云計(jì)算和超計(jì)算的介紹與比較

20世紀(jì)后半期，全世界范圍掀起第三次產(chǎn)業(yè)革命的浪潮，人類開始邁入后工業(yè)社會(huì)--信息社會(huì)。在信息經(jīng)濟(jì)時(shí)代，其先進(jìn)生產(chǎn)力及科技發(fā)展的標(biāo)志就是計(jì)算技術(shù)。時(shí)至今日，計(jì)算科學(xué)，尤其是以超級計(jì)算機(jī)（或高性能計(jì)算機(jī)）為基礎(chǔ)的計(jì)算科學(xué)已經(jīng)與理論研究、實(shí)驗(yàn)科學(xué)相并列，成為現(xiàn)代科學(xué)的三大支柱之一。

現(xiàn)代超級計(jì)算基于先進(jìn)的集群技術(shù)構(gòu)建，即常說的網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)（GridCompuTIng）。網(wǎng)格計(jì)算是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來的，專門針對復(fù)雜科學(xué)計(jì)算的新型計(jì)算模式。這種計(jì)算模式利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個(gè)虛擬的"超級計(jì)算機(jī)"，其中每一臺(tái)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)"節(jié)點(diǎn)"，而整個(gè)計(jì)算是由成千上萬個(gè)"節(jié)點(diǎn)"組成的"一張網(wǎng)格"，所以稱之為網(wǎng)格計(jì)算。這種"超級計(jì)算機(jī)"有兩個(gè)優(yōu)勢，一個(gè)是數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)，另一個(gè)是能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。實(shí)際上，網(wǎng)格計(jì)算是分布式計(jì)算（DistributedCompuTIng）的一種。需要說明的是，網(wǎng)格計(jì)算是一種傳統(tǒng)的、更加專業(yè)化的定義方式，而超級計(jì)算則是更加通俗化的概念。兩者從本質(zhì)上是一致的。

超級計(jì)算中心（即超算中心）是指基于超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對外提供計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源以及技術(shù)咨詢等服務(wù)的機(jī)構(gòu)或單位。超級計(jì)算在一個(gè)國家的發(fā)展中，特別是一些尖端科技的發(fā)展中，發(fā)揮著不可替代的作用，生物科技、石油勘探、氣象預(yù)報(bào)、國防技術(shù)、工業(yè)設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃等經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域都離不開超級計(jì)算。各個(gè)國家，尤其是經(jīng)濟(jì)、科技水平比較發(fā)達(dá)的國家，都把促進(jìn)超級計(jì)算的發(fā)展作為重要的規(guī)劃內(nèi)容。

如本刊前文所述，云計(jì)算是一種將全球范疇、高度可擴(kuò)展、靈活的服務(wù)通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行發(fā)布與消費(fèi)，采取按需求和實(shí)際使用付費(fèi)的商業(yè)模式。云計(jì)算代表著全新的價(jià)值：它可以讓企業(yè)獲得高度可擴(kuò)展和靈活的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)；SaaS的瘦客戶端應(yīng)用減輕了軟件的采購和維護(hù)成本；所有的功能都以服務(wù)的方式提供給用戶。

云計(jì)算是從網(wǎng)格計(jì)算演化而來，能夠隨需應(yīng)變地提供資源。網(wǎng)格計(jì)算可以在云中，也可能不在，這取決于什么樣的用戶在使用它。如果用戶是系統(tǒng)管理員和集成商，他們就會(huì)關(guān)心如何維護(hù)云，如升級、安裝和虛擬化服務(wù)器與應(yīng)用程序等；如果用戶是消費(fèi)者，就不必關(guān)心系統(tǒng)是如何運(yùn)行的。

網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算有很多相似之處，兩者都能夠被看成是分布式計(jì)算所衍生出來的概念，都是為了讓IT資源能夠?qū)τ脩敉该?，為了讓IT資源能夠達(dá)到更好的使用率。從這個(gè)提高資源利用率的角度出發(fā)，逐漸誕生了WEB服務(wù)的概念。網(wǎng)絡(luò)公司通過部署數(shù)以萬計(jì)的服務(wù)器構(gòu)成龐大的計(jì)算資源，得以提供此前無法完成的新服務(wù)。企業(yè)或者個(gè)人能夠通過互聯(lián)網(wǎng)利用那些大網(wǎng)絡(luò)公司所釋放出來的計(jì)算資源，進(jìn)行應(yīng)用部署或者向外提供服務(wù)。這就是從網(wǎng)格計(jì)算到云計(jì)算的歷史過程。網(wǎng)格計(jì)算和云計(jì)算的意義就在于：無論是用戶還是企業(yè)開發(fā)者，都能夠通過互聯(lián)網(wǎng)來獲得數(shù)據(jù)或者進(jìn)行計(jì)算，盡管本地資源有限，但是能夠通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，其數(shù)據(jù)的計(jì)算過程對于用戶來說就像互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)對于本地網(wǎng)絡(luò)用戶一樣。

1.超級計(jì)算與云計(jì)算的相同點(diǎn)

從定義上來說，網(wǎng)格計(jì)算和云計(jì)算都試圖將各種IT資源看成一個(gè)可以對外提供相應(yīng)服務(wù)的虛擬資源池。云計(jì)算試圖讓"用戶透明地使用資源"，而網(wǎng)格計(jì)算誕生的初衷就是"使用IT資源像使用水電一樣簡單"。

云計(jì)算是一種寬泛的概念，它允許用戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問各種基于IT資源的服務(wù)，并且用戶無需了解底層IT基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)就能夠享受到作為服務(wù)的"IT相關(guān)資源"。而網(wǎng)格的內(nèi)涵包括兩個(gè)方面，一方面是所謂的效用計(jì)算或者隨需計(jì)算，在這一點(diǎn)上，網(wǎng)格計(jì)算跟云計(jì)算是非常相似的，都是通過資源池或者分布式的計(jì)算資源來提供在線的計(jì)算、存儲(chǔ)等服務(wù)；另外一方面就是所謂的"虛擬超級計(jì)算機(jī)"，以松耦合的方式將大量的計(jì)算資源連接在一起，提供單個(gè)計(jì)算資源所無法完成的超級計(jì)算能力。從對外提供服務(wù)這一角度來看，網(wǎng)格計(jì)算跟云計(jì)算是非常類似的。