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“天眼”FAST落成 配曙光HPC计算“大脑”
来源:     作者:      2016-10-08 13:19       

 

9月25日,多个国家和地区的天文科学家和媒体相会贵州平塘,共同见证世界最大射电望远镜——“500米口径球面射电望远镜”(英文简称FAST)的落成启用仪式。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平发来贺信,向参加研制和建设的广大科技工作者、工程技术人员、建设者表示热烈的祝贺和诚挚的问候。中央政治局委员、国务院副总理刘延东在启用仪式上宣读了习近平的贺信并致辞。为FAST工程配套高性能计算机的曙光公司,获邀在现场见证了这一历史时刻。

孕育重大天文发现的摇篮

FAST是我国当之无愧的大科学装置。下面一组数据或可形容FAST之大:从项目预研到FAST正式落成,“观天巨眼”的诞生共历经22年,其中仅安装直径500米的圈梁就用了17个月。而用4450块反射面板单元拼成的FAST反射面,总面积约达25万平方米,“有30个标准足球场那么大”。

大科学装置FAST,自然承担着与其规模相适应的重大科学使命。按照计划,FAST落成后将逐步开展其丰富的重大科学目标:巡视宇宙中的中性氢,研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化;观测脉冲星,以研究极端状态下的物质结构与物理规律等等。

“20多年前的国家实力和工业技术很难支撑这么大的望远镜项目。今天我们不仅做到世界第一大口径,独创主动反射面技术,还推动了天线制造、微波电子、并联机器人、大跨度结构等相关技术的发展。”从预研究就开始参与这一工程的500米口径球面射电望远镜工程副经理彭勃说。

为“天眼”接入计算“大脑”

天文学作为最先经历信息爆炸的科学领域之一,历来以数据量大、数据类型复杂见称。而FAST作为射电天文学界毋庸置疑的“世界第一天眼”,其对数据存储与计算的需要同样也是“天文级”的。

据了解,短期内,FAST的计算性能需求至少需达到每秒200万亿次以上,存储容量需求达到10PB以上。而随着时间推移和科学任务的深入,其对计算性能和存储容量的需求将爆炸式增长,数据量和计算量“大得惊人”。

“许多天文学家或多或少都曾因数据处理‘无机可用’而叫苦不迭。FAST项目则不存在这个问题。”曙光公司总裁历军说,FAST在设计之中便将配套的超算中心规划在内,曙光公司就是共建单位之一。

凭借在高性能计算领域领先的技术实力和丰富的行业经验,曙光承担了支撑FAST运行的后端高性能计算机的研制和建设工作。日前,首期系统已经建成并投入使用,其机房位于FAST旁边的观测楼一层,可满足FAST未来一年左右观测数据存储和初步分析处理的需求。

“曙光还将针对FAST的需求特点继续在数据的高效存储、数据处理的性能优化、系统的功耗控制和快速交付等方面加强研发,以满足未来FAST运行和相关科学研究需求。”历军说,超算中心的接入就像是给“天眼”连接上了计算“大脑”,将FAST探测到的未知信息处理成人类可解读的内容。

科学发现的“第四范式”

天文研究是典型的数据密集型科学,数据的采集、存储、管理、分析和可视化已成为天文学研究的新手段和新流程。作为继实验科学、理论科学、计算科学之后的第四种科学发现的模式(“第四范式”),“科学大数据”逐渐成为新的科学发现的基础。FAST项目正是超级计算与观天大数据完美结合的典型范例。可以预见,FAST及其配套的超算中心投入使用后,我国贵州FAST所在地将成为国际天文学界又一重要的科研中心。

作为科学大数据方案的提供商,曙光公司率先面向地球模拟、气象环保、空天大数据、基因研究、天文探测、深度学习等领域提供融合超级计算、大数据、云计算的融合架构解决方案。

科技是国之利器,大科学装置无疑是利器的锋刃,是当之无愧的国之重器。大科学装置往往伴随着大数据的产生,“大数据+大科学装置”将产出更多“顶天立地”的成果。曙光积极参与国家大科学装置的建设,除FAST外,曙光还与中科院大气所等单位共同研发“地球数值模拟装置”原型系统,填补了我国地球科学大数据实践平台的空白。