Știm deja că Colizorul de Hadroni Mari (LHC) va fi cel mai mare, cel mai scump experiment de fizică realizat vreodată de omenire. Colectarea particulelor relativiste la energiile care anterior erau de neimaginat (până la 14 TeV marca până la sfârșitul deceniului) va genera milioane de particule (cunoscute și încă de descoperit), care trebuie să fie urmărite și caracterizate de imens detectoare de particule. Acest experiment istoric va necesita un efort masiv de colectare și stocare a datelor, rescrierea regulilor de gestionare a datelor. La fiecare cinci secunde, coliziunile LHC vor genera echivalentul unei date în valoare de DVD, adică o rată de producție de date de un gigabyte pe secundă. Pentru a pune acest lucru în perspectivă, un computer casnic mediu cu o conexiune foarte bună poate descărca date la un ritm de unu sau doi megabyte pe secundă (dacă ești foarte norocos! Am 500 de kilobiți / secundă). Deci, inginerii LHC au conceput un nou tip de metodă de manipulare a datelor care poate fi stocată și distribuită petabytes (milioane de gigaocteți) de date pentru colaboratorii LHC din întreaga lume (fără a se îmbătrâni și așteptați când așteptați o descărcare)
În 1990, Organizația Europeană pentru Cercetări Nucleare (CERN) a revoluționat modul în care trăim. Anul precedent, Tim Berners-Lee, fizician CERN, a scris o propunere de gestionare electronică a informațiilor. El a prezentat ideea că informațiile pot fi transferate cu ușurință pe Internet folosind ceva numit „hipertext”. În timp ce Berners-Lee și colaboratorul Robert Cailliau, un inginer de sisteme și la CERN, au format împreună o singură rețea de informații pentru a ajuta oamenii de știință CERN să colaboreze și să partajeze informații de pe calculatoarele lor personale, fără a fi nevoie să o salveze pe dispozitive de stocare greoaie. Hipertextul a permis utilizatorilor să răsfoiască și să partajeze text prin pagini web folosind hyperlink-uri. Berners-Lee a continuat apoi să creeze un browser-editor și în curând a realizat că această nouă formă de comunicare ar putea fi împărtășită de un număr mare de oameni. Până în mai 1990, oamenii de știință CERN au numit această nouă rețea de colaborare World Wide Web. De fapt, CERN a fost responsabil pentru primul site web din lume: http://info.cern.ch/ și un exemplu timpuriu despre aspectul acestui site poate fi găsit pe site-ul World Wide Web Consortium.
Deci CERN nu este străin să gestioneze datele pe Internet, dar noul LHC va necesita un tratament special. După cum a subliniat David Bader, directorul executiv al calculelor de înaltă performanță la Institutul de Tehnologie din Georgia, lățimea de bandă actuală permisă de Internet reprezintă un blocaj imens, ceea ce face ca alte forme de schimb de date să fie mai de dorit. „Dacă mă uit la LHC și ce face pentru viitor, singurul lucru pe care Web-ul nu a reușit să îl facă este să gestioneze o bogăție fenomenală de date", A spus el, ceea ce înseamnă că este mai ușor să salvați seturi de date mari pe hard disk-urile terabyte și apoi să le trimiteți în postare colaboratorilor. Deși CERN a abordat natura de colaborare a schimbului de date pe World Wide Web, datele pe care le va genera LHC vor supraîncărca cu ușurință micile lățimi de bandă disponibile în prezent.
Acesta este motivul pentru care a fost proiectată grila de calcul LHC. Grila gestionează vaste producții de date LHC în niveluri, primul (Nivelul 0) se află la fața locului la CERN, lângă Geneva, Elveția. Nivelul 0 constă într-o imensă rețea de calcul paralelă care conține 100.000 de procesoare avansate care au fost create pentru a stoca și gestiona imediat datele brute (1s și 0s de cod binar) pompate de LHC. Este demn de remarcat în acest moment că nu toate coliziunile de particule vor fi detectate de senzori, doar o fracțiune foarte mică poate fi capturată. Deși poate fi detectat doar un număr relativ redus de particule, acest lucru se traduce totuși în producție uriașă.
Nivelul 0 gestionează porțiuni de date emise prin suflarea acestora prin 10 linii dedicate de gigabit-pe-fibră optică la 11 Nivelul 1 site-uri din America de Nord, Asia și Europa. Acest lucru permite colaboratorilor, cum ar fi Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) de la Brookhaven National Laboratory din New York, să analizeze datele din experimentul ALICE, comparand rezultatele din coliziunile cu ioni de plumb LHC cu rezultatele proprii ale coliziunii ionice grele.
De pe calculatoarele internaționale de nivel 1, seturile de date sunt ambalate și trimise la 140 Nivelul 2 rețele de calculatoare situate la universități, laboratoare și companii private din întreaga lume. În acest moment oamenii de știință vor avea acces la seturile de date pentru a efectua conversia din codul binar brut în informații utilizabile despre energiile și traiectoriile particulelor.
Sistemul de nivel este bine și bun, dar nu ar funcționa fără un tip de software extrem de eficient numit „middleware”. Când încercați să accesați date, utilizatorul poate dori informații care sunt răspândite în petabytes de date de pe servere diferite, în diferite formate. S-a numit o platformă open-source de tip middleware Globus va avea responsabilitatea uriașă de a colecta informațiile necesare fără probleme, ca și cum informațiile respective ar sta deja în computerul cercetătorului.
Această combinație între sistemul de nivel, conexiunea rapidă și software ingenios poate fi extinsă dincolo de proiectul LHC. Într-o lume în care totul devine „la cerere”, acest tip de tehnologie ar putea face internetul transparent către utilizatorul final. Ar exista acces instantaneu la orice, de la datele produse prin experimente din cealaltă parte a planetei, până la vizionarea de filme de înaltă definiție, fără a aștepta bara de progres a descărcării. La fel ca invenția HTML a lui Berners-Lee, Grila de calcul LHC poate revoluționa modul în care folosim internetul.
Surse: Scientific American, CERN
