Verdens hurtigste supercomputer behandler enorme datahastigheder som forberedelse til mega-teleskopprojekt

Forskere har behandlet 400 gigabyte data i sekundet, da de testede datarørledninger til Square Kilometer Array (SKA) teleskopet.

Forskere fra ICRAR i Perth, Oak Ridge National Laboratory i USA og Shanghai Astronomical Observatory i Kina brugte verdens mest kraftfulde supercomputer – Summit – til at behandle simulerede observationer af det tidlige univers forud for radioteleskopet, der bygges i det vestlige Australien og Sydafrika.

Den opnåede datahastighed svarede til mere end 1600 timers YouTube-videoer i standardopløsning hvert sekund.

Professor Andreas Wicenec, direktøren for Data Intensive Astronomy ved International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), sagde, at det var første gang, radioastronomidata er blevet behandlet i denne skala.

"Indtil nu, vi anede ikke, om vi kunne tage en algoritme designet til at behandle data, der kommer fra nutidens radioteleskoper, og anvende den på noget tusind gange større, " han sagde.

"At gennemføre denne test med succes fortæller os, at vi vil være i stand til at håndtere datafloden fra SKA, når den kommer online i det næste årti.

"Men, det faktum, at vi har brug for verdens største supercomputer for at køre denne test med succes, viser, at SKA's behov eksisterer på kanten af, hvad nutidens supercomputere er i stand til at levere."

SKA-milliarden er et af verdens største videnskabsprojekter, med lavfrekvensdelen af ​​teleskopet indstillet til at have mere end 130, 000 antenner i projektets indledende fase, generere omkring 550 gigabyte data hvert sekund.

Summit er placeret på det amerikanske energiministeriums Oak Ridge National Laboratory i Tennessee.

Det er verdens mest kraftfulde videnskabelige supercomputer, med en topydelse på 200, 000 billioner beregninger i sekundet.

Oak Ridge National Laboratory softwareingeniør og forsker Dr. Ruonan Wang, en tidligere ICRAR Ph.D. studerende, sagde, at den enorme mængde data, der blev brugt til SKA-testkørslen, betød, at dataene skulle genereres på selve maskinen.

"Vi brugte en sofistikeret softwaresimulator skrevet af forskere ved University of Oxford, og gav det en kosmologisk model og array-konfigurationen af ​​teleskopet, så det kunne generere data, som det ville komme fra teleskopet, der observerede himlen, " han sagde.

"Normalt kører denne simulator på kun en enkelt computer, genererer kun en lille brøkdel af, hvad SKA ville producere.

"Så vi brugte et andet stykke software skrevet af ICRAR, kaldet Data Activated Flow Graph Engine (DALiuGE), at distribuere en af ​​disse simulatorer til hver af de 27, 648 grafikbehandlingsenheder, der udgør Summit.

"Vi brugte også Adaptable IO System (ADIOS), udviklet ved Oak Ridge National Laboratory, at løse en flaskehals forårsaget af at forsøge at behandle så mange data på samme tid."

Testkørslen brugte en kosmologisk simulering af det tidlige univers på et tidspunkt kendt som reioniseringens epoke, da de første stjerner og galakser dannedes og blev synlige.

Professor Tao An fra Shanghai Astronomical Observatory sagde, at dataene først blev beregnet i gennemsnit ned til en størrelse 36 gange mindre.

"De gennemsnitlige data blev derefter brugt til at producere en billedterning af en art, der kan analyseres af astronomer, " han sagde.

"Endelig, billedterningen blev sendt til Perth, simulerer hele datastrømmen fra teleskopet til slutbrugerne."

Byggeriet af SKA forventes at begynde i 2021.