Completata progettazione del “cervello” dello Square Kilometer Array (SKA), il più grande radiotelescopio del mondo

La rete di radiotelescopi Square Kilometre Array (SKA) (credito: skatelescope.org)

Un gruppo internazionale di scienziati guidati dall’Università di Cambridge ha finito di progettare il “cervello” dello Square Kilometer Array (SKA), il più grande radiotelescopio del mondo. Una volta completato, lo SKA consentirà agli astronomi di monitorare il cielo con dettagli senza precedenti e sondare l’intero cielo molto più velocemente di qualsiasi altro sistema attualmente esistente.

Il consorzio Science Data Processor (SDP) dello SKA ha concluso il suo lavoro di progettazione ingegneristica, segnando la fine di cinque anni di lavoro per progettare uno dei due supercomputer che elaboreranno le enormi quantità di dati prodotti dai telescopi della SKA.

Il consorzio SDP, guidato dall’Università di Cambridge, ha progettato gli elementi che insieme formeranno il “cervello” dello SKA. SDP è il secondo stadio di elaborazione per le masse di segnali astronomici digitalizzati raccolti dai ricevitori del telescopio. In totale, hanno preso parte quasi 40 istituzioni in 11 paesi.

Il governo del Regno Unito, attraverso il Consiglio per le strutture scientifiche e tecnologiche (STFC), ha impegnato 100 milioni di sterline per la costruzione della SKA e del quartier generale della SKA, in qualità di membro principale del progetto. Il quartier generale globale della SKA Organization si trova nel Regno Unito a Jodrell Bank, sede dell’iconico Lovell Telescope.

“È stato un vero piacere lavorare con un team internazionale di esperti della radioastronomia ma anche dell’industria del calcolo ad alte prestazioni”, ha dichiarato Maurizio Miccolis, Project Manager di SDP per l’organizzazione SKA. “Abbiamo lavorato con quasi tutti i paesi SKA affinché ciò accadesse, il che dimostra quanto sia difficile ciò che stiamo cercando di fare”.

Il ruolo del consorzio consisteva nel progettare piattaforme hardware informatiche, software e algoritmi necessari per elaborare i dati scientifici dal CSP (Central Signal Processor) in prodotti di dati scientifici.

“L’SDP è il luogo in cui i dati diventano informazioni”, riferisce Rosie Bolton, Data Center Scientist per l’organizzazione SKA. “È qui che iniziamo a dare un senso ai dati e produrre dettagliate immagini astronomiche del cielo.”

Per fare ciò, SDP dovrà assimilare i dati e spostarli attraverso le pipeline di riduzione dei dati a velocità sbalorditive, per poi formare pacchetti di dati che verranno copiati e distribuiti a una rete globale di centri regionali a cui saranno accessibili gli scienziati di tutto il mondo.
Lo stesso SDP sarà composto da due supercomputer, uno a Città del Capo, in Sud Africa, e uno a Perth, in Australia.

“Stimiamo che la potenza totale di elaborazione di SDP sia di circa 250 PFlop, ovvero del 25% più veloce rispetto al Summit di IBM, il supercomputer più veloce al mondo”, dichiara Miccolis. “In totale, fino a 600 petabyte di dati verranno distribuiti in tutto il mondo ogni anno da SDP – abbastanza da riempire oltre un milione di laptop medi”.

Inoltre, a causa dell’enorme quantità di dati che scorre in SDP (circa 5 Tb / s, o 100.000 volte più veloce rispetto alla velocità media globale prevista per la banda larga nel 2022), sarà necessario prendere le decisioni da solo in tempo quasi reale su ciò che è rumore e ciò che vale la pena di conservare.

Il team ha inoltre progettato SDP in modo che possa rilevare e rimuovere le interferenze di radiofrequenza (RFI) create dall’uomo, ad esempio da satelliti e altre fonti, dai dati.
“Spingendo ciò che è tecnologicamente fattibile e sviluppando nuovo software e architettura per le nostre esigenze HPC, creiamo anche opportunità per sviluppare applicazioni in altri campi”, dichiara Miccolis.

Il calcolo ad alte prestazioni svolge un ruolo sempre più importante nel promuovere la ricerca in campi come previsioni meteorologiche, ricerca sul clima, sviluppo di farmaci e molti altri, dove la modellazione e le simulazioni all’avanguardia sono essenziali.

Il Professor Paul Alexander, leader del Consorzio diretto dal Cavendish Laboratory di Cambridge, dichiara: “Vorrei ringraziare tutti coloro che sono stati coinvolti nel consorzio per il loro duro lavoro nel corso degli anni. Progettare questo supercomputer non sarebbe stato possibile senza una simile collaborazione internazionale.”

Il testo di questo articolo è stato tradotto in italiano dal testo pubblicato qui sotto licenza Creative Commons — Attribution 4.0 International — CC BY 4.0 ed è dunque disponibile secondo la stessa licenza.

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