Informationsverarbeitung II Martin Geisler

These:

"Durch Grid Computing werden sich die Rechenkapazitaeten die fuer Benutzer zur Verfuegung stehen in Zukunft weiter drastisch erhohen."

Einleitung:

Computer werden zur Durchfuehrung komplexer Berechnungen mit numerisch großem Aufwand wie auch zur Modellierung und Simulation komplexer wissenschaftlicher und technischer Probleme genutzt und in vielen weiteren resourcenaufwendigen Szenarien eingesetzt . Es existieren viele verschiedene Benutzer, die grosse Rechenkapazitaet bzw. viele verschiedene  heterogene Ressourcen zur Loesung ihrer meist sehr numerisch und
datenintensiven Problemen benoetigen. Auf der anderen Seite werden Rechenkapazitaeten vielfach nicht ausgelastet. Verschiedene Studien ergaben, dass
Computer sowohl in akademischen als auch in kommerziellen Umgebungen nur zu 30 Prozent ausgelastet sind. Grid Computing hat sich mit unter auch desshalb entwickelt, weil durchschnittliche Rechenumgebungen unzureichende Leistung zur die Loesung anspruchsvoller Zwecke und Probleme besitzen. Zwar ist festzustellen, dass ein
heutiger Desktoprechner schneller ist als ein Cray Supercomputer vor 10 Jahren, jedoch sind die Berechnungszeiten von komplexen Aktionen noch lange nicht angemessen.

Durch Grid Computing wird eine Infrastruktur realisiert, welche eine hohe Rechenleistung jeden Benutzer des Grids ermoeglicht. Dabei ist Grid Computing eine Infrastruktur von Hardware sowie Software, welche einen  kostenguenstigen Zugang zu high-end Rechenkapazitaeten ermeoglicht.

Ian Foster hat eine 3-Punkte-Checkliste entwickelt die die Eigenschaften eines Grid-Systems definiert:

Ein Grid...

• koordiniert Ressourcen, die nicht einer zentralen Instanz untergeordnet sind …

• und verwenden offene und standardisierte Protokolle und Schnittstellen, …

• um nicht-triviale Dienstgueter bereitzustellen.

Referenzierung zur Belegung der These:

Foster und Kesselman erwarten Innerhalb von 5 Jahren einen Zuwachs um den Faktor 3. Auf 10 Jahre gesehen, soll sich der Umfang sogar um den Faktor 5 erhoehen. Dieses dramatische Wachstum begruenden sie in ihrem Buch: "The Grid: Blueprint for a New Computing Infrastructure" mit folgenden Aspekten:

1. Verbesserung der Technologie:

Aufgrund von evolution¨aren Ver¨anderungen unter anderem in der Architektur von Mikroprozessoren sei mit einem Wachstum des Faktors 10 bzw. 100 auf fuenf bzw. zehn Jahren zu rechnen.

2. Wachstum der bedarfs-gesteuerten Zugaenge zu Rechenkapazitaet:

Viele Applikationen benoetigen nur episodisch umfangreiche Rechenkapazitaet.

3. Zunahme der Nutzung ’freier’ Kapazitaeten:

Wie bereits oben erwaehnt, haben viele Computer eine geringe Auslastung. Die Auslastung koennte mit Faktor 2 gesteigert werden. Der Nutzen fuer individuelle Benutzer kann sogar wesentlich hoeher sein.

4. Hoehere Bereitstellung von Resultaten:

In der Wettervorhersage werden zum Beispiel schon heute die Berechnungen einer breiten Masse von involvierten Personen zur Verfuegung gestellt. Dies verhindert unnoetige Auslastung von Rechenkapazitaeten. Schließlich wuerden sonst gleiche Rechenoperationen auf den gleichen Daten ausgefuehrt.

5. Neue Entwicklungen probleml¨osender Techniken und Tools:

Eine Vielzahl von Entwicklungen kann die Effektivitaet und die Bequemlichkeit von rechenbasierten Problemloesungen verbessern. So ermoeglichen es zum Beispiel netwerkfaehige Loesungen, dass Benutzer ohne die Installation von komplizierter Software hochentwickelte numerische Berechnungen durchfuehren koennen.
Jeder dieser Forstschritte unterliegt der Benutzung von Hoechstleistungsnetzwerk, - berechnungen und fortgeschrittener Software, welche den Zugang zu fortschrittlichen Rechenkapazitaeten, ungeachtet von geografischer Lage des
Benutzers, ermoeglicht.

Quellen:

http://www.nm.ifi.lmu.de/teaching/Vorlesungen/2010ws/grid/
http://www2.cs.upb.de/StaffWeb/streit/pgsc/Site/media/seminar/sem_kerstinv.pdf
http://www.buyya.com/thesis/abstract.pdf
http://de.wikipedia.org/wiki/Grid-Computing
http://www.globus.org/research/papers/ogsa.pdf