Самый большой радиотелескоп в мире, Суперкомпьютер соединит в единую цепь 10 000 антенн, чтобы открыть окно в раннюю Вселенную

Большой отпечаток Кластеры (скопления) антенн покроют Северную Европу
Фальшивые цвета Астрономы добавляют цвет в изображения, чтобы сделать их понятнее

И простой 3-дюймовый рефрактор, направленный на кратеры Луны, и стоящий $3 млрд. космический телескоп Hubble, прочесывающий небо в поисках невиданных галактик… любой телескоп — это своего рода машина времени. Чем дальше мы заглядываем в космос, тем более древние образы предстают перед нами. Новая грандиозная голландская программа планирует уловить отблеск того древнего момента, когда 13 миллиардов лет назад в небе засияли первые звезды и начали формироваться самые первые галактики.

Сеть звезд

Вместо строительства одного большого телескопа Нидерландский Фонд исследований в области астрономии (The Netherlands Foundation for Research in Astronomy, ASTRON) из города Двингелоо решил объединить в сеть радиотелескопы научных институтов Северной Европы. Данные LOFAR (Low Frequency Array, низкочастотная антенная решетка) будут обрабатываться невероятно быстрым суперкомпьютером, разработкой которого сейчас занимается IBM.

Blue Gene/L — это отступление от традиционного дизайна суперкомпьютеров. Более 12 000 микропроцессоров PowerPC будут поглощать до 768 гигабит данных в секунду. Пиковая производительность Blue Gene/L составит 34 триллиона операций с плавающей точкой в секунду, или 34 терафлопа. Ученые из ASTRON считают, что это позволит отбросить искусственные радиопомехи и нормальные искажения радиосигнала, вызываемые верхними слоями атмосферы Земли.

В отличие от обычных супертелескопов, нацеленных на мельчайшие точки в космическом пространстве, LOFAR способен охватить все небо. Тогда он сможет сфокусироваться на определенном объекте, говорит профессор Харви Бутчер, директор ASTRON. «Наша цель — увидеть объекты, пославшие свои радиосигналы сразу после Большого Взрыва, то есть обнаружить самые первые объекты дальнего космоса».

Размер важен

В астрономии размер важен. Большая площадь поглощения света означает более качественное изображение. Экономичная альтернатива ASTRON заключается в объединении 10 000 небольших радиоантенн на территории Нидерландов и Германии, каждая из которых будет работать как воспринимающая ячейка единой тарелки. Создается эквивалент гигантской электронной антенны-тарелки с эффективным радиусом порядка 188 миль.

При помощи особого программного обеспечения данные будут собираться с отдельных антенн и синхронизироваться, а потом отсылаться на Blue Gene/L для обработки. Новая машина IBM — это так называемая система с массовым параллелизмом. Она состоит из отдельных блоков — до 1000 штук, — каждый сопоставим по мощности с 1000 ноутбуков. Конфигурация отдельных модулей минимизирует время для передачи данных отдельных цепей по сети.

Первый запуск системы Blue Gene/L планируется на середину 2005 года — как раз перед тем как одиннадцатилетний цикл спада активности солнечных пятен расчистит небо для LOFAR. Новый подход к созданию суперкомпьютеров будет иметь много точек приложения помимо астрономии. Национальная администрация ядерной безопасности США (NNSA) намерена использовать Blue Gene/L для компьютерных моделей, а национальная лаборатория Lawrence Liver-more будет с его помощью изучать, как сверхвысокое давление и температуры изменяют свойства материалов.

Изначально Blue Gene/L делали для этой калифорнийской лаборатории. Однако, работая с Lawrence Livermore, разработчики начали задумываться о других возможностях применения этой технологии. ASTRON будет вторым клиентом суперкомпьютера, а всего IBM рассчитывает на 25 возможных пользователей гигантской машины.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№11, Ноябрь 2004).