Pohjoismaat aloittavat maailman suurimman tieteellisen kokeen datankäsittelyn

NDGF on yksi yhdestätoista nk. Tier-1-resursseista eli pääresursseista, joilla LHC:n tieteellinen työ tehdään. Tier-1-keskukset hallinnoivat yhdessä Cernissä vuosittain kertyvää 15 miljoonan gigatavun datamäärää ja joutuvat käsittelemään vieläkin suurempia raakadatasta johdettuja datamääriä. NDGF:n osuus tästä maailmanlaajuisesta tehtävästä on noin 6 prosenttia, mikä on ennätyksellistä pohjoismaiselta tieteelliseltä yhteisöltä.

Maailmanlaajuisen kokeellisen hiukkasfysiikan yhteisön keräämiä tiedon tallennus-ja varastointiresursseja kutsutaan nimellä Worldwide LHC Computing Grid (WLCG). WLCG käyttää eturintaman tietotekniikan menetelmiä keräämään yhteen eri maissa olevat resurssit. Grid-teknologia on niin WLCG-hankkeen kuin NDGF-hankkeen perusta. Muista Tier-1-laskentaresursseista poiketen NDGF on itsessään hajautettu resurssi, joka yhdistää yhdeksän laskentakeskusta neljässä Pohjoismaassa. Innovatiivisten grid-ratkaisujen, kuten Advanced Resource Connector (ARC) ja dCache käytön ansiosta NDGF tarjoaa korkeimman käyttö-ja palveluasteen WLCG:n seurantapalvelun mukaan. Sen lisäksi, että NDGF muodostaa Pohjoismaisen Tier-1-resurssin, se tukee myös kolmea pohjoismaista Tier-2-resurssia ja tekee yhteistyötä muissa maissa olevien Tier-2-resurssien kanssa.

Fysiikan tutkimuslaitos HIP on yhdessä Tieteen tietotekniikan keskuksen CSC:n kanssa toteuttanut suomalaisten hiukkasfysiikan tutkijoiden käyttöön laskentajärjestelmän, joka on osa pohjoismaista NDGF-laskentaresurssia. HIP on hankkinut CSC:ltä ylläpidon Suomen osuuteen hajautetusta Tier-1-resurssista. Tier-2-resurssi on pääosin myös CSC:llä, HIP:in ja Jyväskylän yliopiston paikallisten resurssien lisäksi. Tällä hetkellä ALICE-ja CMS-kokeiden tutkijoiden käytettävissä on noin 700 laskentaydintä, 170 teratavua levytilaa ja noin 70 teratavua nauhatilaa. Tämän lisäksi Suomi sai LHC:n tiedonsiirtoa varten ensimmäisenä Pohjoismaana suoran 10 gigabit/s:n (Gbps) valopolkuyhteyden.

NDGF palvelee WLCG:n lisäksi myös muita tieteenaloja kuten bioinformatiikkaa ja geotieteitä.

LHC-törmäytin

Syyskuun kymmenentenä päivänä 2008 hiukkasfyysikoiden odotetuin hetki muutamaan vuosikymmeneen oli käsillä, kun LHC-törmäytin käynnistettiin Cernissä, ja koeasemat rekisteröivät protonisuihkujen aikaansaamia jälkiä. LHC on kaikkien mittapuiden mukaan suurin koskaan rakennettu tieteellinen laitteisto. Cern on eurooppalaisen alkeishiukkastutkimuksen keskus, mutta näin valtavan hankeen toteuttaminen on vaatinut kymmenien maiden panoksen ympäri maailman.

Kaikilta mantereilta tulevat fyysikot analysoivat uutterasti LHC:n tuottamaa dataa kaikkein perustavimman kysymyksen ymmärtämiseksi: mitkä ovat ne perussäännöt, jotka määräävät maailmankaikkeuden kehitystä. LHC mahdollistaa ihmiskunnalle ainutlaatuisen mahdollisuuden ymmärtää luonnon perusperiaatteita.

LHC-laskenta ja grid

LHC-tiedeyhteisön etsimiä vastauksia ei ole käsillä ilmeisessä muodossa. Uuden energia-alueen protoni-protoni -törmäyksissä syntyy useita uusia alkeishiukkasia, ja niiden jättämistä jäljistä neljä suurta koeasemaa ALICE, ATLAS, CMS ja LHCb ottavat eräänlaisia nk. digitaalisia kuvia. Uuden hiukkasen tai ilmiön havaitseminen vaatii näiden törmäysten jälkien analysoimisen valtavalla määrällä tietokoneita. Aikaisemmat hiukkasfysiikan kokeet toteutettiin lähinnä Cerniin paikallisesti sijoitetuilla laskentaresursseilla. LHC-aikakaudella tämä ei ole enää mahdollista. Tarvittavan laskenta-ja tallennuskapasiteetiin keräämiseksi WLCG käyttää grid-teknologiaa. Grid on laskentaresurssien tai muiden palvelujen muodostama verkko, joka tarjoaa tallennus-ja laskentapalveluja niitä tarvitseville virtuaaliorganisaatioille, hieman vastaavasti kuin sähkövoimalat tuottavat sähköverkossa kuluttajien käyttämän sähkön.

Markkinoilla on erilaisia grid-ratkaisuja. Pohjoismaissa suosituin grid-ohjelmisto on avointa lähdekoodia käyttävä Advanced Resource Connector, jonka pohjoismainen Nordugrid yhteisö on kehittänyt Linux- ja Unix-käyttöjärjestelmille. Hajautettua tallennusta varten käytössä on Euroopan ja USA:n kiihdytinlaboratorioissa kehitetty dCache-ohjelmisto, joka on erikoistunut valtavien levy- ja nauha-arkistojen käsittelyyn.

Lisätietoja:

Antti Pirinen, projektipäällikkö, puh. (09) 8562 0916, antti.pirinen at hip.fi

Dan Still, projektipäällikkö, puh. (09) 457 2925, dan.still at csc.fi

Fysiikan tutkimuslaitos (HIP) on Helsingin yliopiston, Jyväskylän yliopiston, Teknillisen korkeakoulun ja Lappeenrannan teknillisen yliopiston yhteinen valtakunnallisia tehtäviä hoitava tutkimuslaitos. HIP huolehtii Suomen yhteistyöstä Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksen Cernin kanssa.

CSC on opetusministeriön hallinnoima tieteen tietotekniikan keskus. CSC on voittoa tavoittelematon osakeyhtiö, joka tarjoaa korkeakouluille, tutkimuslaitoksille ja yrityksille monipuolisia tietotekniikan palveluja, tietoteknistä tukea ja resursseja, mm. mallinnus-, laskenta- ja tietopalveluja.

Ystävällisin terveisin

Minna Meriläinen, tiedottaja, HY, (09) 191 51042