La scorsa estate, tre camion hanno attraversato il nord dell'Inghilterra trasportando un carico insolito. Per 150 miglia, quasi 500 computer sono stati avvolti singolarmente in un piumino per proteggerli.
Questi computer un tempo facevano parte di un supercomputer da 13 tonnellate nel Cheshire e venivano trasferiti nella loro nuova casa alla Durham University. Ora, dopo mesi di minuziosa installazione, questo supercomputer di seconda mano è diventato una delle più grandi macchine per la ricerca astronomica del paese.
Con 4,3 petabyte di spazio di archiviazione, ha circa un decimo dello spazio di archiviazione del supercomputer più veloce del Regno Unito (Cray XC40 del Met Office) e ha una potenza di elaborazione di 166 TeraFlops, rispetto ai circa 7.000 TeraFlops di Cray.
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Mettere insieme il computer è stato uno sforzo della comunità, secondo Lydia Heck, che ha gestito i computer presso l'Institute of Computational Cosmology di Durham negli ultimi 30 anni. Ricercatori, studenti e professori si sono offerti volontari per aiutare a rimettere insieme il puzzle, combinando alcune delle vecchie attrezzature di Durham con i computer trasportati nei camion.
Ciò ha comportato l'estrazione di ciascuno dei 2.400 dischi di archiviazione da otto rack, la loro reinstallazione e il trascorrere settimane a cercare e correggere gli errori.
Perché i supercomputer sono così importanti?
I supercomputer svolgono un ruolo cruciale nella ricerca scientifica perché spingere i confini della conoscenza richiede computer sempre più potenti in grado di eseguire migliaia di calcoli al secondo.
Astronomia, chimica, biologia e previsioni del tempo fanno affidamento sulla potenza dei supercomputer. I supercomputer non sono solo i computer più potenti; funzionano in modo completamente diverso dai normali computer. Eseguono molti calcoli contemporaneamente, noti come elaborazione parallela, piuttosto che il computer su cui stai leggendo questo che esegue ogni attività una alla volta.
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In genere, vengono utilizzati per calcolare problemi complessi, molti dei quali sono esponenziali, il che significa che ogni volta che si desidera aggiungere un parametro, si raddoppia la potenza necessaria per una simulazione.
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La potenza di calcolo è stata a lungo un fattore limitante in astronomia, per esempio. Negli anni '80, i ricercatori stavano discutendo se il sistema solare si muovesse o meno in modo caotico, ma solo quando sono stati inventati computer più potenti il dibattito è stato risolto, è in qualche modo caotico.
I superpoteri dell'upcycling
Il supercomputer 'upcycled' di Durham è ora attivo e funzionante, contribuendo alla struttura di ricerca nazionale del Regno Unito DiRAC, specializzata inricerca in fisica delle particelle, astronomia e cosmologia. La nuova macchinagestisce codici per la ricerca in fisica delle particelle, fisica nucleare, astronomia e cosmologia. I ricercatori di tutto il paese possono richiedere tempo sulla macchina, a cui è possibile accedere in remoto da qualsiasi parte del mondo.
Ma c'è molto di più nell'esecuzione di un supercomputer di quanto sembri. La macchina richiede un gruppo di continuità, raffreddamento ad acqua e ad aria e dispone di propri generatori di corrente diesel per il backup.
Entrando nella stanza che ospita la macchina, al piano terra dell'edificio di Scienze della Terra di Durham, le prime sensazioni a colpire sono il caldo e il rumore.
Ci sono più di 500 computer qui, tutti urlanti, dice Heck. Immagina il calore che può essere generato dal tuo computer desktop o laptop e moltiplicalo per 500.
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Lattine di azoto del valore di £ 150.000 sono tenute nel tetto, in bilico e pronte a essere utilizzate in caso di incendio. Poiché l'acqua non potrebbe competere con l'energia emessa da queste macchine, l'unica opzione sarebbe quella di far morire di fame un fuoco di ossigeno.
Accanto si trova il fratellino più recente del supercomputer, una misera serie di circa 200 computer che viene lentamente dismessa. Ogni volta che una delle macchine si rompe, dice Heck, invece di ripararla, la squadra la lascia morire.
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Lavorando costantemente, alcuni dei codici in esecuzione sul computer durano milioni di ore di calcolo, il che significa che non c'è spazio per un'interruzione di corrente o addirittura un calo. Un generatore alimenta il sistema di alimentazione del computer, mentre due generatori diesel nel campus sono presenti in caso di emergenza. L'anno scorso abbiamo dovuto usarli un paio di volte, mi dice Heck, ma non così tanto quest'anno, per fortuna: fanno un tale baccano e non hanno un odore troppo gradevole!
Il sistema DiRAC Data Centric HPC installato a Durham è stato potenziato dall'implementazione di COSMA6, una macchina con 8.000 core Intel Sandy Bridge e 4,3 petabyte di storage. La risorsa aggiuntiva era necessaria per mantenere la competitività della comunità di ricerca utilizzata dal DiRAC per 12 mesi a partire da aprile di quest'anno.
Il nuovo sistema HPC dell'Università di Durham è una testimonianza delle capacità di tutte le persone coinvolte nel progetto che sono state in grado di reinstallare un cluster di seconda mano, aggiungervi nuova memoria RAM e progettare una soluzione che si rivelerà preziosa per la comunità di ricerca , commenta Julian Fielden, amministratore delegato del fornitore di servizi informatici OCF. Abbiamo una lunga storia di collaborazione con la Durham University, quindi siamo davvero lieti di essere stati coinvolti in un progetto così unico.
E niente di tutto questo sarebbe stato possibile senza Heck. Ciò che è chiaro dopo aver trascorso un pomeriggio con lei e i suoi supercomputer, è quanto amore lei nutra per le macchine, un sentimento che è contagioso. Nei suoi decenni di lavoro a Durham, ha continuato a lavorare a stretto contatto con gli studenti. Dice che è perché mi mantengono giovane.
Soprattutto, Heck è appassionato di ispirare le giovani donne ad entrare in ingegneria, e sebbene gli studenti possano passare attraverso i corridoi e i ricercatori potrebbero persino utilizzare le capacità dei supercomputer senza incontrare Heck, lei è una parte fondamentale dell'università e della ricerca più ampia Comunità.
Immagini: Abby Beall
