分析云计算和高性能计算

　　当人们对云计算众说纷纭，认为它在改变整个计算世界时，我们看到了一些迹象，证实云计算的确掀起了计算领域的革新浪潮。当一项新技术诞生时，人们往往把它当作包治百病的灵丹妙药。新技术就像一把锤子，为了让锤子发挥作用人们四处寻找钉子，甚至把一切事物都看成了钉子。云计算也不例外。接下来我们将深入了解云计算以及它对高性能计算与通信（HPCC）的影响。

　　什么是云计算？

　　首先，我们来探讨云计算的定义和特点，了解人们对其感兴趣的原因。鉴于围绕云计算的信息太多，我会试着对其进行简单的定义。我们还是称之为“云计算”吧。这样一来，我们便可以通过Google搜索引擎找到许多关于“云计算”的定义。我最喜欢的定义如下：

　　“云计算是一种计算模式，在这种模式下，任务被分配给可通过网络获得的连接、软件和服务。这种服务器与连接的网络统称为‘云’。云规模的计算能赋予用户超级计算机级别的能力。”

　　我认为上述定义能概括云计算的全部含义，但不足之处在于它的用语比较专业。许多类似的定义都包含诸如“超级计算机级别的能力”之类的用语，但却没有充分阐明这类用语的内涵。也许“云计算”应作如下更高级的定义：

　　“云计算支持应用在‘云’中某处运行，可以是您的电脑、公司或家庭网络，甚或互联网本身，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。”

　　尽管不甚明显，但云计算无处不在，其中Google当数最大的云计算的使用者。使用Google搜索引擎您需要在Google运行的大量系统上展开搜索。这些系统是仅在咫尺还是远在天边都是未知数。您也可以使用Gmail或Google开发和提供的其它常用工具（Google Docs），它们的工作原理相近。采用Google Docs之类的应用，您的数据会保存在互联网上的某个位置（您不用担心也无法知道具体的位置），您可以通过任何一个与互联网相连的系统访问这些数据（十分便利）。

　　云计算的其它实例有Amazon、Facebook、Youtube、Myspace以及其它社交网站。您也可以将大型多人在线游戏（MMOG）囊括在云计算的范畴内。在MMOG中，您可以通过位于网络中的系统与全球各地的游戏小组或个人共同作战或对抗厮杀（您无需特别留意他们的具体位置）。关于云计算的例子数不胜数，《无尽的任务》（EverQuest）、《魔兽世界》、《网络创世纪》（Ultima Online）和Second City等都属于云计算之列。

　　综上，云计算无处不在，它的优势无时不在。因此，许多人称云计算是HPCC的未来，究其原因，自然是因为它用途广泛、易于使用以及成本低廉（在大多数情况下），同时它还能为用户带来超级计算机级别的性能。在核实云计算是否能带给用户超级计算机级别的性能之前，让我们首先查看“应用纲要”，即应用成功运行所需的资源集。[page]　　云计算应用纲要

　　确保云计算成功执行的一大要素是应用纲要，即应用运行所需的资源和作用方式。在广义上，当前云计算应用具备下列纲要：

　　应用不会出现任何程度的并行，也未进行线程化。

　　几乎所有应用都不需要过多的内存带宽和高CPU使用率。

　　应用很少执行与其计算相关的IO，但也会存在例外，如实际上并未在“云”上运行的数据库。

　　应用可进行自我修复。也就是说，一旦应用因故出现故障，它能轻松重启或恢复，而不会对用户的工作造成太大的中断。

　　大多数日常应用（如制作演示幻灯、撰写文档和电子表单、畅玩游戏等）都是串行应用，许多功能往往都放置在了桌面上（很可能采用AJAX）。Google等公司开发出了针对云计算的存储系统，但这些文件系统主要面向具备上述纲要的应用（例如hadoop）。由于您必须使用MapReduce来访问和使用这些文件系统，因而它们在传统HPC应用上的适用性会受到限制。

　　上述应用特征同样适用于许多企业应用。换而言之，它们是IO量极少的串行应用。当然也存在IO密集型企业应用，如数据库等，但它们通常不会在总体应用排名中占据优势。

　　HPCC计算应用纲要

　　HPCC应用具备各种应用纲要。典型应用涉及并行计算，可能含有大量的IO。同时，串行（单节点）HPCC应用可能执行许多IO任务。因此，HPCC应用的纲要范围十分广。下面简要列出了HPCC应用的几项要素。

　　* 许多应用为串行应用，其中各种进程之间存在一些数据通信。

　　* 有时进程间的数据传输量很少。例如：某CFD代码

　　* 有时进程间的数据传输量很大。例如：WRF

　　* 有些应用为串行应用或线程化应用，运行于单个节点上。例如：BLAST

　　* 有些串行或并行应用执行许多IO任务。例如：Ansys、Abaqus或Nastran等FEA代码

　　* 有些串行或并行应用不执行许多IO任务。

　　* 有些应用能够生成一个检查点，即一份计算进程的快照。

　　* 一旦系统因故出现故障，它能够从上一个检查点重新启动，而无需从一开始重启。并非所有应用都具备这一功能。

　　只需查看应用纲要即可了解HPCC应用之间的巨大差异。显然，HPCC应用具备与当前的云计算应用不同的应用纲要。正因为存在这个差异，一些 HPCC应用能够适用于云计算模式，而有些却不适用。在下一章节，我们将探讨哪些HPCC应用能够在云计算模式下运行良好，哪些不适用于云计算模式且不可能适用于这一模式。[page]　　云计算中的HPCC应用

（编辑：济南站长网）

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