Grid Computing: เทคโนโลยี IT ของโลกอนาคต

Internet เป็นเทคโนโลยีที่เริ่มต้นจากการที่นักวิทยาศาสตร์ที่กระจายอยู่ตามมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยทั่วโลกมีความจำเป็นต้องการแลกเปลี่ยนข้อมูล ข้อคิดเห็นและติดตามผลงานใหม่ๆให้ทันสมัย ทำให้ World Wide Web ถูกประดิษฐ์ขึ้น (ด้วยคนๆเดียวที่ชื่อ Sir Timothy J. Berners-Lee) มาเพื่อสนองความต้องการดังกล่าว และต่อมา สิ่งนี้ก็ถูกพัฒนาต่อเนื่องไปเป็น Internet ที่ถูกนำไปประยุกต์ใช้กับงานหลายๆด้าน ทั้งทางการศึกษา การพาณิชย์ บันเทิง อุตสาหกรรมและงานราชการ จนกลายมาเป็นสิ่งที่อำนวยความสะดวกแก่ชีวิตประจำวันอย่างที่ไม่มีใครคาดคิดมาก่อน อันเป็นตัวอย่างของ Technology Transfer จากงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ไปสู่การพัฒนาคุณภาพชีวิตของมนุษย์ที่เด่นชัดที่สุดชิ้นหนึ่ง



ในอนาคตที่ไม่ไกลนัก เทคโนโลยี Grid Computing ได้ถูกคาดว่าอาจจะสร้างปรากฏการณ์เช่นเดียวกันนี้



สืบเนื่องมาจากความซับซ้อนของปัญหาที่นักวิทยาศาสตร์กำลังทำการศึกษาในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็น งานวิจัยด้านชีวเคมี ที่ต้องการศึกษาโครงสร้างของโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ซับซ้อนมหาศาลจำนวนมาก เพื่อหาลักษณะที่เหมาะสมของสารที่จะนำมาทำตัวยารักษาโรค หรือไม่ว่าจะเป็นกรณีของงานวิจัยที่ โครงการ LHC (Large Hadron Collider) ที่ศูนย์วิจัยฟิสิกส์อนุภาคแห่งชาติยุโรป CERN ที่จำเป็นต้องมีการถ่ายโอนข้อมูลที่ได้จากผลการทดลอง ที่คาดว่าจะมีขนาดกว่า 10¹⁵ ไบต์ต่อปี ไปให้นักฟิสิกส์ทั่วโลกทำการวิเคราะห์ หรือไม่ว่าจะเป็น งานวิจัยอื่นๆ เช่น งานวิจัยทางด้านถอดรหัสพันธุกรรมที่ทุกคนคุ้นหูกัน หรืองานด้านตรวจจับ คลื่นแรงโน้มถ่วง (gravitational wave) เพื่อพิสูจน์ทฤษฎี General Relativity ของ Einstein หรือการวิเคราะห์หาสัญญาณของสิ่งมีชีวิตนอกโลก (E.T.) ล้วนแล้วแต่ต้องการสมรรถนะคอมพิวเตอร์และระบบเน็ตเวิร์คที่ว่าล้ำหน้าสุดๆ ที่แม้กระทั่งความล้ำสมัยของเทคโนโลยี IT ในปัจจุบันที่ถึงแม้กำลังเพิ่มประสิทธิภาพแบบเลขยกกำลัง ก็ยังดูล้าหลังและไม่เพียงพอต่องานวิจัยต่างๆที่กล่าวมานี้ และนี่เป็นสาเหตุให้เทคโนโลยี Grid จำเป็นต้องมีการพัฒนาขึ้นเพื่อมารองรับ



คำว่า Grid หมายถึง “เครือข่ายที่เชื่อมโยงกันและกระจายทรัพยากรให้กัน” ซึ่งในที่นี้ Grid Computing คือเครือข่ายของทรัพยากรคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมโยงกันหมดและจะกระจายทรัพยากรด้านคอมพิวเตอร์ให้กัน ไม่ว่าจะเป็นสมรรถนะในด้านการประมวลผล ความจุ หรือ สมรรถนะในการถ่ายโอนข้อมูล โดยการจ่ายทรัพยากรนี้จะมีลักษณะเช่นเดียวกับ Grid ของพลังงานไฟฟ้าที่พวกเราใช้ตามบ้าน สิ่งที่เราต้องทำก็เพียงเสียบปลั๊กและเปิดสวิทซ์ เราก็จะได้พลังงานไฟฟ้ามาบริโภคมากตามที่เราต้องการ และเทคโนโลยี Grid Computing ก็ถูกออกแบบให้ผู้ที่อยู่ในเครือข่าย เพียงเสียบปลั๊กและใส่รหัสก็จะเข้าถึงทรัพยากรคอมพิวเตอร์ได้อย่างสะดวกและเรียกใช้ทรัพยากรทาง Computer ได้มากเท่าที่เราต้องการเช่นเดียวกัน



ในกรณีของ Electricity Grid หรือเครือข่ายของพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายไฟตามบ้านนั้น แหล่งจ่ายไฟจะส่งมาจาก เขื่อน หรือโรงงานผลิตไฟฟ้าถ่านหิน หรือ นั่นก็คือ มีแหล่งจ่ายทรัพยากรอยู่แหล่งเดียว แต่ในกรณีของ Grid Computing จะใช้ทรัพยากรที่แบ่งปันมาจากเครือข่ายที่เชื่อมโยงกันของคอมพิวเตอร์ทั่วโลกที่เป็นสมาชิกของเครือข่าย ไม่ว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์นั้นจะเป็นคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล หรือ Supercomputer ตามศูนย์วิจัย หรือ Cluster ตามมหาวิทยาลัย โดยไม่จำเป็นที่คอมพิวเตอร์เหล่านี้ต้องมีแพลตฟอร์มเหมือนกัน

(ข้อแตกต่างระหว่าง Cluster กับ Grid คือ Cluster เป็นการเชื่อมต่อเพื่อเพิ่มสมรรถนะของการประมวลผลด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีแพลตฟอร์มเดียวกันอยู่ในพื้นที่จำกัด ส่วน Grid นั้นจะเชื่อมต่อได้ทุกแพลตฟอร์ม ไม่ว่าแต่ละแพลตฟอร์มจะห่างไกลกันเท่าไร)



Grid นี้กำลังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาอยู่ ยังไม่เสร็จสมบูรณ์ ส่วนประกอบหลักของมันมีอยู่ 4 ส่วน โดยแต่ละส่วนแบ่งเป็นชั้นๆ (layer) ได้แก่ 1. Network layer, 2. Resources layer, 3. Middleware layer และ 4. Application&Serviceware layer โดยตัวชั้นสุดท้ายนี้เป็นส่วนที่ผู้ใช้จะมองเห็นและสัมผัส



จริงๆแล้วเทคโนโลยี Grid นี้ ไม่ได้กำลังจะเกิด แต่มันมีมาเกือบสิบปีแล้ว หลายคนคงเคยเห็น Screen Saver จากโครงการ SETI@home(Search for Extraterrestrial Intelligence) ที่เป็นการยืมความสามารถในการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่อยู่ในช่วงไม่ได้ใช้งานมาวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากยานอวกาศเพื่อหาสัญญาณของสิ่งมีชีวิตนอกโลก ผู้ที่สมัครใจให้คอมพิวเตอร์ตัวเองช่วยประมวลผลจะได้ของแถมเป็น screen saver สวยๆมาให้ (ใครที่สนใจอยากให้เครื่องของตัวเองร่วมการประมวลผลนี้ สามารถสมัครไปได้ที่ http://boinc.berkeley.edu/ ซึ่งปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นงานทางด้านการวิจัยรักษามะเร็ง การพิสูจน์หาคลื่นแรงโน้มถ่วงที่ไอน์สไตน์ได้ทำนายไว้ หรือไม่ว่าจะเป็นงานด้านการทำนายสภาพอากาศล่วงหน้า ได้เข้าร่วมเป็นส่วนหนึ่งของโครงการเดียวกับ SETI แล้ว โดยสามารถเข้าไปดูและดาวน์โหลดได้ที่เว็บของมหาวิทยาลัยเบร์กเลย์ http://boinc.berkeley.edu/



ทุกวันนี้ เรามีคอมพิวเตอร์ทั้งแบบตั้งโต๊ะและแบบพกพา ด้วยสมรรถนะที่เท่ากับ supercomputer ที่เป็นสุดยอดคอมพิวเตอร์ในสมัยเมื่อ 10 ปีที่แล้ว อีกทั้งมีเครือข่ายอินเตอร์เน็ตที่สามารถส่งข้อมูลระหว่างกันได้ด้วยอัตราเร็วที่ 155 Mbps (megabits per second) ซึ่งเป็นหลายร้อยเท่าของความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลของเครือข่ายที่เชื่อมต่อ supercomputer ในสหรัฐฯ ทั้งหมดเมื่อสมัยปี ค.ศ. 1985 ความจุของฮาร์ดดิสค์ทุกวันนี้ ใครที่ซื้อเครื่องใหม่ๆ คงได้ความจุราวๆ 100 GB ซึ่งเท่ากับความจุของเครื่อง supercomputer ทั้งหมดที่มีอยู่รวมกันในสมัยเมื่อ 10 ปีที่แล้วอีกเช่นกัน อีกไม่นาน เทคโนโลยี Grid Computing จะพาพวกเราไปถึงการเข้าถึงทรัพยากรคอมพิวเตอร์ที่มากที่สุดอย่างที่เราไม่เคยคิดมาก่อน และวิทยาศาสตร์ในอนาคตก็จะเป็นยุคของ E-Science อันเนื่องมาจากการใช้สมรรถนะในการประมวลผลของคอมพิวเตอร์จากเทคโนโลยี Grid Computing



นอกจากประโยชน์ของ Grid ต่องานทางด้านวิทยาศาสตร์แล้ว ทางภาคธุรกิจคาดว่าเทคโนโลยี Grid นี้สามารถนำมาช่วยขจัดปัญหาค่าใช้จ่ายด้านทรัพยากรคอมพิวเตอร์ หรือช่วยในการเก็บและวิเคราะห์ข้อมูลลูกค้าที่มากมายมหาศาล ส่วนทางด้านอื่นๆ Grid คาดว่าอาจถูกนำมาใช้สำหรับทางด้านบันเทิงอย่าง real-time calculation หรือ internet on-line game ซึ่งยังต้องดูกันต่อไป



สำหรับเมืองไทย ได้มีผู้บุกเบิกงานด้านนี้แล้ว โดยให้ชื่อโครงการว่า ThaiGrid หากใครสนใจ สามารถเข้าไปดูข้อมูลต่างๆได้ที่ www.thaigrid.net และไม่ว่า Grid จะพัฒนาไปถึงขั้นไหน เรายังรอคนไทยที่มีความสามารถมาช่วยกันพัฒนา ThaiGrid ของเราเอง ให้เราสามารถก้าวตามทันประเทศพัฒนาให้ได้ ไม่แน่ว่า เทคโนโลยี Grid นอกจากจะช่วยให้งานวิจัยในมหาวิทยาลัยและสถาบันต่างๆสามารถแก้ปัญหาที่ซับซ้อนและยากยิ่งได้ มันยังอาจจะช่วยให้ชาวนา หรือเกษตรกรสามารถทำนายสภาพอากาศ และสามารถปลูกพืชได้ถูกต้องตามความแปรปรวนสภาพอากาศ หรืออาจช่วยหาเมล็ดพันธุ์ข้าวชนิดใหม่ ที่ในที่สุดจะช่วยให้ประเทศชาติของเราสามารถดำรงอยู่ได้แบบพอเพียงและยั่งยืน สร้างสมดุลให้กับมนุษย์และสิ่งแวดล้อม ได้อยู่ร่วมกันอย่างมีความสุขไปอีกนานแสนนาน



ข้อมูลจาก
http://www.aip.org/pt/vol-55/iss-2/p42.html



ข้อมูลเพิ่มเติม

-เว็บของ Sir Tim Berners-Lee
http://www.w3.org/People/Berners-Lee/

-Grid Computing Info Center
http://www.gridcomputing.com/

-Grid Cafe
http://gridcafe.web.cern.ch/gridcafe/

- OpenScience Grid
http://www.opensciencegrid.org/index.php?option=com_frontpage&elMenu=Home

-LHC Computing Grid
http://lcg.web.cern.ch/LCG/