什么是分布式計(jì)算

發(fā)布時(shí)間： 2022-06-13 13:24:16

計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)極大地加速了人類信息化的進(jìn)程，也帶來(lái)了生產(chǎn)力的極大提升。

但隨著CPU性能和計(jì)算能力的不斷提高，人們需要用計(jì)算機(jī)來(lái)解決的問題也越來(lái)越龐大和復(fù)雜，比如地球大氣的變化和模擬、癌癥靶點(diǎn)藥物的研究、黑洞碰撞的模擬、火箭的發(fā)射、傳染病的洲際傳播等，顯然一臺(tái)計(jì)算機(jī)很難滿足這樣的計(jì)算需求，所以各國(guó)政府和大型科研機(jī)構(gòu)花費(fèi)巨資打造超級(jí)計(jì)算機(jī)，用專有的網(wǎng)絡(luò)把很多計(jì)算機(jī)或CPU連接在一起，來(lái)完成大型任務(wù)的計(jì)算。但超級(jí)計(jì)算機(jī)并不是每一個(gè)機(jī)構(gòu)或企業(yè)能夠負(fù)擔(dān)得起的設(shè)備，更不用說讓每個(gè)個(gè)人用戶都能使用。

隨著PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))時(shí)代的來(lái)臨，還有網(wǎng)絡(luò)科技(包括局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng))和互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，讓小到一個(gè)辦公室、一個(gè)城市，大到分布在全球不同地域和國(guó)家的計(jì)算機(jī)都能連接在一起，因而分布式計(jì)算(Distributed Computing)應(yīng)運(yùn)而生。

什么是分布式計(jì)算？分布式計(jì)算就是把一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決的問題，分成許多小的部分，然后把這些部分分配給不同的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最后把這些計(jì)算結(jié)果綜合起來(lái)得到最終的計(jì)算結(jié)果。這些參與的計(jì)算機(jī)可以分布在不同的地域，歸屬于不同的國(guó)家、機(jī)構(gòu)、企業(yè)或個(gè)人。

這些大型任務(wù)一般會(huì)被拆解成相對(duì)簡(jiǎn)單和特定的任務(wù)，然后分配到很多的計(jì)算機(jī)上去執(zhí)行。這樣既可以節(jié)省昂貴的硬件投入，又可以大大縮短計(jì)算時(shí)間，提高計(jì)算效率。比如癌癥的靶點(diǎn)藥物計(jì)算，就涉及把癌細(xì)胞和幾百萬(wàn)的蛋白質(zhì)做匹配，找到親和度較高的蛋白質(zhì)。

在當(dāng)前運(yùn)算速度最快的單臺(tái)計(jì)算機(jī)上，找到這樣一個(gè)靶點(diǎn)可能要花費(fèi)幾年甚至是幾十年的計(jì)算時(shí)間，這對(duì)于迫切需要藥物治療的病人來(lái)說，是無(wú)法接受的。

在分布式計(jì)算場(chǎng)景下，這樣的任務(wù)可以被分配到幾千、幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)上，每臺(tái)計(jì)算機(jī)各自計(jì)算一部分蛋白質(zhì)的匹配，那么在一兩天，或是幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)就能得到計(jì)算結(jié)果，滿足治病救人的需求。

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