亞馬遜出賣運算能力

知識新知 12/16/2006

個人電腦連上商業界的超級電腦運算能力,對科學研究造成巨大影響

荷蘭電腦科學家齊利布拉西(Rudi Cilibrasi)本月初想測試一種探採資料的演算法,用普通電腦耗時可能要幾百小時,他不是向自己的資訊科技部門求助,而是上亞馬遜網站。他用信用卡付了六十美元,幾分鐘內,他就取得了相當於十部伺服器的裝置,幾天之內他的工作就搞好了,比起他的桌上型電腦能做的,要快上十倍。

大型的網路公司如古鉤(Google)、電子灣(eBay)及亞馬遜擁有的電腦運算力量,比起任何學術電腦網都要大,而且目前已成為配銷大規模電腦運算服務的領頭者。這些公司的許多創新技術都可以幫忙科學家,例如今年八月推出的「點播運算」(computing-on-demand)服務正是其一,客戶使用亞馬遜龐大的電算基礎設施,創設虛擬多重的電腦,每一運算小時只要美金一角;另外,每十億位元組(gigabyte)資訊的儲存費用,每月只要美金一角五分。

這項服務還在測試階段,科學家耳聞的人數沒幾個,更不要說試用。但這項改變,專家相信可以造成研究學者使用電腦方式的革命。日內瓦附近的歐洲粒子物理研究中心(CERN)網際網路服務部主任佩斯(Alberto Pace)表示,未來學者可以把運算工作外包給商業界的網絡去做,不必在自家研究機構裡運算。CERN已造好全球最大的科學電腦運算網格,結合卅一國的一萬部電腦,以處理每秒十五億位元組的資料,相當於實驗室的新加速器「大型強子對撞器」(the Large Hadron Collider)明年啟用之後,會產生的資訊量。

佩斯表示,他認為亞馬遜的服務一定會蓬勃發展,實驗室想有效率又省錢,使用亞馬遜的服務,比起自己買軟硬體,聘請資訊科技人員,要強得多。只消花少許經費,就能租到「電腦田」,播種下去,收割結果。

齊利布拉西任職於阿姆斯特丹市的荷蘭「國立數學暨電腦運算研究院」(he National Institute for Mathematics and Computer Science),他正使用亞馬遜的服務,測試一種演算法,目標是想根據觀眾目前的偏好,來預測他們會多喜好某一部電影。他表示,自己已經改而使用亞馬遜的服務了;原因是比起學術圈的電算網絡,要更加可靠、便宜而且容易得多。此外,這種服務也向大眾開放運算能力強大的「點播運算」電腦服務。

能使用廉價電算能力的人,不只電腦科學家。氣候研究人員也可以用來運算全球暖化的電腦模型;宇宙科學家則用來模擬超級新星的內部發展,生物學家可以細算一個肝細胞作用對整個肝臟的影響。

設在南非貝勒維「西開普省大學」的「國立生物資訊學研究所」(National Bioinformatics Institute)已經在測試亞馬遜的系統能力,看能不能做大規模的基因體比對工作。研究所內電腦系統主管西伯斯(Inus Scheepers)表示,那套「付錢就能使用」的系統提供的運算能力及頻寬,都不是研究所自己能買、能維持下去的。

亞馬遜系統令人高興的原因之一,當然是費用便宜。其他比如昇陽微系統(Sun Microsystems)之類的公司也提供點播運算的服務,但亞馬遜的索價只要十分之一。唯然,亞馬遜服務最主要的賣點,在使用「虛擬化科技」(virtualization technologies);很多人預測,這種科技不止會改變學術研究,電腦運算科技本身也會改變。

虛擬化科技使用一套軟體,讓多重的操作系統能夠一起運作。這一點意味著同一部機器上頭,能夠創造出許多不同的電腦。比如單一一部機器,能夠當作十部操作系統各不相同「虛擬」電腦的宿主。

這一點很了不起。在單一伺服器上運作多重的虛擬電腦,使用資源時有效率得多。此外,這一點還意味著不必安裝有實體、擁有特殊操作系統的機器,只消幾秒鐘,就能造出虛擬版的電腦來。如此的虛擬電腦可以像檔案般複製,還可以在任何機器上來跑,不管機器用的硬體是什麼。佩斯表示,以往大家每台機器都得裝軟、硬體,現在則不一定了。

要取得虛擬化軟體,目前愈來愈形便利,比如微軟、Vmware等公司都有提供。亞馬遜使用的軟體叫「仙」(Xen),這個由英國劍橋大學研發出來、程式碼開放的系統,很快就在學者間流行起來。學者可以使用「仙」這套系統,可以讓虛擬電腦來操作一整個網格或一整叢的電腦(儘管每台電腦的操作系統都不相同),還可以使用自己實驗室裡開發出來的應用程式。

【知識通訊評論半月刊五十期】2006.12.16

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