Schweizer Cluster Phoenix für LHC-Betrieb bereit
Das schweizerische Hochleistungs-Rechenzentrum CSCS-SCSC in Manno hat Ende Mai 2008 die Computerinfrastruktur Cluster Phoenix eingeweiht. Sie gehört zum weltweiten LHC Computing Grid (LCG), das die Daten archivieren, verwalten und für die Auswertung durch Wissenschafter in 38 Ländern bereithalten wird, die der Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) des Cern vom Sommer 2008 an produziert.
Der Cluster Phoenix im CSCS wird als eine der weltweit rund 200 Datenstationen des LCG die über 300 schweizerischen Teilchenphysiker bedienen, die im sogenannten CHIPP - einem virtuellen Forschungsinstitut - zusammengeschlossen sind. Der Cluster ist gegenwärtig in der Lage, 400 Berechnungen gleichzeitig auszuführen und verfügt über eine Speicherkapazität von 225 Terabyte. Wie die anderen Stationen des LCG führt der Cluster Phoenix bis zur Inbetriebnahme des LHC Tests mit simulierten Daten durch. Ein Ausbau auf die vierfache Kapazität ist bis 2009 vorgesehen.
Aufbau des Grid seit 2002
Das europäische Kernforschungszentrum Cern in Genf wird den LHC mit seinen vier grossen Teilchendetektoren im Verlauf des Sommers 2008 Schritt um Schritt in Betrieb nehmen. Die Detektoren dürften bis 2023 jährlich rund 15 Petabyte Daten produzieren. Die zentrale Verwaltung und Auswertung einer solchen Datenmenge, auf die bis zu 7000 Wissenschafter aus bald 40 Ländern Zugriff nehmen möchten, wäre kaum zu machen. Das Cern begann daher 2002 mit dem Aufbau eines sogenannten Grid. Es integriert die Speicher- und Rechenleistung von tausenden Computern weltweit in einem Netzwerk.
Ein Grid ist eine Anwendung des Internet, um die Speicher- und Rechenleistung einer Grosszahl Computer zu kombinieren. Der Aufbau eines Grid ist dezentral, die angeschlossenen Computer verkehren untereinander mit einem allgemein gültigen Datenprotokoll und die Dienstleistungsqualität erfüllt bestimmte Anforderungen. Neben der hohen Leistung hat ein Grid den Vorteil, paralleles Arbeiten zu unterstützen. Auch ist die Finanzierung oft einfacher, da die Kosten nicht nur an einer Stelle anfallen.
Dreischichtige Softwarearchitektur
Für die Architektur des LCG wählte das Cern ein Schichten- oder Tiersmodell. Die Schicht 0 besteht aus einem Zentralrechner in Genf, der die Daten aus den vier LHC-Detektoren vorfiltert und ein erstes Mal speichert. Er ist über Glasfaser-Standleitungen mit weltweit elf Grossrechenzentren der Schicht 1 verbunden, wo die Daten aufbereitet, archiviert und an die rund 200 Cluster der Schicht 2 weiter verteilt werden. Dort erfolgen die Auswertungen. Der Cluster Phoenix gehört der Schicht 2 an.
Quelle
P.B. nach Cern, Gridcafé-Unterlagen, Mai 2008, und ETH Life, 3. Juni 2008