Материалы по тегу: мкс

11.02.2021 [16:41], Алексей Степин

Космический суперкомпьютер HPE Spaceborne-2 доставят на МКС

Космос привлекает не только учёных, но и компании, работающие в области информационных технологий. Сама идея размещения вычислительных мощностей в космическом пространстве имеет ряд уникальных преимуществ. Одним из пионеров в этой област по праву можно считать HPE, ещё в 2017 году отправившую на МКС систему HPE Spaceborne. Сегодня HPE объявляет о переходе от тестовой фазы к коммерческой и представляет второе поколение платформы, Spaceborne-2.

Как правило, космическая электроника имеет ряд специфических особенностей, связанных с условиями функционирования. Во-первых, она должна быть устойчива к повышенным уровням радиации, а во-вторых, потреблять как можно меньше энергии. Стоит такая электроника очень дорого, а вычислительными мощностями не блистает, поэтому решение HPE об адаптации классических вычислительных платформ к условиям, царящим на МКС, выглядит вполне логично. К тому же, на МКС постоянно проводятся научные эксперименты, которым лишние терафлопсы отнюдь не помешали бы.

HPE Spaceborne-2

HPE Spaceborne-2

Первый вариант Spaceborne уже превосходил по производительности всё, когда-либо побывавшее на орбите. Этот космический суперкомпьютер состоял из двух серверов HPE Apollo 40, объединённых сетью InfiniBand со скоростью 56 Гбит/с, но что важнее, каждый вычислительный узел содержал по четыре ускорителя NVIDIA Tesla P100. Это позволило довести мощность Spaceborne до 1 Тфлопс — скромно по наземным меркам, но рекорд для космоса.

Первое поколение HPE Spaceborne не использовалось в научных целях или для управления подсистемами МКС, его задачей было доказать возможность нормального функционирования серверного оборудования в условиях космической станции. Эксперимент завершился успешно, и сегодня HPE готова представить новое поколение «космических суперкомпьютеров» — Spaceborne-2.

Его основой станет конвергентная платформа для периферийных вычислений HPE Edgeline EL4000, а в качестве основных вычислительных узлов будут применены серверы HPE ProLiant DL360 последнего поколения с двумя процессорами Intel Xeon Cascade Lake и ускорителями NVIDIA T4. Ожидается, что по производительности Spaceborne-2, как минимум, вдвое превзойдёт своего предшественника, но что более важно — это уже не эксперимент и новый космический суперкомпьютер будет приносить реальную пользу.

Стоек с EL4000 и DL360 будет две, и обе будут следить за состоянием и себя, и соседа. Все данные дублируются между стойками, а SSD будут программно и аппаратно объединены в RAID-массивы. Несмотря на то, что SSD менее устойчивы к космической радиации (у Spaceborne-1 из 20 дисков в процессе эксплуатации «умерло» 9), они имеют преимущество в скорости работы. К тому же некоторые запасные компоненты серверов будут в наличии на самой станции, чтобы их можно было быстро заменить.

Для общения между собой серверы будут использовать 10GbE-сеть. Питание систем будет осуществляться от двух независимых линий, которые подключены к солнечным батареям и аккумуляторам. Предусмотрено ступенчатое динамическое регулирование уровня энергопотребления. Охлаждение у новых систем гибридное — теплообменник в стойке напрямую подключается к водному контуру охлаждения МКС.

HPE Edgeline EL4000: слева видны частично выдвинутые вычислительные узлы

HPE Edgeline EL4000: слева видны частично выдвинутые вычислительные узлы

МКС — станция немолодая, первые модули были выведены на орбиту ещё в 1998 году, но всё это время она постоянно модернизировалась с учётом новых научных потребностей. За это время, как мы знаем, вычислительная техника успела сделать огромный скачок вперёд, но до нынешних пор её возможности были малодоступны учёным, работающим на МКС и нуждающимся во всё более серьёзных вычислительных мощностях. Станция обросла многочисленными приборами и датчиками, объёмы получаемых данных возросли, но даже для первичной обработки их всё равно приходилось передавать на Землю, что негативно сказывалось на времени проведения исследований.

Появление Spaceborne-2 позволит решить эту проблему: с мощностью свыше 2 Тфлопс можно будет осуществлять, как минимум, первичную обработку данных в кратчайшие сроки, а в некоторых случаях этих мощностей хватит и для проведения исследований без задействования наземных вычислительных мощностей. Среди названных HPE сценариев использования — отслеживание наземного трафика из космоса с целью выявления его тенденций, оценка загрязнений атмосферы Земли, а также отслеживание воздушного и космического трафика, также в реальном времени.

Немаловажное участие Spaceborne-2 примет и в обеспечении здоровья астронавтов, работающих на станции: мощностей новой платформы хватит на постоянное отслеживание показателей их здоровья, включая сложные — рентгеновские снимки и сонограммы. Это позволит ставить диагноз в кратчайшие сроки и, тем самым, минимизировать ущерб от возможного заболевания, а может быть, и спасти жизнь заболевшего астронавта.

HPE ProLiant DL360 (10-ое поколение)

HPE ProLiant DL360 (10-ое поколение)

Новый «космический суперкомпьютер» HPE будет способен работать не только в одиночку, но и в качестве периферийной платформы — Microsoft Azure Space обеспечит двухстороннюю связь Spaceborne-2 с наземными вычислительными комплексами, что позволит использовать её учёным по всему миру. Среди названных Microsoft Research исследований фигурирует моделирование и предсказание пылевых штормов на Земле, что поможет лучше понять аналогичные процессы на Марсе, оценка затрат воды при выращивании растений в условиях невесомости, а также исследование грозовых паттернов, приводящих к масштабным лесным пожарам.

Но МКС пока у человечества одна, и потребности в космических вычислительных мощностях явно превосходят её грузовые и пассажирские возможности. HPE разрабатывает платформу SatFrame, которая может быть использована на необитаемых спутниках — запуск такого спутника будет существенно дешевле пилотируемого полёта на МКС, а значит, позволить себе космический периферийный вычислительный микро-ЦОД сможет большее количество компаний и научных организаций.

В настоящее время срок запуска Spaceborne-2 уже назначен на 20 февраля. Если всё пойдёт по плану, то новый «космический суперкомпьютер» на МКС доставит 15-ая грузовая экспедиция Northrop Grumman. За доставку отвечает корабль Cygnus «SS. Katherine Johnson». Предполагается, что эксплуатация Spaceborne-2 продлится минимум 2-3 года. Уже открыт приём заявок для проведения экспериментов на новой космической вычислительной платформе. Среднее время ожидания для запуска задач составит 1-2 недели.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1032436
14.06.2019 [15:11], Сергей Карасёв

Космический суперкомпьютер HPE Spaceborne вернулся на Землю

Вычислительная система HPE Spaceborne вернулась на Землю с борта Международной космической станции (МКС).

О космическом суперкомпьютере Spaceborne мы уже рассказывали. Он был разработан для того, чтобы продемонстрировать, насколько живучими могут быть обычные серверы в космосе.

Система обладает производительностью на уровне одного терафлопса, то есть способна выполнять триллион операций с плавающей запятой в секунду. В качестве программной платформы применяется специальная версия Linux.

Суперкомпьютер был доставлен на МКС на борту космического корабля SpaceX Dragon в августе 2017 года. Теперь этот же аппарат вернул вычислительную систему на Землю.

Изначально некоторые специалисты скептически относились к проекту, заявляя, что суперкомпьютер не проработает в космосе и недели. Однако Spaceborne продержался 615 суток.

И всё же в работе комплекса были зафиксированы различные аномалии — от странных скачков температуры до повышенного количества ошибок в кеше процессора. Теперь все зарегистрированные сбои будут тщательно проанализированы.

Уже обсуждается возможность отправки на МКС системы Spaceborne 2. Планируется, что она объединит элементы для решения различных задач — высокопроизводительных вычислений, машинного обучения, работы алгоритмов искусственного интеллекта и пр. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/989207
30.09.2017 [00:15], Алексей Степин

Терафлопс в космосе: на МКС тестируется компьютер HPE Spaceborne

Бытует мнение, что в космической отрасли используется всё самое лучшее, включая компьютерные компоненты. Это не совсем так: вы не встретите в космических аппаратах 18-ядерных Xeon и ускорителей Tesla. Во-первых, энергетические резервы за пределами Земли строго ограничены, и даже на МКС никто не будет тратить несколько киловатт на питание «космического суперкомпьютера». Во-вторых, практически вся электроника, работающая за пределами атмосферы, выпускается в специальном радиационно-стойком исполнении. Чаще всего за счёт техпроцессов «кремний на диэлектрике» (SOI) и «сапфировая подложка» (SOS), используется также биполярная логика вместо менее стойкой к внешним излучениям CMOS.

Мини-кластер в космическом исполнении. Охлаждение жидкостное

Мини-кластер в космическом исполнении. Охлаждение жидкостное

Мощными в космосе считаются такие решения, как BAE Systems серии RAD, особенно новая RAD5500 (от 1 до 4 ядер, 45-нм SOI, PowerPC, 64 бита). Четырёхъядерный вариант RAD5545 развивает производительность более 3,7 гигафлопс при потреблении около 20 ватт. Иными словами, вычислительные мощности в космосе тоже растут, но совсем иными темпами, нежели на Земле. Тому подтверждением служит недавно вступивший в строй на борту Международной космической станции компьютер HPE Spaceborne. Если на Земле мощность суперкомпьютеров измеряется десятками и сотнями петафлопс, то Spaceborne куда скромнее — судя по проведённым тестам, его вычислительная мощность достигает 1 терафлопса. Достигнута она путём сочетания современных процессоров Intel с ускорителями NVIDIA Tesla P100 (NVLink-версия).

Конфигурация каждого из узлов Spaceborne

Конфигурация каждого из узлов Spaceborne

Для космических систем это большое достижение, и не стоит иронизировать над этим показателем производительности. Интересно, что сама по себе система Spaceborne, доставленная на борт станции миссией SpaceX CRS-12, является своего рода экспериментом на тему «как чувствуют себя в космосе обычные компьютерные комплектующие». Это связка из двух серверов HPE Apollo 40 на базе Intel Xeon, объединённая сетью со скоростью 56 Гбит/с. 14 сентября на систему было подано питание (48 и 110 вольт), а недавно проведены первые тесты High Performance LINPACK.

Системы охлаждения и электропитания Spaceborne

Системы охлаждения и электропитания Spaceborne

Пока Spaceborne не будет использоваться для анализа научных данных или управления какими-либо системами станции. Его миссия — продемонстрировать то, насколько живучи обычные серверы в космосе. Результаты постоянных тестов будут сравниваться с аналогичной системой, оставшейся на Земле. Тем не менее, достижение первого терафлопса в космосе является своеобразным мировым рекордом. Это маленький шаг для супервычислений, но большой для всей космической индустрии, поскольку за Spaceborne явно последуют его более совершенные и мощные потомки.

Постоянный URL: http://servernews.ru/959278
Система Orphus