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

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

Il Consorzio SDP, guidato dall'Università di Cambridge, ha progettato gli elementi che insieme formeranno il 'cervello' di SKA. SDP è il secondo stadio di elaborazione delle masse di segnali astronomici digitalizzati raccolti dai ricevitori del telescopio. In totale, hanno partecipato circa 40 istituzioni in 11 paesi.

Il governo del Regno Unito, attraverso il Science and Technology Facilities Council (STFC), ha impegnato £ 100 milioni per la costruzione dello SKA e della sede centrale di SKA, come sua parte come membro centrale del progetto. La sede globale dell'Organizzazione SKA si trova nel Regno Unito presso Jodrell Bank, sede dell'iconico telescopio Lovell

"È stato un vero piacere lavorare con un team così internazionale di esperti, dalla radioastronomia ma anche dall'industria dell'informatica ad alte prestazioni, " ha detto Maurizio Miccolis, Project Manager di SDP per l'organizzazione SKA. "Abbiamo lavorato con quasi tutti i paesi SKA per far sì che ciò accada, il che dimostra quanto sia difficile quello che stiamo cercando di fare".

Il ruolo del consorzio è stato quello di progettare le piattaforme hardware di calcolo, Software, e algoritmi necessari per elaborare i dati scientifici dal Central Signal Processor (CSP) in prodotti di dati scientifici.

"SDP è dove i dati diventano informazioni, " ha detto Rosie Bolton, Data Center Scientist per l'organizzazione SKA. "È qui che iniziamo a dare un senso ai dati e a produrre immagini astronomiche dettagliate del cielo".

Per fare questo, SDP dovrà acquisire i dati e spostarli attraverso 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 potranno accedere scienziati di tutto il mondo.

Lo stesso SDP sarà composto da due supercomputer, uno situato a Città del Capo, Sud Africa e uno a Perth, Australia.

"Stimiamo che la potenza di calcolo totale di SDP sia di circa 250 PFlops, ovvero il 25% più veloce del Summit di IBM, l'attuale supercomputer più veloce del mondo, " disse Maurizio. "In totale, fino a 600 petabyte di dati verranno distribuiti in tutto il mondo ogni anno da SDP, sufficienti per riempire più di un milione di laptop medi".

Inoltre, a causa della grande quantità di dati che affluiscono in SDP:circa 5 Tb/s, o 100, 000 volte più veloce della velocità media globale della banda larga prevista nel 2022, dovrà prendere decisioni da solo in tempo quasi reale su ciò che è rumore e quali dati vale la pena conservare.

Il team ha anche progettato l'SDP in modo che possa rilevare e rimuovere dai dati l'interferenza a radiofrequenza (RFI) provocata dall'uomo, ad esempio dai satelliti e da altre fonti.

"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, " disse Maurizio.

Il calcolo ad alte prestazioni svolge un ruolo sempre più vitale nel consentire la ricerca in campi come le previsioni meteorologiche, ricerca sul clima, sviluppo di farmaci e molti altri in cui sono essenziali modelli e simulazioni all'avanguardia.

Professor Paul Alexander, Il capo del consorzio del Cavendish Laboratory di Cambridge ha dichiarato:"Vorrei ringraziare tutti coloro che sono coinvolti nel consorzio per il loro duro lavoro nel corso degli anni. Progettare questo supercomputer non sarebbe stato possibile senza una tale collaborazione internazionale alle spalle".