Ο βασικός κορμός του συστήματος LHC Computing Grid, διαθέτει υπολογιστική ισχύ 30.000 υπολογιστών!

Γράφει ο Πέτρος Κοντονάτσης, Program Manager, HND-BSc Computing, New York College

Και εγένετω φώς…Όλη η υφήλιος και ειδικά ο επιστημονικός κόσμος περιμένει εναγωνίως την επανέναρξη της λειτουργίας του κοσμογονικού επιστημονικού πειράματος με τον μεγάλο επιταχυντή αδρονίων (LHC), του λαμβάνει χώρα στο CERN στα σύνορα Γαλλίας-Ελβετίας, περιμένοντας να αποκαλυφθούν τα μυστικά της δημιουργίας του σύμπαντος. Απο την αρχή η επίτευξη του όλου εγχειρήματος φάνταζε με σενάριο επιστημονικής φαντασίας, κυρίως στον τομέα των πληροφοριακών συστημάτων που, κατά κάποιον τρόπο θα είναι και η καρδιά του όλου προγράμματος. Οι απαιτήσεις του συστήματος για την μεταφορά, αποθήκευση και επεξεργασία ενός τερατώδους όγκου δεδομένων, που υπολογίζεται σε 12 με 15 petabytes το χρόνο, μέσω πολύπλοκων και πολυάριθμων οργάνων μέτρησης, φάνταζαν εξωπραγματικές.

Εξ αιτίας της τεράστιας υπολογιστικής δύναμης, που απαιτείται για την επεξεργασία των δεδομένων, το πληροφοριακό σύστημα στηρίζεται στην τεχνολογία Grid Computing* και συγκεκριμένα στο βασικό κορμό του συστήματος με την ονομασία LHC Computing Grid, που διαθέτει υπολογιστική ισχύ 30.000 υπολογιστών!

Σύμφωνα με τον ορισμό που δίνει το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, το Computing Grid είναι ένα υπολογιστικό μοντέλο στο οποίο μία γεωγραφικά κατανεµηµένη υποδοµή ομάδων υπολογιστών, προσφέρει τους διαθέσιμους υπολογιστικούς και αποθηκευτικούς πόρους τους, μέσω των πρωτοκόλλων και τεχνολογιών του Internet, παρέχοντας τη δυνατότητα ανάπτυξης μεγάλης υπολογιστικής ισχύος.

Για να αποκτήσει την λειτουργικότητα που περιγράφεται παραπάνω το Computing Grid, απαιτείται η εγκατάσταση ενός ενδιάμεσου λογισμικού που εγκαθίσταται στο περιβάλλον δικτύου ή και μέσω internet, το οποίο αυτοματοποιεί την διαδραστικότητα των διασυνδεδεμένων υπολογιστικών συστημάτων, επιτρέποντας την συνεργασία τους στην διαχείριση δεδομένων και την εκτέλεση εφαρμογών. Το λογισμικό που χρησιμοποιείται απο το LHC είναι ένα πρόγραμμα ανοιχτού κώδικα με το όνομα Globus.

Στην εφαρμογή του μοντέλου απο το CERN η αρχιτεκτονική του συστήματος Grid, θα βασίζεται σε τέσσερα επίπεδα επεξεργασίας. Στο επίπεδο 0 τα δεδομένα απο το πείραμα θα αποθηκεύονται σε ασφαλή μέσα και θα δέχονται μια αρχική επεξεργασία μέσω του LHC Computing Grid. Έπειτα θα μεταφέρονται στο επόμενο επίπεδο, επίπεδο 1, μέσω μιας σειράς απο περιφερειακά υπολογιστικά κέντρα μεγάλης ισχύος που διαθέτουν αρκετούς πόρους για να υποστηρίζουν το πλέγμα-Grid όλο το εικοσιτετράωρο. Τα κέντρα του επιπέδου 1 θα διαθέτουν με την σειρά τους δεδομένα σε κέντρα επιπέδου 2, το καθένα απο τα οποία θα αποτελείται απο πολλές υπολογιστικές μονάδες με αρκετή ισχύ για τη διεξαγωγή αναλύσεων συγκεκριμένων ερευνητικών εργασιών. Τελικά σε ατομικό επίπεδο, επίπεδο 3, επιστημονικό προσωπικό 7000 ατόμων, θα έχει πρόσβαση μέσω του δικτύου του πανεπιστημίου τους σε πόρους του συστήματος που το αφορούν για επιμέρους ανάλυση και συνεργασία επί των ευρημάτων. Συνολικά η παραπάνω αρχιτεκτονική θα περιλαμβάνει 60.000 υπολογιστές διαφόρων τύπων!

Η Ευρωπαϊκή Ένωση χρηματοδότησε την ανάπτυξη του DataGrid Project, με σκοπό να δημιουργήσει μια νέας γενιάς υποδομή πληροφοριακών συστημάτων που θα ενισχύσει τους ερευνητικούς σκοπών των ανά τον κόσμο διασπαρμένων επιστημονικών κοινοτήτων.

Επίλογος…
Δεν θα είναι η πρώτη φορά που το CERN ενδέχεται να αλλάξει το ρου της χρήσης της τεχνολογίας, όπως έγινε το 1990 όταν ο πρωτοπόρος επιστήμονας του CERN, Tim Berners-Lee ανακάλυψε έναν τρόπο οργάνωσης της πληροφορίας που οδήγησε στην δημιουργία του Παγκόσμιου Διαδικτύου. Πολλοί πιστεύουν ότι σήμερα εξ αιτίας του LHC project, η αρχιτεκτονική των διαμοιρασμένων πληροφοριακών συστημάτων ενδέχεται να περάσει στην καθημερινότητα εταιριών και πολιτών.

Δεν παραμένει παρά να ευχηθούμε όλα να εξελιχθούν καλά και εκτός των άλλων επιστημονικών ανακαλύψεων να αναδειχθούν και νέες, χρήσιμες εφαρμογές τεχνολογιών που με την σειρά τους θα βοηθήσουν στην περαιτέρω εξέλιξη των Πληροφοριακών συστημάτων και της ποιότητας ζωής μας.

* Η Τεχνολογία Grid δεν είναι καινούργια. Χρησιμοποιείται εδώ και αρκετά χρόνια και έγινε γνωστή στο ευρύ κοινό με το πρόγραμμα της NASA για την αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης SETI, όπου δεδομένα που συλλέγονταν απο τα ραδιοτηλεσκόπια της υπηρεσίας ανά τον κόσμο διαμοιράζονταν μέσω Internet για επεξεργασία σε χιλιάδες τοπικούς απλούς χρήστες όταν ο υπολογιστής τους ήταν σε αδράνεια (SETI@home).