CERN laboratorija generuoja nesuvokiamą duomenų kiekį – sužinokite, kodėl?
CERN Duomenų Centras. Nuotrauka: CERN.

CERN laboratorija generuoja nesuvokiamą duomenų kiekį – sužinokite, kodėl?

Didžiausiame pasaulyje universaliame dalelių detektoriuje ATLAS (1 pav.), pačiame jo centre, protonų spinduliai susiduria 40 milijonų kartų per sekundę. Po kiekvieno protonų susidūrimo šimtai naujai susidariusių dalelių perskrodžia ATLAS detektorių, turintį daugiau kaip 100 milijonų elektrinių signalų kanalų. Tokios eksperimentinės sąlygos ir detektoriaus konstrukcija leidžia kiekvieną sekundę generuoti  60 terabaitų (TB) informacijos kiekį.

1 paveikslas. ATLAS detektorius jo konstravimo metu, kai buvo galima matyti pikselinį trekerį, skysto argono kalorimetrą ir toroidinį magnetą. Nuotrauka: CERN.

ATLAS eksperimento informacinė sistema yra optimizuota apdoroti ir išsaugoti tik svarbiausią ir fizikiniu požiūriu įdomiausią informaciją, o ne visą generuojamą duomenų kiekį. Dalelių susidūrimų informacija yra filtruojama iki maždaug 1,6 GB per sekundę informacijos srauto išsaugant tik pačius reikšmingiausius duomenis. Praktiškai tai reiškia, kad iš 40 milijonų protonų susidūrimų yra užfiksuojami tiktai apie 1000.

Informacija iš visų CERN eksperimentų yra siunčiama į CERN Duomenų Centrą, kuriame skaičiavimus atlieka 400 000 procesorių (2 pav.). Šis duomenų centras yra didžiausia pasaulyje vien tik akademinei veiklai skirta kompiuterių ferma (kompiuterių klasteris).

2 paveikslas. CERN Duomenų Centro kompiuterių ferma. Nuotrauka: CERN.

Visi LHC eksperimentų įrašyti duomenys yra archyvuojami magnetinių juostų laikmenose. Keturi didieji LHC eksperimentai (ATLAS, CMS, ALICE, LHCb) pastaraisiais metais generavo 90 petabaitų (PB) informacijos kiekį kasmet, o visi kiti CERN eksperimentai – papildomai dar 25 PB kasmet. Dabar CERN turimi duomenys juostinėse laikmenose yra 340 PB (3 pav.).

3 paveikslas. Duomenų Centro StorageTek magnetinių juostų laikmenų sistema. Nuotrauka: CERN.

Kompiuterija yra CERN širdis. Dalelių fizika nuo pat informacinių technologijų bumo pradžios buvo pionieriai įvairiose kompiuterijos srityse. Dvidešimtojo amžiaus viduryje JAV laboratorija Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) priėmė sprendimą decentralizuoti skaičiavimus [1] ir vietoje didinamų superkompiuterių naudotis paprastesnių kompiuterių tinklu. Tai davė pradžią paskirstyto skaičiavimo ir debesų kompiuterijai. Dabar CERN naudojasi pasauliniu kompiuterių tinklu World LHC Computing Grid (WLCG), kurį sudaro CERN Duomenų Centras ir daugiau kaip 100 kompiuterių fermų visame pasaulyje. Be to, CERN yra ta vieta, kurioje buvo sukurtas pasaulinis tinklas World Wide Web (WWW), originaliai skirtas informacijos sklaidai tarp mokslininkų.

Siekdama plėsti kompiuterių fermos pajėgumus bei atnaujinti informacinių komunikacijų sistemas, CERN kasmet išleidžia 40 mln. Šveicarijos frankų informacinėms technologijoms, įskaitant ir programinę, ir techninę įrangą, bet daugiausia techninę. Didelę dalį techninės įrangos sudaro asmeniniai kompiuteriai ir periferija, kompiuterių fermos serverių procesoriai ir laikmenos, tinklo įranga.

Aptarnauti šią didelę laboratoriją reikia tiek daugybės specialistų, tiek skirtingų tiekėjų ir partnerių. Jei manote, kad Jūsų įmonė turi, ką pasiūlyti CERN – turime pasiūlymą kaip tik Jums. Šių metų balandžio 25-29 dienomis CERN Pirkimų grupės atstovai atvyksta į Baltijos šalis. Vizito „CERN-Baltic Industry Road Show“ tikslas – susipažinti bei susitikti su potencialiais tiekėjais ir ateities partneriais. Kviečiame verslus, ypač inžinerinės pramonės ir pramonės paslaugų įmones, pamėginti tapti CERN organizacijos verslo partneriais: https://forms.gle/vgUjfuyHDGqfs1GT6

[1] https://www.symmetrymagazine.org/article/the-coevolution-of-particle-physics-and-computing?fbclid=IwAR1bNn4lK0kf_y9_1zRU3yxKYok8GHHZPxz5TWudLlrvLFtsPHDRX2CMACs