机的9个高性能计算结点,研制了具有初步功能的网格系统软件和一批网格应用软件,形成了国家高性能计算环境即网格的雏形。2002年4月“高性能计算机及其核心软件”专项启动,目标是研制具有每秒4万亿次运算能力、面向网格的高性能计算机;建设具有5万亿—7万亿次聚合计算能力的网格环境,开发一套网格软件,建设2—3个科学研究、经济建设、社会发展和国防建设急需的重要应用网格。专项实施两年来,已经取得显著进展和阶段成果。 1.高性能计算机 联想集团承担研制的系统联想“深腾6800'’已经于2003年11月提前完成研制工作,它的峰值性能5.3TF,Linpack,性能4.1TF,列全球TOP500的第14位,国内TOPl00第一。系统Linpack效率78.5%,在世界前20台高性能机中仅次于第一名的专用机”地球模拟器”,在通用机中名列第一。系统针对应用单位的实际需求提供了较好的配置,已超额完成专项指南中的指标,并在面向网格的技术支撑,如网格文件系统等方面做了大量研究和开发工作。系统已于2004年初在中科院网络中心安装完毕,正式投入使用。
中科院计算所承担研制的“曙光4000A"已经于2004年4月底完成系统LinpackJI性能测试,系统峰值性能11.2TF,Linpack性能8TF,效率71.56%,并已向第23届国际TOP500递交了系统测试结果,列2004年6月全球TOP500的第6位。该系统正在做进一步的性能测试,将于8月底在上海超级计算机中心落户其中的4TF,年底全系统安装完毕。该系统的计算能力已经大大超过专项指南中的指标。系统采用了AMD公司最新的64位处理器技术,在系统管理的软硬件设计方面有独到之处,在面向网格的高性能计算机技术研究方面有明显的特色。
2.中国国家网格
中国国家网格目前包含8个节点,其中两个主节点,6个普通节点。曙光4000A安装到位后,全网格的聚合计算能力超过15TF,存储能力超过100TB。中国国家网格将成为持续开展网格技术研究和网格应用示范的试验床。它所提供的资源将大大提高我国科学研究和信息技术开发能力。
3.网格软件
网格软件包括面向异构资源管理、作业调度、数据访问和用户管理的网格系统软件,支持应用开发的网格应用开发环境和面向用户的网格使用环境,并提供安全管理和支撑。网格软件能够有效地管理分布在全国各地的多个网格结点,为需要科学计算和信息服务的用户提供一个安全、统一、友好的界面,能够从全国任意地方的联网客户机方便地使用中国国家网格资源。目前网格软件的第一版已经完成。
4.应用网格
在科学研究、资源环境、制造业、服务业研究开发了7个应用网格
(1)国家地质调查网格集成与部署地质调查领域的海量数据、应用软件及相关设备,为行业应用与公众提供地质领域的相关服务,最终成果是提供固体矿产资源评价应用系统和华北地下水资源评价服务系统。
(2)航空制造网格实现航空二集团内多企业间的软硬件资源与数据共享。通过软件共享解决昂贵的软件资源在高峰设计时不足的问题,降低飞机新产品研制费用,通过数据共享为多企业异地设计制造提供平台支撑;通过计算资源共享解决复杂、高强度的计算问题。
(3)科学数据网格连接分布在全国各地的40多个中科院研究所的科学数据库,通过开发科学数据网格的中间件软件,实现对分布异构数据资源的有效共享,并开发科学数据网格的示范应用系统——虚拟天文台。
(4)中国气象应用网格利用中国气象局行业内部的综合气象信息网络和高性能计算资源,为行业内部提供支持业务运行和开展数值预报技术协同研究的开发环境,实现数值预报应用层的互联互通、资源共享和协同工作。
(5)新药研发网格提供高通量的计算机药物筛选服务,通过网络充分利用网格中的计算资源,提供20万个化合物分子数据库供筛选。目前已有抗糖尿病、抗炎和抗SARS病毒等一些新药研究项目正在试用本网格,取得了重要进展。
(6)生物信息应用网格支持基因组数据库、蛋白组数据库、代谢数据库等综合数据库的高效查询,提供网格化的常用生物信息学软件工具和基因预测、重复序列查找、功能分类等计算服务。
(7)林业应用网格通过森林资源监测与分析,实现林业信息资源共享,从而有效地支持我国森林资源监测和林业生态工程的管理与决策,并示范应用于管理国家退耕还林工程。