دارپا با FastNIC به‌دنبال افزایش ۱۰۰ برابری سرعت شبکه است

داشتن اتصال کند یکی‌ از آزاردهنده‌ترین تجربه‌ها را برای کاربر تداعی می‌کند؛ اما تصور کنید، چنین چیزی برای یک ابررایانه چگونه خواهد بود؛ رایانه‌ای با آن‌‌همه هسته‌ی پردازشی که با سرعت نور محاسبه انجام می‌دهند؛ اما در آخر برای همگام‌سازی با دیگر دستگاه‌های موجود در شبکه باید مدتی را برای تبادل اطلاعات با شبکه‌‌ی قدیمی و از رده‌خارج هدر دهند.

به‌نظر می‌رسد که دارپا از این شیوه دل خوشی ندارد و قصد دارد به‌زودی این رویه را با ساخت رابط جدیدی با ۱۰۰ برابر سرعت بیشتر برای شبکه‌ها تغییر دهد. مشکل اینجا است که حافظه و پردازنده‌ی یک رایانه یا سرور قادر به محاسبه‌ی ۱۰ به‌توان ۱۴ بیت در هرثانیه است که از نظر حجم داده‌ها، در دسته‌ی ترابایت قرار می‌گیرد. خوشبختانه سخت‌افزار‌های شبکه نظیر سوئیچ‌ها و فیبر‌ها قادر به دریافت چنین حجمی از داده‌ها هستند؛ اما موضوع این است که بستر مناسبی برای میزبانی از این حجم از داده‌ها وجود ندارد؛ بنابراین با پدیده‌ی گلوگاه در شبکه‌های فعلی روبه‌رو هستیم؛ زیرا زیرساخت فعلی نهایتا داده‌هایی در حجم گیگابیت درثانیه را دریافت می‌کند.

برای درک بهتر این موضوع، بهتر است مثالی بزنیم. مزرعه‌ی سیبی را تصور کنید که پیش‌از وزن‌کردن سیب‌ها، عده‌ای باید آن‌ها را از لحاظ سلامت بررسی کنند و عده‌ای دیگر آن‌ها را از آلودگی پاک سازند. برای این کار افرادی به کار گمارده شده‌اند و هر دو گروه در هر دقیقه قادر به بررسی و پاک‌سازی ۱۴ سیب هستند؛ اما تسمه‌ی نقاله‌ای که برای حمل سیب‌ها استفاده می‌شود، در هر دقیقه توانایی جابه‌جایی ۱۰ سیب را دارد. در چنین شرایطی قطعا هماهنگی بین ورودی و خروجی از بین می‌رود و شاهد تلف‌شدن وقت خواهیم بود.

حال دارپا با برنامه‌ی جدیدی تحت‌نام FastNIC قصد از‌بین‌بردن این مشکل را دارد. طبق گفته‌ی دارپا، آن‌ها در حال بازآفرینی پشته‌ای برای شبکه‌ هستند که روند یادشده را تا ۱۰۰ برابر با افزایش سرعت روبه‌رو می‌کند. درصورت محقق‌شدن چنین هدفی، ابررایانه‌های دارپا نسبت‌به نمونه‌های مشابه در سایز نقاط دنیا تفاوت عمده‌ای از جنبه‌ی سرعت خواهند داشت؛ به‌خصوص ابررایانه‌هایی که در چین تولید می‌شوند و در سال‌های گذشته توانستند رقابت سختی با نمونه‌های تولیدی در آمریکا داشته باشند.

با‌ تمامی این اوصاف، قرار نیست چنین اتفاقی به آسانی رخ دهد. اسمیت، یکی‌ از نخستین‌ کسانی که در بازطراحی رابط نقش داشته، می‌گوید:

برای ساخت یک پشته شبکه هزینه و پیچیدگی بسیاری وجود دارد. همه‌چیز از سخت‌افزار شروع می‌شود؛ اگر نتوانید این لایه‌ را به‌درستی مدیریت کنید، کارتان به‌جایی نخواهد رسید. نرم‌افزار به‌خودی‌خود نمی‌تواند باعث افزایش سرعت شود؛ بلکه لایه فیزیکی باید اجازه‌ی این کار را بدهد؛ بنابراین ما می‌خواهیم ابتدا لایه‌ی فیزیکی را تغییر دهیم.

پس‌ از اینکه لایه‌ی فیزیکی به‌درستی پیاده‌سازی شد، به‌ نرم‌افزار می‌رسیم که باید توانایی مدیریت حجم افزایش‌یافته‌ی داده‌ها را داشته باشد. حتی تغییرات کوچک ۲ تا ۴ برابری نیازمند تغییرات سیستماتیک هستند؛ چه‌ برسد به تغییرات ۱۰۰ برابری که به یک بازسازی کامل در لایه‌های مختلف سیستم نیاز دارند.

هنوز مشخص نیست که چنین تغییراتی حداکثر تا چه تاریخی اعمال خواهند شد؛ اما خبر خوب این است که تمامی کتابخانه‌های ساخته‌شده FastNIC به‌صورت متن‌باز دردسترس همگان قرار خواهند گرفت.