فوجیتسو و رصدخانه نجومی ملی ژاپن (NAOJ) روز گذشته اعلام کردند تا کار خود را برای ساخت ابرکامپیوتر ACA)Atacama Compact Array) که به عنوان بخشی از پروژه ALMA)Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) -که یک تلسکوپ رادیویی با حساسیت و وضوح بی سابقه است- آغاز کرده اند.
با استفاده از ۳۵ سرور PRIMERGY X86 توسط فوجیتسو و یک واحد محاسباتی مخصوص، ابرکامپیوتر ACA نیازمندی های عظیم پروژه شامل امکان پردازش ۵۱۲ میلیارد نمونه سیگنال رادیویی تلسکوپ در هر ثانیه ،امکان انجام ۱۲۰ تریلیارد عملیات در هر ثانیه و همچنین امکان کار در شرایط سخت محیطی چون ارتفاع ۵۰۰۰ متری و فشار هوای ۰.۵ اتمسفر را مهیا خواهد ساخت. این سیستم مسئول پردازش مجموعه عظمیی از سیگنال ها از ۱۶ آنتن تعبیه شده خواهد بود.
با به کارگیری در ارتفاع بیش از ۵۰۰۰ متری در کوه های Chile ، ALMA یکی از عظیم ترین تلسکوپ های رادیویی در شرق آسیا ،آمریکای شمالی و اروپا خواهد بود. این تلسکوپ قادر خواهد بود تا با بیشترین وضوح موجود در دنیا، به تولید تصاویر نجومی اقدام کند. این مجموعه شامل ۶۶ آنتن که در شعاعی ۱۸.۵ کیلومتری قرار داده شده خواهد بود و با پردازش سینگال های میلی متری دریافت شده از هر آنتن ، و امکان کار جداگانه هر آنتن، تلسکوپ غول پیکر ژاپنی قادر خواهد بود تا تصاویر رادیویی با رزولوشنی برابر با یک آنتن غول پیکر سهمی وار با شعاع ۱۸.۵ کیلومتری تولید کند. این موضوع سبب خواهد شد تا حتی ناحیه های مبهم تر کیهان که امکان دیدن و مشاهده آن ها با طول موج های نوری وجود ندارد، چون کهکشان هایی که کمی پس از شکل گیری جهان تشکیل شده اند ، تولد ستاره ها ، سیتسم های سیاره چون سیستم خورشیدی ما و موضوعات مرتبط با آغاز زندگی چون مولکول های ارگانیک با دقت بیشتری مورد بررسی قرار بگیرند.
فوجیتسو و رصدخانه نجومی ملی ژاپن برای ساخت ابرکامپیوتر ACA که مسئول پردازش داده ها در آرایه آنتن های آتاکاما خواهد بود و می تواند مشاهدات بسیار حساس و ارزشمندی را برای دانشمندان به ارمغان بیاورد ، همکاری خواهند کرد.
این سیستم از ۳۵ سرور PRIMERGY X86 محصول فوجیتسو و یک واحد محاسباتی مخصوص که از تولیدات Fujitsu Advanced Engineering Limited است ، تشکیل خواهد شد. با وجود ACA امکان پردازش ضعیف ترین سیگنال های دریافتی از حجم های نجومی با وجود امکان تمییز ۵۰۰.۰۰۰ باند فرکانسی و تولید خروجی های بهینه ممکن خواهد شد. این امر برای مثال، مشاهده حرکت گاز در فضا را با سرعت ۵ متر در هر ثانیه ممکن خواهد ساخت.
ویژگی های ابرکامپیوتر ACA
- پردازش حجم های عظیم داده ها به صورت بلادرنگ
ACA قادر به پردازش ۵۱۲ میلیارد نمونه داده در هر ثانیه (۲۰۰ گیگابایت در هر ثانیه) که در واقع هم ارز میزان داده انتقالی توسط ۲۰۰۰۰ خط پهن باند فیبرنوری (با امکان انتقال ۱۰۰ مگابیت داده در هر ثانیه) است ، خواهد بود.
این حجم عظیم داده ها با استفاده از یک واحد محاسباتی فوق پرسرعت که امکان پردازش ۱۲۰ تریلیارد عملیات در هر ثانیه را خواهد داشت ، پردازش خواهد شد. گام های متنوع و متفاوتی برای کاستن از تعداد محاسبات مورد نیاز طی شده است تا پردازنده ها بهینه سازی شوند.
- امکان کار مانا در شرایط سخت محیطی
این سیستم قادر خواهد بود تا در شرایط سخت محیطی که شامل کار در ارتفاع ۵۰۰۰ متری و فشار هوای ۰.۵ اتمسفری است نیز به کار خود ادامه دهد. به منظور فائق آمدن بر نیازمندی های لازم برای کنترل دمای سیستم در فشار ۰.۵ اتمسفری ، سیستم با بهره گیری از ۴۰۹۶ واحد پردازشی LSI موازی با اتصال از طریق کابل های فیبر نوری طراحی شده است. این امر سبب می شود تا از فراهم آمدن میزان هوای مورد نیاز برای خنک سازی سیستم اطمینان حاصل شود.
- پشتیبانی از نگهداری سیستم از راه دور برای عملیات ماناتر
برای اطمینان یافتن از عملکرد مانای سیستم در ارتفاع بالا که اعزام مهندسین به صورت تمام وقت را با مشکل روبرو می سازد، باید عیب یابی ، ارتقای نرم افزار و عملیات نگهداری سیستم را به صورت راه دور از ژاپن و یا کمپ اصلی که در ارتفاع ۲۹۰۰ متری قرار دارد انجام داد.
این سیستم به قابلیت هایی چون امکان مانیتورینگ و ثبت جریان های پردازش داده در چندین نقطه و بهبود دادن امکان تشخیص خطا با تعبیه داده های نمونه عظیم مجهز شده است که نگهداری از راه دور را سرعت بخشیده و آن را بهبود می دهند.
- قیمت بالا
ACA از فناوری LSI با طراحی سفارشی سازی شده ای بهره می گیرد که سبب شده است تا پیاده سازی آن بسیار گران تمام شود.
ACA از روش محاسباتی موازی جدیدی استفاده می کند که از LSI های همه منظوره ای با نام FPGA برای تفکیک داده های دریافتی در هر ۲۵۰ میکروثانیه از آنتن ها پس از توزیع داده ها میان ۴۰۹۶ واحد LSI موجود استفاده می کنید. اما در عوض این روش، بازگشت سرمایه بسیار خوبی دارد.
پروفسور ساتورو ایگوچی مدیریت پروژه ALMA در رصد خانه نجومی ملی ژاپن می گوید: با وجود مشاهدات ثبت شده توسط ALMA ، امیدواریم دید جدیدی به رازهایی چون نحوه شکل گیری و گسترش کهکشان ها ، و شکل گیری روند چرخش سیاره ها در مدارهایی ثابت چون منظومه شمسی و اینکه مبدا کیهان از چه نقطه ای آغاز شده است کسب کنیم. پردازش داده ها با استفاده از ACA برای چنین پژوهش هایی ضروری به نظر می رسد. من اطمینان دارم ALMA افق های جدیدی را پیش روی علم نجوم قرار خواهد داد.