平方公里阵列射电望远镜背后的科学数据处理

Heatiron

平方公里阵列射电望远镜背后的科学数据处理

　　SKA建造的目的是为了解答目前困扰科学界的众多问题，如关于第一代天体如何形成、星系演化、宇宙磁场、引力的本质、地外生命与地外文明、暗物质和暗能量等。
SKA科学计算平台负责人Chris Broekema在ASC15世界大学生超级计算机竞赛上鼓励更多人关注超算
　　新浪科技讯 5月21日消息，SKA(平方公里阵列射电望远镜)是国际上即将建造的最大综合孔径射电望远镜，由数量多达3000个的碟形天线构成。整个阵列中大约50%的望远镜天线位于中央核心区的5公里半径内，另外的25%将外延至200公里范围，最后的25%将延伸超过3000公里，最终所有望远镜被等效为一个反射面积高达1平方公里的超大望远镜。SKA建造的目的是为了解答目前困扰科学界的众多问题，如关于第一代天体如何形成、星系演化、宇宙磁场、引力的本质、地外生命与地外文明、暗物质和暗能量等。其中，关于宇宙起源、引力本质、暗物质的探索等，都是目前物理领域最前沿的问题，一旦有所突破，很有可能会诞生一批可获得“诺贝尔奖”的新理论、新成果。

　　“SKA科学数据处理研讨会”上，SKA科学计算平台负责人Chris Broekema介绍，SKA预计2018年开始建设，2020年初步完成，开始第一阶段建设，计划运行50年。SKA建成后，将比目前最大厘米波综合孔径望远镜JVLA灵敏度提高50倍，搜寻速度提高10000倍。目前SKA已完成初步设计与审阅工作，下面将进行进一步研发。另外，综合考虑静电以及当地人口密度等因素，SKA望远镜计划将安装于南非和澳大利亚沙漠中，并分别在开普敦和珀斯建立数据中心，以接收处理SKA产生的海量数据。

　　针对“SKA(平方公里阵列射电望远镜)”这一全球最大的天文学国际合作项目的科学计算平台，如何寻找一种更加高性能低能耗的计算架构，来应对全球最大“大数据”项目的科学数据处理挑战成为关键问题。SKA的研究极度依赖于超级计算技术的支撑，每秒采集的数据量计划大于12Tb，相当于2013年底中国互联网国际出口带宽的3.5倍，相当于谷歌每年数据量的30倍。这需要百亿亿次级别的超级计算机才能完成科学数据处理，相当于目前全球最快超级计算机天河2号性能的52倍。按现有的计算架构设计，这样的超级计算机不仅投资巨大，单每年的电费支出就将是一笔天文数字。目前，包括天线、超算、基建等在内，SKA的总预算高达6.5亿欧元(约44.9亿元人民币)。

　　SKA超大的数据规模对现有计算技术和架构提出极大的挑战，迫切需要更先进的计算架构来完成数据处理工作。目前在太原理工大学举办的ASC15世界大学生超级计算机竞赛专门为SKA设置了针对该应用的优化赛题，以激发全球各国超算年轻天才共同来解决这一难题。16只全世界代表队的大学生利用浪潮服务器针对SKA项目中计算量最大、最耗时的数据处理软件Gridding展开并行优化工作，目前来看，各参赛大学生团队的成绩很优秀，目前最好的成绩可以达到相比原应用性能提升了600倍，完成同等规模数据处理的系统功耗降低至原来的1/20。对Gridding的优化有助于提高SKA性能，进而降低能耗，最终达到高性能低能耗的目标。

　　作为SKA首创国之一，中国在SKA发起、工程概念提出、台址选择、国际合作推进及高性能天线设计等诸多方面做出了贡献。SKA涉及众多基础研究和高新技术领域，是我国继国际热核聚变实验堆(ITER)计划后作为正式成员参加的第二个国际大科学工程。(飞飞)

Heatiron

………………

Heatiron

………………

Heatiron

………………

秋韵无尽

以为是收电视呢            

Heatiron

秋韵无尽 发表于 2015-5-22 16:43
以为是收电视呢

基本原理一样。

落泪

好奇如果坏了一个呢，是不是会破坏列阵。。。。

雪茄

落泪 发表于 2015-5-22 18:55
好奇如果坏了一个呢，是不是会破坏列阵。。。。

应该不会破坏列阵,只会增加躁点,

沧浪隐士

落泪 发表于 2015-5-22 18:55
好奇如果坏了一个呢，是不是会破坏列阵。。。。

不会，就像苍蝇的复眼，其中一个小单元坏了，基本没影响。

cyqcdy

这个只要资金到位建起来应该很快的吧，毕竟除了中央数据处理能力外没有明显的技术障碍

伊露源乡

我们偷偷躲在地球上不好吗？别去招惹外星文明啊。我承认我电影看多了。

雾中花水中月

伊露源乡 发表于 2015-5-22 21:33
我们偷偷躲在地球上不好吗？别去招惹外星文明啊。我承认我电影看多了。

jhhhh

跟蜜蜂的复眼一样。

ahmin751

伊露源乡 发表于 2015-5-22 21:33
我们偷偷躲在地球上不好吗？别去招惹外星文明啊。我承认我电影看多了。

放心！绝对没有外星人！

d90

不和复眼一样吧，复眼上每个单元都有自己的成像功能，而这个是共同构成一个大曲面（通过连网计算虚拟曲面），所以坏掉一个相当于透镜表面上有一颗灰尘，它如果不工作了那只相当于少了一点光线、变暗些，但如果它提供错误的数据就相当于噪点。

如果说相当于复眼，那么就是N多个小镜子各自观测，100个人都拿10倍镜子看一个目标也还是10倍，不能达到10X100倍的效果。