Vilhelmina
11 °C
28 °C

A világ legnagyobb számítógépes rendszerét építi az IBM

2012.04.05. 11:36 Módosítva: 2012-04-05 12:30:26
Az IBM kutatási részlege és holland partnere, a Netherlands Institute for Radio Astronomy (Astron) bejelentették, hogy az informatikai óriáscég támogatója és résztvevője lesz a világ legnagyobb rádióteleszkópos rendszere megépítését célul kitűző projektnek (Square Kilometer Array – SKA).

A pillangó

A nagy rádióteleszkópot húsz ország 67 szervezete építette öt éven keresztül. A robusztus teremtményről több csillagászati objektumot is meg lehet figyelni.

Az átadás után pár órával egy lepke jelent meg teljesen váratlanul A szakértők szerint egy a nappali lepkék csoportjába tartozó fecskefarkú lepke élénk színét lehetett meglátni a hosszú és forró napsütésben. Csak repdesett napokig az új építmény körül, bunkós csápjával finom könnyedséggel tapogatta az épületet. Spirál alakú szájszervével izgatóan próbálta szívni a virág alakú épületet.

Napokon keresztül esőben, csendben, fényzajban is ott repdesett, és bár eleinte nem lehetett sejteni, mi célja az erőn felüli akciónak, az egyik fizikus kiolvasni vélte a pillangó repülési útjából, hogy a csillagos ég felettem, amikor egy mindenki számára váratlan pillanatban éles csendben leszállt, egyet vert még szárnyával és soha többet nem mozdult.

Magyarázat nincs.

A méreteiben csak a CERN nagy hadronütköztetőjéhez, az LHC-hez hasonlítható, a déli féltekén megépülő hatalmas rendszer létrehozásában 20 ország 67 szervezete vesz részt, a másfél-kétmilliárd euróra becsült beruházás munkálatai várhatóan 2016-ban kezdődnek meg, és közel tíz évig tartanak majd. Ezalatt az afrikai sivatagoktól Ausztrália és Új-Zéland kietlen területeiig sok ezer tányérantennát állítanak fel, melyek egyetlen közös célt szolgálnak: az eddigiekhez képest mérhetetlenül több rádiójelet felfogni a világűrből, majd ezeket az információkat kielemezve minél többet megtudni az univerzum történetéről és működéséről.

A rendszer mérete mutatja, hogy elképesztő mértékű adatfelhalmozásról és elemzésről van szó, így a hatékony munkához különleges technológiákra van szükség: a becslések szerint a SKA 2024-ben naponta egy exabájtnyi feldolgozatlan adatot gyűjt majd össze – ez durván duplája annak, amennyi információt a web jelenleg naponta generál. A feldolgozást a tervek szerint 20 ezer, a világ különböző helyein elhelyezett számítógépes rendszer végzi majd.

A tervezett rádióteleszkópos rendszer látványterve.
A tervezett rádióteleszkópos rendszer látványterve.
Fotó: SKA /

Az IBM és az Astron együttműködésének keretében, egy DOME nevű projektben öt év alatt 33 millió eurós költséggel alakítanak ki olyan architektúrát, amely különlegesen gyorsan, de minimális energiaigénnyel képes a nyers adatok feldolgozására. Ahogy az IBM zürichi kutatóközpontjának egyik vezetője elmondta, tisztában vannak azzal, hogy a projekt hossza megnehezíti a helyzetüket, mivel a hihetetlenül gyorsan fejlődő informatikai iparban folyamatosan olyan új megoldások jelennek meg, melyekre a munka elindításakor még nem számíthatnak, épp ezért igyekeznek rugalmasak lenni.

Energiafogyasztás, sebesség

Számtalan kihívással néznek szembe: az ilyen feladat megoldásához szükséges technológiák vagy roppant energiaigényesek, vagy túl drágák, vagy túlságosan kis kapacitásúak és kevéssé skálázhatóak. A most rendelkezésre álló adatközponti technológiák nem igazán megfelelőek, mivel ezek esetében az erőforrások 98 százalékát az adatátvitel kiszolgálása köti le, és csak 2 százaléknyi marad a szükséges számítások elvégzésére.

SKA tányérantennák látványterve.
SKA tányérantennák látványterve.
Fotó: SKA /

A kutatók abban bíznak, hogy az olyan új megoldások, mint a háromdimenziós integrált áramkörök alkalmazása segít a nagyobb teljesítménysűrűségű, de kis energiaigényű alapok megteremtésében. A 3D-chipekben több, akár több tíz rétegnyi áramkört építenek egymásra, amivel a chipek közti összeköttetések jelentősen lerövidíthetők. Ha a memóriát így közvetlenül a processzorra építik rá, a memóriabusz jóval rövidebb lehet, mint egy alaplapon, és akár a gyorsítótár egyik szintjét is meg lehet spórolni.

A tárolás a második nagy kihívás, mivel az SKA esetében évente 300-1500 petabájtnyi adatról lesz szó. A mai DRAM megfelelne a sebességgel szemben támasztott követelményeknek, ám ez a technológia nagyon drága, emellett nagyon sok energiát követel. A flash memória eleget tenne az elvárt költségigényeknek, ám sem sebességben, sem tartósságban nem hozza a szükséges tulajdonságokat.

Egyszerre több csillagászati objektumot is meg lehet figyelni majd az új rádióteleszkópos rendszerrel.
Egyszerre több csillagászati objektumot is meg lehet figyelni majd az új rádióteleszkópos rendszerrel.
Fotó: SKA /

A mostani állás szerint a rövid távú tárolás esetén a legnagyobb esélyes az IBM által kifejlesztett phase-change memory megoldás (PCM), mely az előbb említett technológiák előnyeit egyesíti. Ám ára és energiaigénye miatt a PCM sem alkalmas a hosszú távú adattárolásra, ezért nagy esély van arra, hogy elővegyenek egy mára már leírt megoldást, a mágnesszalagot. A szalag nagyon olcsó, viszont szükségesek még fejlesztések ahhoz, hogy a legújabb követelményeknek megfelelően modernizálják a használatát.

A harmadik nagy kihívás az lesz, hogy milyen technológia kapcsolja majd össze az adatgyűjtő, a számításokat végző, illetve a tároló rendszereket, melyek fizikailag távol lesznek egymástól, illetve nagy területeken helyezkednek el. Itt is egy új megoldásban bíznak, az úgynevezett nanofotonikában, ahol a fényt használják jelátvitelre szilíciumalapú optikai kábelekben – a kutatás egyik célja lesz, hogy a közvetett, átalakítással járó elektronikus módszerek helyett inkább egy közvetlen jelátvitelt használjanak, ami rádiójeleket jelentene, hogy gyorsabb és kevésbé energiaigényes módszert alkalmazhassanak.

Infografika a kutatási együttműködésről.
Infografika a kutatási együttműködésről.
Fotó: ASTRON /

A DOME projekt költségeinek nagy részét a Drenthe tartományban létrehozott fejlesztési központot népszerűsíteni kívánó holland kormány biztosítja, az Astron és az IBM a kutatólabort Dwingeloo városában állítja fel, ahol a 30-50 kutatói állás mellett 200-300 kiegészítő munkahelyet is teremt a projekt.