El proyecto IceCube de la Universidad de Wisconsin-Madison logra un rendimiento computacional del 60% con los sistemas Dell y la tecnología Intel - Calendae | Informática, Electrónica, CMS, Ciberseguridad

El proyecto IceCube de la Universidad de Wisconsin-Madison logra un rendimiento computacional del 60% con los sistemas Dell y la tecnología Intel

Hola de nuevo. Te habla Simón Sánchez y en el día de hoy te voy a contar sobre El proyecto IceCube de la Universidad de Wisconsin-Madison logra un rendimiento computacional del 60% con los sistemas Dell y la tecnología Intel

Los neutrinos son el cuarto tipo de partícula elemental, los tres primeros son electrones, protones y neutrones. Para aquellos que no están familiarizados con los neutrinos, no hay razón para alarmarse. Los neutrinos casi no interactúan con la materia y son casi imposibles de detectar sin detectores extremadamente grandes. Viajan a la velocidad de la luz a través del universo y a través de cuerpos de materia como la Tierra, sin siquiera disminuir la velocidad.

Los neutrinos emanan del sol y de fuentes astrofísicas violentas como la explosión de estrellas, estallidos de rayos gamma y fenómenos cataclísmicos que involucran agujeros negros y estrellas de neutrones. Estos fenómenos liberan más energía que cualquier otra fuente conocida en el cosmos. Los científicos quieren estudiar los neutrinos que bombardean la Tierra para comprender los mecanismos que liberan estas enormes cantidades de energía al localizar las fuentes en el cielo. La expectativa es que los neutrinos puedan ayudar a descubrir algunos de los misterios más profundos de todos: la materia oscura y la energía oscura. (La materia que podemos detectar y que abarca nuestro mundo es solo el cuatro por ciento de la materia existente. La materia oscura comprende el 23 por ciento de toda la materia, y el resto es atribuible a la energía oscura).

Construyendo un «telescopio» para ver neutrinos

Ver neutrinos para estudiarlos y encontrar sus fuentes es un gran desafío. El equipo del proyecto IceCube de la Universidad de Wisconsin-Madison creó una solución que podría proporcionar las respuestas. Los únicos medios por los que se pueden detectar neutrinos son el hielo y el agua clara, en cantidades enormes. IceCube de la Universidad de Wisconsin

El proyecto utiliza un kilómetro cúbico de hielo antártico prístino enterrado a 2.452 metros (1,5 millas) debajo de la superficie de la capa de hielo del Polo Sur. Si bien los neutrinos rara vez interactúan con la materia, a veces los extraños chocan con átomos como esos. de la molécula de agua helada. Cuando lo hacen, la colisión produce una partícula llamada muón que emite una luz azul muy tenue, llamada luz de Cherenkov, a medida que viaja a través del hielo. En IceCube hay 5.160 módulos de sensores, dispuestos en 86 cadenas de 60 módulos cada una; para detectar la luz de los muones desde donde se puede deducir la dirección en la que viajaba el neutrino. Cubo de hielo

asigna estas direcciones a las coordenadas celestes para producir un mapa de neutrinos celestes a partir del cual se pueden identificar las fuentes de emisión de neutrinos astrofísicos.

Necesita una nueva solución HPC

El laboratorio IceCube en la superficie contiene el sistema de adquisición de datos. Los detectores producen un flujo de datos de aproximadamente 0,5 PB / año. Todos los datos se transfieren a una cinta transportadora para ser transportados por aire a Madison, Wisconsin, a 9,184 millas de distancia. Si este fuera el único método para enviar datos, el Dr. Martin Merck y sus colegas de todo el mundo tendrían que esperar nueve meses al año hasta el breve verano antártico, de noviembre a febrero, cuando los aviones puedan entrar y

fuera de la estación para proporcionar los suministros necesarios y recuperar datos. La única otra alternativa para la transmisión de datos es vía satélite, pero el ancho de banda del satélite es 20 veces menor que el flujo de datos sin procesar. Para utilizar las comunicaciones por satélite, el equipo del proyecto en

el Polo Sur debe reconstruir los datos para decidir qué eventos transmitir a Madison, para que el equipo de Madison pueda tener datos significativos durante todo el año. La reconstrucción de los datos requiere una solución informática de alto rendimiento. Anteriormente, el equipo del proyecto utilizaba un clúster HPC de servidores de terceros que no se mantenían al día con la carga de trabajo.

«Realmente necesitábamos reemplazar nuestros servidores», dice el Dr. Merck, Gerente de TI, Proyecto IceCube, Universidad de Wisconsin-Madison. “El clúster anterior nos ayudó a atravesar la fase de construcción del proyecto y necesitábamos nuevos servidores para la fase de producción.

Hemos creado un pequeño grupo de trabajo en Madison para examinar varios proveedores de servidores. Seleccionamos tres proveedores y les obtuvimos el equipo. Creamos un laboratorio de pruebas para ver qué tan bien los servidores podían cumplir con las especificaciones requeridas y brindar el rendimiento que estábamos.

esperando. También probamos la capacidad de administración y la facilidad de soporte. Parte de nuestras pruebas incluyó la apertura de casos de servicio y la prueba de la capacidad de los proveedores para responder a los problemas y asesorar sobre cómo podríamos abordar los problemas en el Polo Sur «.

60% más productividad y productividad

El equipo probó los servidores Dell PowerEdge con procesadores Intel Xeon serie 5600 «. Los procesadores Intel Xeon con acceso a memoria más rápido nos brindaron una velocidad de procesamiento tres veces y media más rápida que el sistema anterior, lo que nos permitió tomar decisiones más rápidas sobre datos para enviar a Madison ”, dice Merck. «Obtener un acceso más rápido a la memoria nos permite manejar grandes eventos que requieren mucha memoria para realizar los cálculos. Durante nuestras pruebas, también vimos que los procesadores Intel Xeon proporcionaron un 60% más de rendimiento y productividad. de cálculo para el mismo vataje que la solución de la competencia, potencia que se puede utilizar para reconstrucciones más complejas. También significa un 60 por ciento más

procesamiento para tanque de combustible para aviones, que ejecuta todo en la estación. «El equipo terminó comprando 50 servidores Dell PowerEdge R710 con procesadores Intel Xeon 5670 de doble núcleo para el clúster IceCube y cinco servidores Dell PowerEdge R610 con procesadores Intel Xeon 5670 para la administración del clúster. La tecnología Intel Intelligent Power pone de manera proactiva servidores en estados de bajo consumo de energía cuando la demanda disminuye. «De hecho, necesitábamos ayuda con demasiado calor en el Polo Sur», dice Merck. «Usamos entre un 10 y un 20 por ciento menos de energía con los procesadores Intel Xeon y generamos 20 por ciento menos calor. Esas son cifras realmente significativas en medio de un invierno antártico, cuando el suministro de combustible tiene que durar meses «.

Puede parecer contradictorio tener problemas con los servidores que se están calentando en el Polo Sur porque todo lo que tienen que hacer es abrir las ventanas. De hecho, eso es lo que hacen: con persianas automáticas. El problema es que las persianas pueden atascarse durante una tormenta de nieve. Esta

sucedió una vez y la temperatura en el interior subió a 114 ° F.

Mantenga el «fin de invierno» cálido

Lo que más valoró el equipo IceCube de Madison sobre la solución de servidor Dell fue el apoyo que recibieron de los ingenieros de sistemas del lado de ventas de Dell, quienes ayudaron a diseñar la solución HPC para simplificar la configuración y el mantenimiento. «La capacidad de administración y la facilidad de soporte eran fundamentales porque necesitábamos poder capacitar a dos miembros del personal no técnico para realizar el mantenimiento en el sitio», dice Merck. «Los servidores Dell son muy fáciles de mantener. Dell también brindó orientación sobre cómo nuestro personal podría ser autosuficiente con una solución de piezas más que adecuada».

Los dos «excedentes de invierno» son miembros del personal que permanecen en el Polo Sur durante todo el invierno. La distancia entre el Laboratorio IceCube y la estación Amundson-Scott, donde se detienen los IceCubes, junto con contingentes de otros proyectos de investigación, es de un kilómetro. Puede ser una caminata peligrosa cuando la temperatura exterior es de menos 90 ° F.Para asegurarse de que las dos salidas de invierno no tengan que hacer esa caminata solo para solucionar un problema del servidor, el equipo de Merck en Madison les proporcionó herramientas de administración remota. Dell. «Hemos evaluado varias herramientas de administración y realmente nos gusta el Dell OpenManage Server Administrator y el Integrated Dell Remote Access Controller (iDRAC)», dice Merck. “También utilizamos conmutadores KVM. Por eso, nuestros inviernos se mantienen cálidos mientras configuran servidores de forma remota, instalan sistemas operativos y realizan todo el mantenimiento de forma remota «.

Dell OpenManage Server Administrator proporciona vistas de la configuración, el estado y el rendimiento del servidor y envía alertas en caso de problemas. El personal de Winter también utiliza iDRAC6 Enterprise, que proporciona opciones y alertas de configuración y administración remotas potentes y fáciles de usar, y permite una administración remota simplificada del servidor con su funcionalidad de consola remota.

Configuración de clúster de un mes

Los servidores de Dell eran fáciles de instalar, lo que permitió a un equipo de proyecto completar el trabajo en un mes, aprovechando el verano antártico. “Pudimos realizar la instalación sin interrumpir la recopilación de datos en curso”, dice Merck. «Desde que se puso en marcha el nuevo clúster, hemos disfrutado de una disponibilidad del 99,97% con muy pocos problemas». Merck estima que se necesitarán de dos a tres años para recopilar datos antes de que los científicos puedan ver las primeras fuentes en los mapas del cielo. «Estamos buscando fuentes en el centro de esta y otras galaxias, así como en regiones donde se están formando nuevas estrellas y se está produciendo mucha actividad de supernovas», dice Merck. “Esperamos enormes agujeros negros con millones de masas solares concentradas en el centro de esas galaxias. A medida que absorben más masa, parte de esa materia se expulsa del entorno alrededor de los agujeros negros en rayos de muy alta energía llamados chorros. Esperamos que las interacciones de la materia en estos chorros de partículas de alta energía produzcan neutrinos que deberíamos poder detectar «.

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