eso1253is — Fréttatilkynning

Allt til reiðu fyrir hálægustu ofurtölvu heims

Ofurtölva ALMA breytir mörgum loftnetum í einn risasjónauka

21. desember 2012

Ein öflugasta ofurtölva heims hefur verið sett upp og prófuð hátt í afskekktum Andesfjöllunum í norðurhluta Chile. Uppsetning tölvunnar markar tímamót í smíði Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), flóknustu stjörnustöð heims frá upphafi. ALMA ofurtölvan gegnir tilteknu hlutverki en í henni eru meira en 134 milljónir örgjörva og gerir hún allt að 17 billjarða útreikninga á sekúndu sem er sambærilegt við hraða hröðustu almennu ofurtölva heims í dag.

Ofurtölvan er lykilhluti af ALMA, stjörnusjónauka sem samanstendur af 66 loftnetum. Í ofurtölvunni eru 134 milljónir örgjörva sem sameina og bera stöðugt saman daufu merkin utan úr geimnum sem loftnet ALMA, sem allt að 16 km skilja í sundur, safna og gerir loftnetunum kleift að vinna sem einn risasjónauki. Nauðsynlegt er að sameina öll merkin sem öll loftnetin safna. Ofurtölvan getur unnið með 64 loftnet í einu [1] en þá verða gerðir allt að 17 billjarðar útreikninga á sekúndu [2]. Tölvan var smíðuð sérstaklega fyrir þessa vinnslu en fjöldi útreikninga á sekúndu er sambærilegur við hröðustu almennu ofurtölvur í heiminum [3].

„Þessi einstaka áskorun um reiknigetu tölvunnar, krafðist frumlegrar hönnunar, bæði á stökum hlutum hennar og heildaruppbyggingu,“ segir Wolfgang Wild, evrópski verkefnastjóri ALMA hjá ESO.

National Radio Astronomy Observatory (NRAO) í Bandaríkjunum, sem er norður-ameríski þátttakandinn í ALMA, sá um hönnun, smíði og uppsetningu tölvunnar með fjármagni frá National Science Foundation í Bandaríkjunum, auk framlaga frá ESO.

„Með uppsetningu tölvunnar stígum við stórt skref í átt til þess að efna hlutverk Norður Ameríku í smíði ALMA,“ sagði Mark McKinnon, verkefnastjóri ALMA hjá NRAO í Bandaríkjunum. „Þrátt fyrir miklar tæknilegar áskoranir, tókst hópnum okkar að yfirstíga þær,“ bætti hann við.

ESO, sem fulltrúi Evrópu í ALMA, lagði fram mikilvæga hluti í tölvuna: Nýtt og fjölhæft síukerfi sem fundið var upp í Evrópu og gert var ráð fyrir í upphaflegri hönnun NRAO. Í Bordeauxháskóla í Frakklandi [4] var fundið upp og smíðað kerfi 550 stafrænna rafrásarsía fyrir ESO. Með þessu kerfi er hægt að kljúfa ljósið sem ALMA nemur í þrjátíu og tvisvar sinnum fleiri tíðnisvið en hægt var í upprunalegu hönnuninni og finstílla hvert og eitt svið. „Þetta bætir mjög sveigjanleika kerfisins, sem er frábært, og gerir okkur kleift að kljúfa litróf ljóssins sem ALMA greinir, þannig að við getum einbeitt okkur að nákvæmlega þeim bylgjulengdum sem þarf til að gera ákveðnar mælingar, hvort sem um er að ræða kortlagningu á gassameindum í stjörnumyndunarskýi eða leit að fjarlægustu vetrarbrautum alheims,“ sagði Alain Baudry hjá Bordeauxháskóla sem hafði umsjón með evrópska ALMA ofurtölvuhópnum.

Harðneskjuleg staðsetning tölvunnar var önnur hindrun. Tölvan er hýst í tæknibyggingu starfsstöðvar ALMA sem er hálægasta hátæknibygging heims. Í 5.000 metra hæð yfir sjávarmáli er loftið svo þunnt að til að kæla tölvuna þarf tvöfalt meira loftflæði en venjulega og það krefst 140 kílówatta afls. Í þessu þunna lofti er heldur ekki hægt að nota diskadrif sem snúast, því lesarinn og skrifarinn krefjast loftpúða til að koma í veg fyrir að þeir rekist á plöturnar. Skjálftavirkni er sömuleiðis algeng svo hanna þurfti tölvuna til að standast titring tengdum jarðskjálftum.

Árið 2011 hófust mælingar með ALMA en þá var röðin aðeins að hluta tilbúin. Hluti tölvunnar hafði þá verið notuð til að samtengja merki frá loftnetunum en nú er smíði kerfisins að fullu lokið. Ofurtölvan er því tilbúin til þess að ALMA verði tekin í fulla notkun sem mun auka næmnina og bæta myndgæði mælinganna.

Smíði ALMA er næstum lokið og verður sjónaukinn vígður formlega í mars 2013.

Skýringar

[1] ALMA ofurtölvan er önnur af tveimur í ALMA samstæðunni. ALMA loftnetin 66 samanstanda af meginröð 50 loftneta (þar sem helmingurinn kemur frá ESO og hinn helmingurinn frá NRAO) auk 16 loftneta viðbótarraðar sem kallast Atacama Compact Array (ACA) sem National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) leggur til. Hina ofurtölvuna smíðaði Fujitsu fyrirtækið fyrir NAOJ en hún er fyrir ACA loftnetin 16, nema þegar tilteknum ACA loftnetum er bætt við meginröðina.

[2] 17 billjarðar = 17 000 000 000 000 000.

[3] Núverandi methafinn á TOP500 lista yfir almennar ofurtölvur kallast Titan og er frá Cray Inc. Hún hefur mælst með 17,59 billjarða aðgerða á sekúndu. Hafa ber í huga að ALMA ofurtölvan gegnir mjög ákveðnu hlutverki og því ekki tæk á þennan lista.

[4] Þessi vinna kom í kjölfar vinnu við nýjar hugmyndir fyrir ofurtölvuna sem gerðar voru við Bordeauxháskóla í samstarfi við ASTRON í Hollandi og Arcetri Observatory á Ítalíu.

Frekari upplýsingar

ALMA er alþjóðleg stjörnustöð sem byggð er í samstarfi Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu en National Radio Astronomy Observatory (NRAO) fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samræmd stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

Árið 2012 fagnar European Southern Observatory (ESO), stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, fimmtíu ára afmæli sínu. ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 40 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

• Meira um ALMA hjá ESO
• Joint ALMA Observatory

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Alain Baudry
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Université Bordeaux
Floirac, France
Sími: +33 5 57 77 61 62
Tölvupóstur: baudry@obs.u-bordeaux1.fr

Douglas Pierce-Price

Public Information Officer, European Southern Observatory

Garching bei München, Germany

Sími: +49 89 3200 6759
Tölvupóstur: dpiercep@eso.org

John Stoke
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
Charlottesville, USA
Sími: +1 434 244 6816
Tölvupóstur: jstoke@nrao.edu

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1253.