Факты
Европейский центр ядерных исследований (CERN), крупнейшее в мире научное учреждение и обладатель самых больших в Европе вычислительных ресурсов, выбрал процессоры семейства Intelў Itanium для построения лаборатории Openlab, предназначенной для ведения распределенных вычислений в рамках своего флагманского проекта - большого адронного коллайдера (LHC).
Корпорация Intel вошла в число основателей лаборатории наряду с компаниями KPNQwest и Enterasys Networks; вкладом корпорации в создание лаборатории будут $1,5 млн. долларов, а также ее опыт и сеть отраслевых партнеров.
Четыре гигантских детектора, регистрирующих триллионы элементарных столкновений частиц в "Большом адронном коллайдере" (Large Hadron Collider, LHC), будут ежегодно накапливать более десяти миллионов гигабайт данных в течение десятка лет. Около десяти тысяч ученых в сотнях университетов мира смогут объединяться в виртуальные сообщества для просеивания данных в поисках редчайших элементарных частиц.
Задачу точной идентификации произошедшего в "Большом адронном коллайдере" столкновения частиц, сопровождающегося рождением хиггсовского бозона, можно сравнить с нахождением среди всех жителей земного шара одного определенного человека с последующим выявлением в его ДНК одной уникальной генетической мутации.
Самый производительный на сегоднящний день процессор Intel - процессор Itanium - занял в проекте распределенных вычислений ЦЕРН достойное место. Колоссальная вычислительная мощность, необходимая для реализации проекта (более 4 миллионов единиц SPECint95), будет получена с помощью процессоров Itanium.
CERN выбрал семейство процессоров Intel Itanium для поддержания работы мощнейшей вычислительной системы, которая будет обрабатывать огромные массивы сложнейших данных для расширения научных горизонтов и поиска ответов на самые фундаментальные вопросы, такие как происхождение массы.
Что такое grid-технологии?
В основе технологий распределенных вычислений (grid-технологий) лежат огромные возможности Интернета как глобального сообщества и его колоссальные внутренние вычислительные ресурсы. Связав все ресурсы этого сообщества в единый огромный виртуальный ресурс, можно создать систему огромной мощности. Появляется возможность использовать компьютеры и устройства хранения данных и их вычислительные возможности без какого-либо ущерба для их владельцев.
Доступность таких колоссальных ресурсов для достижения общих целей чрезвычайно важна для научного сообщества. Сегодня для науки все более характерно сотрудничество и междисциплинарность, и формирование исследовательских групп из специалистов разных учреждений, стран и континентов становится обычным делом. Базовые механизмы, обеспечивающие работу таких совместных групп, - это электронная почта и World Wide Web. Однако что будет, если ученым удастся соединить в рамках единой виртуальной лаборатории все свои данные, компьютеры, приборы и другие ресурсы? Именно на достижение этой цели направлены технологии распределенных вычислений - так называемые grid-технологии, предоставляющие протоколы, службы и средства разработки программного обеспечения для гибкого и управляемого широкомасштабного совместного использования ресурсов.
Более подробную информацию о grid-технологиях можно найти по адресу http://www.nature.com/nature/webmatters/grid/grid.html
Основные сведения
"Большой адронный коллайдер": ускоритель элементарных частиц, состоящий из магнитов со сверхпроводящими обмотками, размещенных в кольцевом туннеле диаметром 27 км, расположенном под землей на глубине около 120 м.
Энергия каждого из пучков коллайдера: 7 Тэв (напряжение, эквивалентное примерно 600 миллиардам последовательно соединенных автомобильных аккумуляторов)
Скорость накопления данных: 10 петабайт в год (примерно 20 миллионов дисков CD-ROM).
Требуемая процессорная мощность: более 4 миллионов единиц SPECint95 (примерно 100 тыс. современных домашних ПК)
Пропускная способность локальной сети: до 1 терабит в секунду для каждого из нескольких десятков узлов.
Пропускная способность глобальной сети: многие гигабиты в секунду для сотен узлов.
Количество исследователей: почти 10 тысяч
Количество учреждений: почти 1000
Количество стран, охваченных проектом "Большого адронного коллайдера": более 50
Ресурсы
Большой адронный коллайдер (LHC), пуск которого запланирован на 2005 г., - это 30-километровое кольцо, в котором будут создаваться высокоскоростные пучки элементарных частиц. Изучение процессов столкновения этих частиц должно дать тысячам специалистов по физике высоких энергий всего мира ключи к познанию природы самой материи, позволив человечеству лучше понять силы, действующие в окружающей нас Вселенной.
Для обработки данных о столкновениях и поддержки работы необходимого для этого программного обеспечения требуются колоссальные вычислительные ресурсы. В прошлом специалисты ЦЕРН использовали в своей работе мейнфреймы, однако суммарная мощность 3000 рабочих станций на базе процессоров Itanium, объединенных в кластер, позволит втрое повысить вычислительную производительность по сравнению с существующим решением, предоставив ученым возможность анализировать петабайты (2 в 50-й степени, или 1 125 899 906 842 624 байт) данных!!
Кроме того, новая распределенная вычислительная система будет значительно более доступной, чем суперкомпьютер, что расширит возможности научного сотрудничества и ускорит получение результатов.
Кластер рабочих станцией на базе процессоров Itanium представляет собой развитие существующей вычислительной среды Центра, которая насчитывает более 1000 рабочих станций с архитектурой IA-32, объединенных в кластер и используемых для интерпретации данных с существующего ускорителя CERN.
Корпорация Intel и CERN сотрудничают между собой как в рамках данного проекта, так и в работе по переносу операционной системы Linux на архитектуру Intel Itanium.
Важнейшие моменты
CERN отказывается от суперкомпьютеров в пользу кластеров рабочих станций на базе процессоров Itanium при решении самых требовательных с вычислительной точки зрения задач. Это обусловлено как соображениями чистой производительности, так и фактором цена/производительность и потребностью в расширении сотрудничества между учеными.
Проект LHC требует решения множества небольших независимых задач и обработки петабайт (миллионов гигабайт) данных. Такая ситуация весьма схожа со сценариями работы будущих систем электронной коммерции. CERN и Intel разрабатывают для архитектуры Intel Itanium ряд ключевых технологий, которые завтра будут необходимы для всего Интернета.
Кластерные технологии могут найти коммерческое применение в Интернете и электронном бизнесе, где необходимы масштабируемость, высокая вычислительная производительность, надежность и высокая готовность решений.