Poate că prin intermediul unor câțiva ani, internetul va da drumul la o nouă integrare, mai profundă a calculatoare de la distanță, care permite nu numai să transmită informații la distanță, localizate în diferite părți ale lumii, dar, de asemenea, utiliza în mod automat resursele de calcul la distanță.
TEXT: Alexandra Borisova (Geneva) PHOTO: lcg.web.cern.ch
În legătură cu lansarea Large Hadron Collider, CERN a lucrat la crearea unei astfel de rețele de mai mulți ani.
Faptul că Internetul (sau ceea ce se numește web) a fost inventat de Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară (CERN), a devenit de mult un fapt de carte. În jurul plăcii „în aceste coridoare a fost stabilită rețea la nivel mondial“, într-una dintre coridoarele obișnuite ale CERN clădiri convenționale în timpul zilei deschise este întotdeauna o mulțime de privitori. Acum folosesc internetul pentru nevoile lor practice de oameni din întreaga lume, așa cum a fost creat inițial pentru oamenii de știință care lucrează pe același proiect, dar sunt în diferite părți ale lumii ar putea comunica între ele, date de acțiuni, să publice informații care ar putea pentru a accesa de la distanță.
Dezvoltat în sistemul CERN GRID (în grila engleză - lattice, rețea) - este un pas înainte, o nouă etapă de integrare a utilizatorilor de calculatoare.
Oferă nu numai capacitatea de a publica date care se află undeva în alt loc de pe planetă, ci și de a folosi resursele mașinii la distanță fără a-și părăsi locul.
Desigur, computerele convenționale nu joacă un rol special în furnizarea de putere de calcul, deci prima etapă a integrării este unirea centrelor de supercomputere din lume.
Crearea acestui sistem a fost provocată de către Large Hadron Collider. Deși GRID este deja utilizat pentru multe alte sarcini, fără un collider nu ar exista și invers, fără prelucrarea GRID a rezultatelor colliderului este imposibilă.
Harta serverelor GRID // lcg.web.cern.ch
Persoanele care lucrează în cadrul colaborărilor LHC se află în diferite părți ale lumii. Se știe că nu numai europenii lucrează la acest dispozitiv, ci și la cele 20 de țări - participanți oficiali ai CERN, în total aproximativ 35 de țări. Teoretic, pentru a asigura funcționarea LHC, a existat o alternativă la GRID - extinderea resurselor de calcul ale centrului de calcul CERN.
Dar resursele care erau la momentul stabilirii sarcinii erau complet inadecvate pentru simularea funcționării acceleratorului, stocarea informațiilor experimentelor sale și procesarea științifică a acestora. Prin urmare, centrul de calcul ar trebui să fie foarte semnificativ reconstruit și modernizat, pentru a achiziționa mai multe computere și medii de stocare. Dar acest lucru ar însemna că toată finanțarea va fi concentrată în CERN. Acest lucru nu a fost foarte acceptabil pentru țările departe de CERN. Desigur, nu au fost interesați să sponsorizeze resurse care ar fi foarte dificil de utilizat și au o probabilitate mai mare de a-și spori capacitatea de calcul și mașină. Prin urmare, sa nascut ideea de a folosi resursele in care se afla.
Nu încercați să concentrați totul într-un singur loc, ci să combinați ceea ce există deja în diferite părți ale planetei.
În special, pentru a atrage resurse gata făcute de instituțiile care participă la programul științific al colizorului. Astfel sa născut ideea de GRID. Proiectul a fost lansat acum câțiva ani, iar inițial oamenii nu au crezut cu adevărat în succes. Prima lansare a testelor a implicat doar șase centre ("site-uri"), au existat foarte multe probleme, și multe gânduri pesimiste au fost exprimate despre acest lucru. Dar au trecut doar câțiva ani și am reușit să construim un sistem uriaș care lucrează acum și în același timp continuă să se extindă: sunt conectate centre noi și noi. Acest sistem se suprapune cu succes sarcinilor atribuite de fizicienii proiectului LHC.
Cum funcționează GRID? Sistemul ar trebui să funcționeze astfel încât toți fizicienii LHC (și aproximativ 7 mii de oameni din întreaga lume) să poată primi acces egal la toate informațiile din experiment. Ei nu ar trebui să simtă nici o diferență la CERN la Moscova, New York sau Mumbai.
În exterior, se pare că sarcina cea mai complexă pusă de un om de știință este rezolvată pe laptopul sau computerul de acasă cu un program care oferă (de fapt) o legătură cu GRID.
Sistemul este bine reglat și este capabil să-și diagnosticheze starea.
Periodic, sarcinile de testare sunt trimise tuturor centrelor, care nu au o semnificație științifică, dar diagnostichează statele centrelor. Dacă centrul nu răspunde, acesta devine temporar invizibil pentru utilizatori, iar sarcinile nu sunt direcționate spre acesta. Aceasta exclude opțiunea de întârziere a executării lucrării, care ar putea apărea în lista de așteptare a centrului eșuat. Atunci când se restabilește conexiunea cu centrul, acesta este din nou inclus în activitatea activă.
Construcția GRID, desigur, a fost demarată pentru coliziune, iar activitatea acceleratorului continuă să fie principalul nostru client. Cu toate acestea, în plus, GRID este utilizat în alte scopuri, atunci când sarcina de calcul intensiv este. Este folosit de medici, geofiziciști și astrofiziciști. Proiectul de fuziune în sudul Franței, care vizează dezvoltarea unei metode de generare a energiei electrice prin intermediul fuziunii nucleare (de exemplu, ca energie este eliberat la soare sau explozia unei bombe cu hidrogen), vor beneficia, de asemenea, de GRID. În plus, sub numele CLOUD, a fost lansat proiectul de comercializare GRID. În cadrul acestui proiect, întreprinderile mici, instituțiile care au nevoie de putere de calcul, dar nu își pot permite dintr-un motiv sau altul, au un centru de supercomputer, pot cumpăra pur și simplu din timp GRID de calcul.
Sistemul GRID nu este plat, are o structură ierarhică.
Punctul superior al ierarhiei este, desigur, CERN, deoarece aici obținem informații de la detectoare, colectăm date științifice. Aici sunt înregistrate datele "brute" provenite de la detector. Prima copie a acestora va fi stocată în CERN până la sfârșitul experimentului, adică poate de zeci de ani.
Pentru a înțelege ce cantitate imensă de informații vor fi obținute, un simplu calcul vă va ajuta. La intrarea în luminozitatea proiectată (intensitatea fasciculului de protoni), vor apărea câteva secunde de evenimente. Dar majoritatea nu sunt de interes fizicilor, deoarece fenomenele care trebuie observate apar cu puțină probabilitate. La etapa de înregistrare a evenimentelor, sistemul sortează automat „interesant“ și „neinteresante“ - este de aproximativ 100. Toate fenomenul cântărește aproximativ 1 MB de fișier într-un miliard de evenimente „interesante“. Aceasta înseamnă că 100 MB de date sunt produse în fiecare secundă. Înmulțind acest lucru cu 3600, primim aproximativ 360 GB de informații pe oră. Mai mult - mai mult.
Astfel, în primul an de funcționare se planifică colectarea a până la 15 petabytes (mii de terabytes) de date.
Acestea sunt înregistrate inițial în mediile de memorie CERN. Dar un astfel de mecanism de stocare nu este sigur - calculatoarele localizate CERN pot fi dezactivate simultan într-un fel sau altul. Și datele sunt foarte valoroase și nu ne putem permite să pierdem date. Pentru a evita orice risc de dispariție, oa doua copie a acestor date este stocată undeva într-un alt colț al lumii. Pentru aceasta sarcină, există 11 GRID-uri ale primului nivel - Tier1 (CERN este ca nivelul zero). Aceste centre diferă prin faptul că dispun de resurse importante pentru stocarea datelor. De îndată ce datele sunt eliminate din detectori, ele încep să fie distribuite pe aceste centre de prim nivel. Ele sunt în Italia, Franța, Regatul Unit, Statele Unite ale Americii, Taiwan și un centru al primului nivel - CMS Tier1 - este situat în CERN. Următoarele din ierarhie sunt cele mai numeroase centre ale celui de-al doilea nivel - Tier2. Nu au neapărat resurse mari pentru a stoca date, de obicei această sarcină nu merită. Dar au resurse bune de calcul, cu care sunt dispuși să împărtășească. Conform statisticilor, acum peste 85% din toate sarcinile computaționale ale LHC sunt efectuate în afara CERN, dintre care mai mult de 50% se află în centrele celui de-al doilea nivel.
Și aici se creează și funcționează cu succes în Rusia centrele celui de-al doilea nivel.
Centre din Dubna (JINR, Institutul Comun pentru Cercetare Nucleară), care funcționează cu succes trei centre din Moscova (SINP MSU, LPI, ITEP - Institutul de Fizică Teoretică și Experimentală), Trinity (INR, Institutul de Cercetări Nucleare), Protvino (IHEP, Institutul de Fizica Energiilor Înalte ) și Gatchina (PNPI). În plus, o rețea de aceste centre sunt conectate la alte centre și state membre JINR - în Harkov, Minsk, Erevan, Sofia și Tbilisi.
Sistemul GRID crește și evoluează, astfel încât, poate, ziua nu este departe, când va fi adaptată și nevoilor practice ale grupurilor mari de persoane, așa cum sa întâmplat și cu Internetul.
(Pregătit din datele centrului central de calcul CERN)
Sursa: gazeta.ru.
(Evaluați articolul!)
Trimiteți-le prietenilor: