बड़े हैड्रॉन कोलाइडर: LHC सर्किल और डेटा पथ

LHC (लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर) न केवल एक विशाल वैज्ञानिक प्रयोग है, बल्कि एक जटिल कंप्यूटर नेटवर्क भी है।
इस पोस्ट में (और यदि यह अच्छी तरह से पता चल जाता है और लोग रुचि रखते हैं, तो श्रृंखला में) मैं यह बताने की कोशिश करता हूं कि "सीडी 20 किलोमीटर ऊंचे ढेर" का क्या होता है, जो कि हर साल (अब, वैसे भी, यह बंद हो जाता है और नए डेटा को उत्पन्न करता है) अगले वर्ष में या दो नहीं)।

डेटा के साथ क्या होता है?

शेफ़ील्ड विश्वविद्यालय से लिया गया चित्र

चार प्रयोगों (एटलस, एलिस, एलएचसीबी, सीएमएस) के डिटेक्टर उनके माध्यम से प्राथमिक कणों (घटनाओं) के पारित होने को रिकॉर्ड करते हैं। दर्ज किए गए डिटेक्टर कच्चे डेटा (रॉ डेटा) हैं। उनका प्रवाह समय के साथ विशाल और बहुत असमान रूप से वितरित किया जाता है: लगभग 40Tb कच्चा डेटा (~ 15Pb प्रति वर्ष) प्रति दिन जमा होता है, लेकिन यह सब प्रयोग के कुछ घंटों में होता है। केवल एक चीज जो इस स्तर के साथ शून्य (टीयर -0) पर की जा सकती है, वह केवल आगे की प्रक्रिया के लिए डेटा को बचाने के लिए है। डेटा सहेजे जाने के बाद, इसकी प्रोसेसिंग शुरू होती है। Tier-0 की कंप्यूटिंग शक्ति बड़ी नहीं है , केवल "~" 50,000 कोर, जो LHC की सेवा करने वाले पूरे ग्रिड की कुल कंप्यूटिंग शक्ति का लगभग 10% है। टियर -0 में, डेटा पूर्व-प्रसंस्करण किया जाता है: प्राकृतिक शोर को हटा दिया जाता है, आदि (मैं, दुर्भाग्य से, इन मामलों में मजबूत नहीं हूं) । इस प्रकार, Tier-0 के पास LHC में प्राप्त किए गए डेटा की पूरी प्रतिलिपि है। टियर -0 स्टोरेज क्षमता 83Pb टेप और 33Pb डिस्क है।

इसके अलावा यह डेटा दुनिया भर के 11 कंप्यूटिंग केंद्रों (कनाडा, जर्मनी, स्पेन, फ्रांस, इटली, हॉलैंड, ताइवान, इंग्लैंड, यूएसए x2, उत्तरी यूरोप के देशों के सहयोग से वितरित किया जाता है । रूस में वे 12 वीं करते हैं) - टियर -1। Tier-0 प्रत्येक Tier-1 हाई-स्पीड लिंक (आमतौर पर, 2Gb / s से) के साथ जुड़ा हुआ है।
प्रत्येक टियर -1 में, कच्चा डेटा टेप पर भी संग्रहीत किया जाता है। इसके अलावा, बुनियादी डेटा प्रसंस्करण शुरू होता है।
प्रत्येक प्रयोग टीयर की कंप्यूटिंग शक्ति का अलग-अलग उपयोग करता है, लेकिन सार एक ही है: डिटेक्टरों और भौतिकी के कानूनों के आंकड़ों के आधार पर, लाखों कणों के प्रक्षेपवक्र और बीम के टकराव की तस्वीर को पुनर्स्थापित किया जाता है। पुनर्प्राप्त करने वाली घटनाओं के अलावा, यह जाँच की जाती है कि प्रयोगों के दौरान प्राप्त परिणामों के अनुसार एक विशेष गणितीय मॉडल कितना अच्छा है।
टियर -1 कंप्यूटिंग शक्ति और भंडारण क्षमता अपेक्षाकृत बड़ी है। उदाहरण के लिए, अंग्रेजी टियर -1 में लगभग 10Pb टेप और डिस्क और लगभग 14,000 कोर हैं।
हर कोई जो प्रयोगों में भाग लेना चाहता है वह इसे वहन नहीं कर सकता। इसलिए, छोटे डेटा केंद्र (टियर -2, जिनमें से लगभग 140 , और टियर -3) टियर -1 से डेटा "फ़ीड" करते हैं।

टियर -2 का अब अपना टेप स्टोरेज नहीं है, और केवल टियर -1 से प्राप्त डेटा को ही इस क्षेत्र में प्रोसेस करता है।
रूस में टियर -2 स्तर के केंद्र 9 । तुलना के लिए: सभी रूसी टियर -2 कंप्यूटिंग सिस्टम "केवल" 4 पीबी डिस्क और 7,500 कोर के लिए जिम्मेदार हैं, जो कंप्यूटर केंद्रों के बीच असमान रूप से वितरित किए जाते हैं।