Kosztowne narzędzia do obserwacji niewidzialnego

Bardzo specyficznym obszarem wykorzystania komputerów jest fizyka wysokich energii. Dziedzina ta stawia najwyższe wymagania wszystkim, którzy ją obsługują.

Bardzo specyficznym obszarem wykorzystania komputerów jest fizyka wysokich energii. Dziedzina ta stawia najwyższe wymagania wszystkim, którzy ją obsługują.

Europejskie centrum badań jądrowych CERN pod Genewą należy do grona największych tego typu ośrodków na świecie. Jego roczny budżet wyniósł w 1994 r. 940 mln SF. Zatrudnia na stałe 3 tys. pracowników i 6 tys. naukowców na kontraktach.

W ośrodku tym badane są cząstki elementarne, powstające w wysokoenergetycznych reakcjach jądrowych. Reakcje te wywołują przyspieszone w akceleratorach cząstki osiągające prędkości zbliżone do prędkości światła. Obdarzone ładunkiem produkty reakcji poruszające się w silnym polu magnetycznym i elektrycznym zostawiają charakterystyczne ślady rejestrowane w ogromnych detektorach. Analizując kształt torów cząstek można wnioskować o ich rodzaju, masie, ładunku, energii i innych parametrach opisujących świat cząstek elementarnych. Biorąc pod uwagę, że w reakcji powstaje kilkaset cząstek, a ich tory rejestrowane są przestrzennie, łatwo się domyśleć jak wielkim polem do popisu dla komputerowych technik obliczeniowych jest fizyka cząstek elementarnych.

Stanowiska pomiarowe do eksperymentów w dziedzinie fizyki wielkich energii z natury rzeczy nie mogą być projektowane z uwzględnieniem aktualnego stanu technik komputerowych. Ze względu na ogromne rozmiary tych urządzeń i oczywiście nieseryjną produkcję, czas między projektem a możliwością wykonania eksperymentu, równa się przynajmniej jednej epoce w rozwoju technik komputerowych.

Bardzo istotnym parametrem systemów komputerowych używanych do obliczeń w fizyce wysokich energii jest ich niezawodność. Do wykonania niektórych obliczeń, zwłaszcza symulacyjnych, potrzeba wielu godzin, a czasem dni. Jeśli idzie o eksperymenty tego typu, to są one bardzo kosztowne, a niekiedy mogą stać się źródłem rewelacyjnych informacji naukowych. W takich warunkach, utrata danych może wiązać się z poważnymi konsekwencjami o różnym charakterze.

Liczba rejestrowanych danych pomiarowych jest ogromna. W CERN-ie jest ponad 100 tys. kaset z zarejestrowanymi 50 tys. GB (50 TB) informacji. Informacje te są przetwarzane na dużych komputerach Cray i IBM 3090/600J. W związku ze wzrostem mocy mniejszych jednostek jak np. HP 9000 Model 720 naukowcy dochodzą do wniosku, że bardziej efektywnym i tańszym rozwiązaniem będą klastry silnych stacji roboczych oraz serwerów połączonych w sieci. Bowiem mimo dużych nakładów krajów Unii Europejskiej, może ze względu na umiejscowienie ośrodka w oszczędnej Szwajcarii, ciągle myśli się o redukcji kosztów.

Organizacje międzynarodowe tego typu mają dość rygorystyczne zasady przetargowe, aby nikt nie posądził zamawiających o powiązania z dostawcami. Idzie tu przecież o duże pieniądze. Z drugiej strony firmy bardzo starają się zdobyć zamówienia z CERN-u, gdyż mają one charakter prestiżowy. Jest to bowiem miejsce, gdzie wybiera się tylko najlepsze technologie. Przypomina to wymagania dla zamówień militarnych, z tą różnicą, że sprzedając do CERN-u jest się czym chwalić.

Według ocen specjalistów CERN najlepszy stosunek ceny do wydajności właśnie dla tego typu prac mają serwery HP. W 1991 r. zainstalowano 16 serwerów HP 9000 Model 720 tworząc tzw. Snakes Farm (farmę węży). Termin ten wywodzi się z roboczej nazwy Modelu 720 używanej w HP - "Snake". Po kilku latach zdecydowano się zmodernizować "farmę" i zainstalowano znacznie wydajniejsze serwery z serii Model 735/99. Konfiguracja sieci składa się z pięciu klastrów, każdy ze swoim Ethernetem, które połączone są mostami w pierścień FDDI. W największym amerykańskim ośrodku nie uprawia się takiej "monokultury" na farmach serwerów. W ogromnym Fermilab można spotkać komputery różnych firm, takich jak: DEC, Sun, Silicon Graphics czy IBM.

Tak jak producenci komputerów zachwalają parametry i niskie ceny swoich maszyn, tak nie ma zbyt wielu chętnych do pisania programów do obsługi i analizy eksperymentów fizyki wielkich energii. Programy dla swoich potrzeb fizycy muszą pisać sobie sami - no może z wyjątkiem edytorów do sporządzania sprawozdań z badań.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200