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全球最强超级计算机Summit助力全球最大射电望远镜SKA数据分析

2019-12-27 09:00来源:中国存储网
导读:SKA旨在通过前所未有的大收集区域(名义平方公里)构建世界上最大的射电望远镜,如果要实现SKA的目标,则需要使用相应的大量计算资源。

SKA(平方公里阵列)望远镜是一项国际合作,旨在通过前所未有的大收集区域(名义平方公里)构建世界上最大的射电望远镜。作为人类历史上最大的科学努力之一,SKA还将产生大量数据,如果要实现SKA的目标,则需要使用相应的大量计算资源。

全球最强超级计算机Summit助力全球最大射电望远镜SKA数据分析

这个由13个国家/地区组成的工作计划在2021年开始在南非(将托管高频和中频天线)和西澳大利亚州(将托管低频天线)开始建设,从而使研究人员有时间做出计算决策–新的,功能更强大的系统应运而生。另一方面,这也使研究人员在缺乏实际数据集的情况下尝试练习和准备处理SKA数据。在最近的一篇文章中,橡树岭国家实验室(ORNL)的伊丽莎白·罗森塔尔(Elizabeth Rosenthal)强调了研究人员如何解决该问题。

ORNL软件工程师Ruonan Wang说:“使用天线阵列模拟器生成如此大量的数据需要大量的功率和数千个图形处理单元才能正常工作。” 因此,ORNL,国际射电天文学研究中心(ICRAR,位于澳大利亚)和上海天文台(SHAO)的研究人员转向了世界上功能最强大的公开排名超级计算机:Summit。

全球最强超级计算机Summit助力全球最大射电望远镜SKA数据分析

Summit超级计算机位于橡树岭领导力计算设施,Summit的4,608个节点(每个节点配备两个IBM Power9 CPU和六个Nvidia Volta GPU)一起提供148个Linpack petaflops,使其成为模拟处理SKA预期将要处理的数据输出类型的理想人选生产。ICRAR数据密集天文学主任Andreas Wicenec说:“ Summit超级计算机提供了一个难得的机会,可以以我们期望的望远镜阵列规模测试简单的SKA数据流。” Wang补充说:“ Summit可能是世界上唯一可以做到这一点的计算机。”

研究人员模拟了SKA-Low阵列,该阵列将跨越131,072根天线。为此,他们使用了Adaptive IO System(ADIOS),这是ORNL开发的开源框架,旨在加速用于仿真的高性能数据传输。该团队还使用ICRAR开发的名为数据激活流图引擎(DALiuGE)的工具将其模拟器扩展到Summit的所有计算节点。 

Klasky说:“科学数据小组致力于研究下一代技术,这些技术可以开发和部署用于世界上最快的计算机上对科学要求最高的应用程序。” “我为ADIOS团队和SKA科学家在ICRAR,ORNL和SHAO上所做的所有辛勤工作而感到自豪。”

Wang说:“这比普通应用程序复杂得多。”他从事ADIOS的工作已经长达六年。“我们可以更快地处理数据,就可以更好地理解宇宙。”

平方公里射电阵(Square Kilometre Array,缩写为SKA)是一个巨型射电望远镜阵列,由数千个较小的碟形天线构成,将负责解答一系列科学疑问,其中包括行星如何形成,引力波如何拉伸宇宙的结构以及首批形成的星系如何演化。平方公里射电阵计划始于1993年,项目预计于2024年前后完工,但真正投入使用还要等到2030年底。2012年10月,澳大利亚平方公里阵列射电望远镜(ASKAP)前期项目建设完成并于5日在西澳大利亚州默奇森地区正式启用。

SKA前期数据处理系统建设和相关科学预研,共分为三个大课题。将以我国低频望远镜阵列21CMA和澳大利亚低频望远镜阵列MWA的实测数据为基础,为SKA的宇宙再电离直接成像观测做准备;将完成低频射电干涉大视场、高动态、多波束的成像处理软件;同时建设中国SKA区域中心数据处理系统的原型机。

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Summit SKA
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