Новые грани нового Интернета

Осенью 2007 г. участники консорци­ума Internet2 анонсировали готовность предоставить сеть с пропускной спо­собностью 100 Гбит/с (!) исследова­тельским и образовательным учрежде­ниям. Возможности сети были проде­монстрированы на примере соедине­ния, организованного между Универ­ситетом штата Небраска в Линкольне и Лабораторией Ферми (Батавия, штат Иллинойс), когда для передачи трети терабайта потребовалось около пяти минут, при этом скорость обмена пре­высила 10 Гб/с. Проект Internet2 часто путают с различными разработками инфраструктуры нового поколения для общедоступной сети Интернет. В настоящее время lnternet.2 ограничен 207 подключенными университетами.

История проекта насчитывает уже 12 лет — столько времени прошло со времени представления концепции на конференции Monterey Futures, прохо­дившей в сентябре 1995 г. На сегодняш­ний день задействованные в lnternet.2 аппаратные средства обеспечивают 10 Гбит/с соединения в каждом сегмен­те сети, которые могут масштабиро­ваться с использованием 20, 40, 100 или более длин волн, в соответствии с текущими требованиями к пропускной способности. Участники консорциума продолжают сотрудничество с компа­ниями-партнерами, такими как Level 3, Ciena и Juniper, для тестирования и вне­дрения новых технологий, поддержи­вающих скорость передачи данных 40 и 100 Гбит/с.

Преодолевая дефицит

Компании Google и IBM заявили о совместной инициативе, целью кото­рой будет создание широкомасштаб­ных распределенных вычислительных сетей для предоставления их ресурсов студентам высших учебных заведений. Партнеры планируют обеспечить пос­тавки необходимого аппаратного и про­граммного обеспечения, а также орга­низовать соответствующие сервисы поддержки. Предполагается снизить себестоимость исследований, исполь­зующих распределенные вычисления, что даст возможность студентам в бо­лее полной мере осваивать новые пара­дигмы программирования и организа­ции систем.

Как отмечают специалисты, в на­стоящее время, хотя закон Мура и оста­ется в силе, общая производительность систем все больше определяется плот­ностью компоновки процессоров, чем плотностью компоновки транзисторов. Соответственно, эта тенденция должна найти отражение в программировании, и очень важно, чтобы будущие специа­листы уже сегодня осваивались с мыс­лью о необходимости создания "гори­зонтальных" приложений, способных поддерживать масштабирование и эффективно использовать все возмож­ности распределенных вычислительных сред, и приобретали нужные навыки. Первым университетом, присоединив­шимся к этой инициативе, станет Университет Вашингтона (кстати, рас­положенный недалеко от штаб-кварти­ры Microsoft), затем — Университет Карнеги-Меллоун, Массачусетский тех­нологический (MIT), Стенфордский Университет, Калифорнийский Универ­ситет в Беркли и Мэрилендский Уни­верситет. В ходе реализации совмест­ной инициативы Google и IBM плани­руют поставить оборудование для создания кластера, содержащего несколько сотен компьютеров. Плани­руется, что со временем общее количе­ство процессоров в кластере превысит 1600 шт.

 

Радио будущего

Представьте себе, ваш персональ­ный цифровой ассистент (или просто PDA) выпал из кармана, но вскоре устройство перезвонит вам и сообщит, что "потерялось". Это станет возмож­ным благодаря "когнитивному" (про­граммному) радио (CR — Cognitive Radio) — беспроводному устройству, способному отслеживать окружающую электромагнитную обстановку и под­страиваться под привычки своего вла­дельца.

Специалист компании Milte из Бедфорда (Массачусетс) Джозеф Ми-тола смоделировал PDA-устройство, которое собирает сведения о предпоч­тениях пользователя из текстовой ин­формации. При отсылке данных "когни­тивное" PDA-устройство, работающее на базе нового языка, также разрабо­танного Митолой, сначала проведет поиск доступных дешевых беспровод­ных соединений (WLAN) и только потом воспользуется более дорогостоящей мобильной сетью.

Разумеется, сегодня CR-устройств еще не существует, но ими уже заинте­ресовалось Агентство передовых обо­ронных проектов США (DARPA, в недрах которого появился Интернет) в целях отслеживания и противодействия попыткам "глушения" сигналов. Со вре­менем CR смогут принести пользу и коммерческим операторам, которые будут заинтересованы в появлении автоматизированных методов, помо­гающих их клиентам ориентироваться среди множества доступных голосовых и информационных коммуникационных услуг четвертого поколения (4G).

CR — это, по сути, вычислительная модель, в которую заложена информа­ция о собственных интеллектуальных возможностях, а также о спектре дей­ствий, которые с ними может выполнять пользователь. Если, например, CR определяет, что ведется интервью, на экране появится сообщение, предла­гающее платить за соединение на три цента в минуту больше, но при этом гарантируется передача более четкого сигнала. Со временем это устройство "научится" и добавит в вычислительную модель информацию о том, что пользо­ватель предпочитает более качествен­ный звук, когда берет интервью. Модель накапливает информацию о себе самой, о пользователе и о сети, а машинное обучение означает, что пользователю не нужно перепрограм­мировать устройство и снова указы­вать, что следует делать. Правда, пока подобной действующей модели не существует.

CR будет в состоянии отслеживать особенности аппаратуры для того, что­бы программироваться по полосе час­тот или по режиму использования (к примеру, 800/900/1800/1900/2100/ 2400/2600 МГц и весь набор беспро­водных стандартов). CR будет знать, что ему следует делать на основе "накопленного опыта". К примеру, вы садитесь в машину и едете на работу. Во время движения CR оценивает, как идет распространение радиосигнала, его интенсивность, качество в различ­ных полосах частот. Оно создает свою внутреннюю базу данных, в которой хранятся сведения о том, что оно может делать, когда и где. В результате CR сможет когда-нибудь привести к объединению всех беспроводных устройств. В перспективе благодаря CR ваш PDA, мобильный компьютер и автомобиль будут использовать Bluetooth, Wi-Fi, WiMAX и все стандарты сотовой связи.

Для того чтобы это устройство смог­ло узнать важную для себя информа­цию и предоставить заданный уровень обслуживания, оно должно иметь нам­ного больше датчиков, чем современ­ное радио. К примеру, чтобы CR могло узнать, что аппарат, в который оно "заключено", упал на пол, ему необхо­дим датчик движения, а поскольку GPS не очень хорошо работает в помеще­ниях и вообще в городе, потребуются еще более совершенные встроенные датчики. Задача CR — отнюдь не только поиск самой лучшей полосы частот, а самого оптимального выполнения заказа. Если вы оплачиваете видео по определенному тарифному плану, то ваш провайдер предоставит вам соот­ветствующую полосу пропускания. Но если пользователь захочет найти самый дешевый способ передать ви­део, то CR может играть роль интеллек­туального агента, действующего с наи­большей выгодой для пользователя. К примеру, проанализировав все воз­можности, CR выберет канал Wi-Fi, поскольку он бесплатный. Правда, бес­платный канал может быть нешифро­ванным, но если понадобится, его зашифруют.

Сегодня люди не получают какой-либо помощи в "формировании трафи­ка", чтобы решить, за что и сколько пла­тить, когда и где. Они не в состоянии разобраться в сложных структурах тарифов и взаимозачетов, которые очень часто меняются. Вот пользовате­ли и вынуждены делать свой выбор раз и навсегда. Но уже скоро в одной и той же точке можно будет получать схожие услуги от нескольких операторов, и CR поможет выбрать оптимальный вариант по тарифам и сервисам, взяв межопе­раторскую конкуренцию "на себя".

В соответствии с "правилами этике­та" CR будет хранить "следы" того, что оно делает, чтобы люди, отвечающие за ту или иную часть радиоспектра, могли определить, корректно или нет работа­ет CR, и как сделать так, чтобы оно лучше адаптировалось и "знало", какие алгоритмы нарушают права на зарезер­вированные полосы частот.

 

Границы технологий

На IDF (Intel Developer Forum), прохо­дившем в прошлом году в Сан-Фран­циско, Гордон Мур, сооснователь ком­пании Intel и автор упоминавшегося закона, отметил, что у IT-отрасли есть еще 10—15 лет, прежде чем разработ­чики и производители столкнутся с чем-то поистине значимым, фундаменталь­ным, и тогда действие закона серьезно замедлится или остановится. Проб­лема кроется в эффективности полу­проводникового производства, которая была достигнута за прошедшее время Структуры внутри чипов за это время настолько уменьшились, что продол­жать в том же духе уже просто не полу­чится. Так, к примеру, слой изоляцион­ного материала, используемого в современных процессорах, практиче­ски достиг своего минимума и соста­вляет всего несколько молекул. Мур отмечает здесь простую истину, что сделать этот слой тоньше, чем в одну молекулу, будет просто невозможно.

Кстати, несколько лет назад извест­ный физик и космолог Стивен Хокинг, к которому мы еще как-нибудь попозже вернемся, предрек, что индустрию бу­дут сдерживать два основополагающих фактора: скорость света и атомарная природа вещества. На что Мур еще тогда ответил, что "мы уже недалеки от этого", намекая на приближение к тех­нологическим пределам.

Закон удвоения числа транзисторов в процессорах в течение каждых двух лет должен "упереться в стену" где-то в 2020-х годах, как считает его основа­тель на основе проведенных исследо­ваний и наметившихся тенденций раз­вития отрасли. Тем не менее продлить срок действия закона можно будет путем перехода к ЗО-чипам, в которых транзисторы будут "нагромождены" друг на друга. И главное там — не запу­таться в полученной "транзисторной массе". Ведь фарш невозможно про­вернуть назад... ■