CERN kupuje deset HPC modulů datových center pro upgrade na LHC

CERN, evropská laboratoř částicové fyziky, udělala objednávku na deset modulů datových center, aby zvládla velkou záplavu dat, která budou produkována aktualizací na Large Hadron Collider (LHC) – největší urychlovač částic na světě.

Vylepšení technologie High Luminosity (HL) na LHC bude směřovat za úspěchem nalezení Higgsova bosonu a shromáždění mnohem více dat, aby odpovědělo na zásadnější otázky o hmotě a vesmíru. Deset předem připravených modulů bude instalováno na úrovni země, bezprostředně nad vědeckou výbavou experimentů ALICE a LHCb.

Experimentální data na LHC představují vážné problémy. Částice s vysokou energií se urychlují k sobě navzájem, aby se studovaly účinky jejich srážky. Zjišťování a studium těchto kolizí znamená zachytit obrovské množství dat z mikroskopických událostí. Čím více kolizí lze vytvořit a zachytit, tím více vědeckých objevů je možné učinit.

Inovace HL LHC bude generovat mnohem více kolizí. V posledních třech letech generoval LHC 1,5 x 1016 kolizí, označovaných jako 150 “inverzních femtobarnů”.

Po upgradu bude produkovat zhruba o 60 procent více – údaj, který by se nakonec mohl zvýšit na 4 000 inverzních femtobarnů.

Jednodušeji, současná instalace LHC vyrobila v roce 2017 zhruba tři miliony Higgsových bosonů a verze s vysokým jasem (HL) bude každoročně “vyrábět” 15 milionů – spolu s dalšími potenciálními objevy.

Mezi lety 2019 a 2021 bude mít LHC dlouhé vypnutí. Během této doby budou dva experimenty – ALICE a LHCb – upgradovat své vybavení a přidávat nový hardware datového centra pro zpracování více dat. Jiné experimenty budou aktualizovány během dalšího dlouhého vypnutí mezi lety 2024 a 2026.

ALICE (A Large Ion Collider Experiment) a LHCb (Large Hadron Collider beauty) obdrží upgrady a přidá celkem deset prefabrikovaných modulů “SAFE” z Automation Datacenter Facilities of Belgium, které budou instalovány co nejblíže experimentům, jednoduše kvůli obrovskému množství dat, které je třeba shromáždit.

ALICE, poblíž vesnice St Genis-Pouilly ve Francii, znovu vytváří podmínky krátce po Velkém třesku a srazí olověné ionty při teplotách více než 100 000 krát teplejších než ve středu Slunce, takže lze pozorovat kvarky a gluony.

LHCb se dívá na kvarku b nebo “krásu”, aby se pokusil vyřešit hádanku ve fyzice: co se stalo ve Velkém třesku.

Experiment LHCb bude aktualizován tak, aby zachytil snímky na 40MHz (40 milionůkrát za sekundu) místo 1MHz (milionůkrát za sekundu). Namísto výběru údajů o kolizích na senzoru budou zpracovávána všechna data. To vyžaduje spojení s 40Tbps na modulární zařízení nad zemí pomocí 300m kabelů s 15 000 optickými vlákny.

Moduly se prostě musely umístit na vrchol experimentů, aby se zabránilo přenosu dat do jiných datových center kolem CERNu, vysvětlil Niko Neufeld z online týmu LHCb: “Není ekonomické přenášet více než 40Tb / s na 3km!”

Dva moduly budou pracovat s I / O, propojením s vysokorychlostními komunikačními protokoly používanými CERNem a přenesením do čtyř modulů, které budou filtrovat data LHCb za účelem nalezení zajímavých událostí pomocí univerzálních GPU pro zkrácení čísel. Mezitím experiment ALICE bude mít čtyři další moduly pro filtrování událostí.

Moduly budou chlazeny pomocí přizpůsobených systémů Stulz, které pracují s nepřímými výměníky tepla doplněnými o odpařovací chlazení. Celý systém bude mít efektivitu využití energie (PUE) nižší než 1.075 díky blízkému alpskému klimatu CERNu.

Moduly mají spolehlivý zdroj napájení, ačkoli Juergen Caeyman z Automation poukazuje na to, že není zapotřebí plně redundantního napájení: “Poskytujeme napájecí modul s napájením A a B. U systému ALICE je malé množství UPS, ale je vybudováno bez redundance. Pokud klesne elektřina, nejsou žádné částice. ”

První dva moduly CERN budou dodány v září 2018, zbytek bude instalován před dlohým vynutím v roce 2019. Během vypnutí budou instalovány vláknové přípojky a systémy IT budou postaveny a testovány předtím, než bude LHC opět zapnuto v roce 2021.

Zdroj: datacenterdynamics.com