У найближчі десятиліття можуть зникнути з ужитку звичні нинішнім спеціалістам персональні комп’ютери, сервери, локальні мережі та ін., тому що обчислювальні й інформаційні послуги перетворяться на такі ж комунальні зручності, як електрика та водогін сьогодні; а окремі комп’ютери з багатоядерними процесорами розчиняться у глобальній інформаційній інфраструктурі Grid. Спочатку Grid технології призначалися для вирішення складних наукових і інженерних задач, які неможливо вирішити в розумні терміни на окремих обчислювальних установках. Однак тепер сфера застосування технологій Grid не обмежується лише цими типами задач. Із розвитком Grid проникає в промисловість і бізнес, претендуючи на роль універсальної інфраструктури для обробки даних, у якій функціонує безліч служб (Grid Services), що не лише дозволяють вирішувати конкретні прикладні задачі, а й пропонують послуги з пошуку необхідних ресурсів, збору інформації про стан ресурсів, зберігання і доставки даних.

Інформатизація ввійшла сьогодні у четвертий етап свого розвитку. Перший був пов’язаний із появою великих комп’ютерів (мейнфреймів), другий — зі створенням персональних комп’ютерів, третій — із появою Інтернету, який об’єднав користувачів у єдиний інформаційний простір шляхом сумісного доступу до інформації. З початком XXI століття почався перехід на нові Grid-технології, коли на зміну вже звичному Інтернету з його web-послугами йде всесвітня Grid-мережа як засіб сумісного використання обчислювальних потужностей та сховищ даних. Grid дозволяє вийти за рамки простого обміну даними між комп’ютерами і зрештою перетворити їхню глобальну мережу на свого роду гігантський віртуальний комп’ютер, доступний у режимі віддаленого доступу з будь-якої точки, незалежно від місця розташування користувача.

Слід визнати, що ідеї Grid поки що не дуже поширені. Але ж не так давно (якихось вісім—десять років тому) Інтернет і Web теж були відомі лише вузькому колу професіоналів. Однак у 2006-му кількість користувачів Інтернету перевалила за мільярд. Мабуть, попри бажання, важко знайти людину, котра хоча б не чула цих слів. Є підстави вважати, що згодом і Grid набуде не меншої популярності. Його теперішній стан можна порівняти з Інтернетом «зразка» 1997 року і визнати, що потенціал і темпи зростання Grid аж ніяк не нижчі, ніж були тоді.

Якщо перекладати дослівно, Grid означає «ґрати». Погодьтеся, асоціації, пов’язані в нашій мові з цим словом, зовсім не відповідають смислу вільної кооперації комп’ютерів для високопродуктивних обчислень, закладеному в технологіях Grid. Найближче за смислом, мабуть, power grid — мережа електроживлення, розподілений ресурс загального користування, коли кожен може легко під’єднатися через розетку і використовувати стільки електроенергії, скільки йому потрібно. Аналогічно користувачі з допомогою Grid отримують можливість прямого підключення до віддаленої обчислювальної мережі, не цікавлячись, звідки беруться необхідні для роботи обчислювальні ресурси й дані, які для цього використовуються лінії передачі, паролі чи протоколи тощо. При цьому аналогом інфраструктури електричних мереж (ліній електропередачі, підстанцій, трансформаторів і ін.) виступає Grid — проміжний програмний шар, або MiddleWare.

Що дає Grid вченим

Формально авторами концепції Grid вважають Яна Фостера з Арагонської національної лабораторії Чиказького університету і Карла Кессельмана з Інституту інформатики Університету Південної Каліфорнії. Саме вони 1998 року вперше запропонували термін Grid-комп’ютинг (Grid computing) для позначення універсальної програмно-апаратної інфраструктури, що об’єднує комп’ютери та супер¬ком¬п’ютери в територіально-розподілену інформаційно-обчислювальну систему. За їхнім визначенням, яке стало вже класичним, «Grid — узгоджене, відкрите й стандартизоване середовище, яке забезпечує гнучкий, безпечний, скоординований розподіл ресурсів у рамках віртуальної організації». Зазвичай слово «комп’ютинг» або «метаком¬п’ютинг» вживають там, де на основі окремих комп’ютерів будують системи вищого рівня. До цього слова цілком можна звикнути (звикли ж автомобілісти до слова «тюнінг», екологи — до «моніторингу», спортсмени — до «дайвінгу», а всі ми разом — до «шопінгу»). До речі, і саме слово «комп’ютер» теж входило в нашу мову не легко, замінивши словосполучення «електронна обчислювальна машина», яке важко перекладати. Тож і слово «комп’ютинг», можна сподіватися, замінить еквівалентну йому фразу «послуга на виконання обчислень або обробки даних на комп’ютері».

Grid-комп’ютинг — новий клас інфраструктур, у яких із віддалених ресурсів будується безпечний і масштабований обчислювальний механізм у складі комп’ютерів, від настільних і до суперкомп’ютерів, програмних пакетів та пристроїв введення/виведення. В основі Grid лежать програмні технології, які використовують нові стандарти і протоколи разом із відомими мережевими й інтернет-протоколами. Час покаже, чи варто записувати назву Grid кирилицею.

Ідея ефективнішого використання обчислювальних потужностей шляхом з’єднання безлічі комп’ютерів у єдину структуру зародилася серед наукової спільноти порівняно давно — в епоху великих комп’ютерів. Вже у 80-ті роки вчені (насамперед фізики-ядерники) для розв’язання складних математичних задач намагалися об’єднувати ресурси окремих робочих станцій і використовувати вільні ресурси центральних процесорів для зменшення часу обробки своїх даних. Звичайний шлях розвитку обчислювальних мереж в організації приблизно такий. Спочатку невелика група користувачів, яка виконує наукові або інженерні розрахунки, вирішує об’єднати свої ресурси на основі простих правил і домовленостей. Це можна легко зробити на основі програмного забезпечення, що вільно розповсюджується. Успішний досвід приживається, і незабаром інші групи користувачів йдуть тим же шляхом. Таких груп стає дедалі більше, і в них виникає цілком законне бажання обмінюватися ресурсами, заповнюючи вільні обчислювальні потужності. Тут уже простими домовленостями обмежитися важко, необхідно впроваджувати якісь технічні засоби обліку та «взаєморозрахунків».

Технологія управління розподіленими ресурсами — одне з найважливіших завдань. Вона спрямована насамперед на забезпечення керованості інформаційної інфраструктури в умовах зростання навантаження і збільшення кількості компонентів мережі. Принципи роботи системи управління завданнями добре відомі: це черга, пошук вільних ресурсів, диспетчеризація, політики та пріоритети. Мережева система управління завданнями була реалізована досить давно, однак застосування технологій Grid дозволяє будувати систему управління розподіленими обчислювальними ресурсами. У такій ситуації користувачу вже не важливо, на якому конкретному вузлі мережі виконується його завдання; він просто споживає певну кількість віртуальної процесорної потужності, наявної в мережі.

Є кілька причин, які спонукають учених використовувати Grid-технології.

По-перше, часто необхідно обробити величезну кількість даних, які зберігаються в різних організаціях (можливо, розміщених у різних частинах світу). Прикладом може служити завдання обробки знімків Землі, отриманих із супутників.
По-друге, необхідно під час досліджень виконати величезну кількість обчислень. Наприклад, моделюючи вплив тисяч молекул (потенційних лікарських препаратів) на білки під час пошуку ліків від певних хвороб.

По-третє, наукова команда, члени якої працюють у різних куточках земної кулі, хоче спільно використовувати великі масиви даних, швидко й інтерактивно виконувати їх комплексний аналіз, візуалізувати та обговорювати результати в онлайновому режимі.

Зрозуміло, завдання, які при цьому вирішуються, мають велике значення для різних фундаментальних наукових досліджень та проектних робіт. До таких завдань можна зарахувати вивчення еволюції протопланетної речовини, планет і Землі; загальне метеорологічне прогнозування та прогноз різних стихійних лих (цунамі, землетрусів, вивержень вулканів); моделювання й аналіз експериментів у ядерній фізиці; дослідження в галузі нанотехнології, проектування аерокосмічних апаратів і автомобілів, розшифровування ДНК й ідентифікація протеїнів тощо. Напевно, незабаром простіше буде назвати наукову дисципліну, в якій суперкомп’ютери та розподілені обчислення ще не застосовуються. Серед ключових чинників, котрі сприяють впровадженню Grid, не лише можливість гнучкої адаптації інфраструктури до нових вимог, а й підвищення ефективності використання наявних обчислювальних та людських ресурсів, оскільки, спільно працюючи над різними проектами, фахівці використовують одну й ту ж саму інфраструктуру.