大容量データを広域で共有し，効率的にアクセス，高速に処理するために，ま ず，それぞれのノードに大容量ローカルディスクを持つクラスタを高性能ディ スクを持つ計算サーバとみせ，また，広域の高速ネットワークで接続された複 数のクラスタ間で必要なファイルの複製を持つことにより，冗長性を高め，負 荷分散を図る．それら全体を，単一の仮想ファイルシステムとして 提供し，広域で安全かつ高効率に利用できる環境を構築する．
大容量の高速ファイルシステムとしては，クラスタの各ノードのローカルディ スクを利用したクラスタファイルシステムが有望と考えられる．が，ペタバイ ト級のディスク容量とするためには，それぞれのノードに1TBのディスクを搭 載しても，数千ノード必要となる．このとき，クラスタファイルシステムでは， 複数ディスクによるI/O性能の向上の一方で，ネットワーク性能がボトルネッ クとなってしまう．
そこで，このボトルネックを解消するためには，ネットワークによるデー タ移動を最少限とし，ノード台数にスケーラブルに増加するノード内部のロー カルI/Oのバンド幅を活用する必要がある．
グリッドデータファームアーキテクチャでは，I/Oノードと計算ノードを統合したクラス タを利用して，新しい並列ファイルシステムを構成する．ここでは，ファイル はアプリケーションが操作可能な任意のファイル断片に分割される．ファイル 断片単位のファイルビューと，ファイル断片を格納しているノードを考慮した 並列プロセススケジューラにより，アクセス局所性のあるデータ処理に関して， ノード台数にスケーラブルなI/Oバンド幅と計算性能を，単一システムイメー ジで柔軟に可能とする．
グリッドデータファームでは，広域の複数のクラスタに対して，上記システムをグリッ ドサービスとして構成する．広域環境における効率的なデータアクセスおよび 冗長性を高めるために，それぞれの地域，クラスタ間では，必要なファイルは 複製される．ファイル複製では，分割された複数のファイル断片を並列ストリー ムで転送することにより，ネットワークの帯域を活用する．
グリッドデータファームの参照システムであるGfarmは，大きくGfarmファイルシステム， Gfarm並列I/O API，Gfarmプロセスマネージャにより構成される．
Gfarmファイルは，複数のインデックス付けされたファイル断片に分割され， 複数のディスクに格納される．ファイルアクセスは，ファイル全体（グローバ ルファイルビュー），特定のファイル断片（インデックスファイルビュー）な ど，ファイルビューによってアクセス範囲を制限することにより，アクセスの 局所性を利用することができる．インデックスファイルビューでは，それぞれ のファイル断片を自由にアクセスすることができるため，任意長のファイル断 片を扱うことができる．
また，後述のアフィニティスケジューリングと組み合わせることにより，それ ぞれのプロセスが担当するファイル断片を指すローカルファイルビューを利用 することができる．ローカルファイルビューは，インデックスファイルビュー に対し，特定のファイル断片のインデックスを陽に指定しないものであり，ノー ド数，インデックス番号，ホスト名などを意識しないで，柔軟にプログラミン グすることができる．ローカルファイルビューは，スケジューリングで利用し たファイルのほか，新規作成ファイルに関しても適用することができる．
Gfarmでは，グローバルファイルビューによるファイル全体に対するアクセス でも，並列ファイルシステムとして，高バンド幅を得ることができるが，ロー カルファイルビューを利用することにより，柔軟にローカルI/Oバンド幅のス ケーラビリティを利用したアクセスが可能となる．
ファイル断片は複製を持つことができるため，スケジュールされるノードには 任意性があり，また，ノードの負荷状況，ディスクの利用状況などによっては， ファイル断片を持たないノードにもスケジュールすることができるため，様々 なスケジューリング手法が考えられる．
図1では，プロセスAはデータAが分散しているノードに スケジューリングされている．プロセスBは，同様にデータBの分散しているノー ドにスケジューリングされるが，データBは3分割され，それぞれのファイル断 片が複製されているため，複製を含めて6ノードに分散している．よって，プ ロセスBは，ノードの負荷状況などにより，そのうち3ノードにスケジューリン グされている．このように，複製は耐故障性のためではなく，負荷分散にも利 用される．