Библиотека Интернет Индустрии I2R.ru

ИТ-гигант готовит серьезный научно-технический прорыв в области автономных компьютеров — вычислительных систем, способных самоконфигурироваться, адаптироваться и даже ремонтироваться.

Базы данных, установленные на таких компьютерах — их еще называют самодостаточными (holistic) или интроспективными (introspective), — будут непрерывно анализировать маршруты запросов с целью повышения эффективности своей работы. Данные будут сами перемещаться по охватывающим планету «вычислительным решеткам» (grids), и, когда бизнесмен отправится из Нью-Йорка в Париж, его файлы последуют за ним.

«Нам нужна высокоуровневая структура, позволяющая состыковывать компоненты на более высоком уровне», — сказал вице-президент IBM по автономным компьютерам Алан Ганек (Alan Ganek). Он выступил с докладом на трехдневной конференции, посвященной новой концепции вычислительной техники, в научном центре IBM Almaden в Сан-Хосе. «Системы должны взаимодействовать друг с другом, причем таким образом, чтобы мы получали от них максимальную выгоду», — сказал он.

Термин «автономный» (autonomic) используется по аналогии с автономной центральной нервной системой. Когда человек бежит, пояснил Ганек, он не думает о том, что надо открыть поры или увеличить частоту сердцебиения. Это происходит само собой. Конструкция такой системы будет меньше зависеть от ошибок, тем не менее она должна строиться с учетом того, что ошибки неизбежны. «Память то и дело отказывает человеку, но мы продолжаем достаточно сносно функционировать», — пошутил президент Стэнфордского университета и основатель компании MIPS Technologies Джон Хеннесси (John Hennessy).

Плоды черной магии
Стремление к автономности отчасти вызвано маячащим впереди неизбежным дефицитом специалистов по управлению компьютерными системами. Интернет становится слишком большим и сложным, и со временем, чтобы им управлять, не хватит всех специалистов мира. «Настройка баз данных сродни черной магии, — заметил на конференции Сураджит Чудхури (Surajit Chaudhuri), возглавляющий в Microsoft группу исследования и управления данными. — К каждой БД очень трудно приставить настоящего гуру».

Растут и затраты. Расчеты IBM показывают, что в 1990-х примерно 80% стоимости крупных вычислительных систем приходилось на аппаратуру и ПО. Теперь же расходы на специалистов примерно равны стоимости оборудования. Если так будет продолжаться, то через пять-шесть лет расходы на людей в два раза превысят расходы на «железо».

По мнению IBM, автономные вычислительные системы должны следовать четырем принципам. Они должны быть самоконфигурируемыми (способными адаптироваться к изменениям в системе), самооптимизируемыми (способными улучшать технические характеристики), самовосстанавливающимися (способными устранять неисправности) и самозащищаемыми (быть готовыми к проникновениям и способными справляться с ними).

Майкл Франклин (Michael Franklin), адъюнкт-профессор Калифорнийского университета Беркли, проводит исследования в области адаптивных потоков данных в БД. Грубо говоря, такие базы данных стараются динамически определять наиболее эффективный способ ответа на запрос, в частности, как преобразовать запрос, чтобы минимизировать нагрузку на маршрутизатор. Тот, в свою очередь, может «поощрять» эффективную базу данных, предоставляя ей приоритет в последующих сеансах.

Однако на практике создание подобных систем, отметил Хеннесси, дело нелегкое. Компьютеры, хотя они и изобретены людьми, все же не совсем им подвластны. Инженеры не всегда знают, как поведет себя процессор или компьютер, до тех пор, пока продукт не будет готов. К тому же программное обеспечение, похоже, со временем не улучшается, о чем свидетельствует растущее число проблем. «Мы не понимаем что-то очень важное о том, как строить системы», — признался Хеннесси.

В то же время потребители становятся все более нетерпимыми к ошибкам и предъявляют все более высокие требования к технологиям. «Представьте себе, что ваш автомобиль останавливается так же часто, как ПК, — говорит Хеннесси. — Это было бы ужасно. Главное приложение — это доступ к сервисам, и главная задача — гарантировать их постоянную доступность. Для этого разработчики аппаратуры должны гораздо теснее сотрудничать с разработчиками операционной системы, программистами и специалистами по сетям».

Исследования в области самодостаточных систем в какой-то степени напоминают процесс создания самолета или процессора RISC (reduced instruction set computing), считает Чудхури из Microsoft. Отдельные компании могут изобретать свои собственные способы решения проблем, а затем другие специалисты и потребители сравнят результаты. К тому же любые новые функции, возникающие в ходе этого процесса, будут проверяться на возможное негативное влияние на надежность. «Мы действительно должны очень хорошо подумать, прежде чем вводить новую функцию, — сказал Чудхури. – Погоня за новинками вредна для самонастройки. Когда переменных много, их труднее учесть».

Собственные проекты IBM
IBM очень серьезно относится к автономной вычислительной технике. Исследования в этой области должны принести первые ощутимые плоды уже в ближайшие годы. В прошлом году на конференции Almaden IBM представила нанотехнологию, нацеленную на создание чипов из молекул. Но на практическое применение нанотехнологии можно рассчитывать гораздо позднее. Исследования в области автономных компьютеров ведутся в целом ряде университетов. На конференции выступали ученые из Корнеллского, Колумбийского и Стэнфордского университетов, а также из NASA.

Ганек возглавил новое подразделение автономных компьютеров в IBM только в феврале и теперь формирует команду исследователей. Когда группа будет создана, она начнет работать в тесном сотрудничестве с другими научными и производственными подразделениями IBM.

Некоторые шаги в направлении автономных компьютеров уже сделаны. Например, серверы, созданные в результате инициативы IBM eLiza, предупреждают администраторов о назревающих отказах оборудования. А система Tivoli Risk Manager использует датчики для обнаружения несанкционированных проникновений.

И все же компаниям предстоит гигантская работа по обеспечению взаимодействия разнообразных элементов автономности отдельных систем друг с другом.