Förra sommaren färdades tre lastbilar över norra England och transporterade en ovanlig last. Under 150 mil var nästan 500 datorer individuellt insvepta i ett täcke för skydd.
Dessa datorer utgjorde en gång i tiden en 13-tons superdator i Cheshire och flyttades till sitt nya hem vid Durham University. Nu, efter månader av mödosam installation, har denna begagnade superdator blivit en av landets största maskiner för astronomiforskning.
Med 4,3 petabyte lagringsutrymme har den cirka en tiondel av lagringsutrymmet från den snabbaste superdatorn i Storbritannien (Met Offices Cray XC40), och har en processorkraft på 166 TeraFlops, jämfört med Crays ungefär 7 000 TeraFlops.
LÄS NÄSTA: Inuti världens superdatorhuvudstad
Att sätta ihop datorn var en samhällsinsats, enligt Lydia Heck, som har kört datorerna vid Durhams Institute of Computational Cosmology under de senaste 30 åren. Forskare, studenter och professorer anmälde sig frivilligt för att hjälpa till att pussla ihop sticksågen igen, och kombinerade en del av Durhams gamla utrustning med datorerna som transporterades i lastbilarna.
Detta inkluderade att ta ut var och en av de 2 400 lagringsdiskarna från åtta rack, installera om dem och sedan spendera veckor med att försöka hitta och rätta till fel.
Varför superdatorer är så viktiga
Superdatorer spelar en avgörande roll i vetenskaplig forskning eftersom att tänja på kunskapens gränser kräver allt kraftfullare datorer som kan utföra tusentals beräkningar varje sekund.
Astronomi, kemi, biologi och väderprognoser förlitar sig alla på kraften hos superdatorer. Superdatorer är inte bara de mest kraftfulla datorerna; de fungerar på ett helt annat sätt än vanliga datorer. De utför många beräkningar på en gång, så kallade parallell bearbetning, snarare än datorn du läser detta på som utför varje uppgift en i taget.
Vanligtvis används de för att beräkna komplexa problem, av vilka många är exponentiella, vilket innebär att varje gång du vill lägga till en parameter fördubblar du kraften som behövs för en simulering.
LÄS NÄSTA: Framtiden för superdatorer kan drivas av ”magiskt damm” av ljus och materia
Datorkraft har länge varit en begränsande faktor inom till exempel astronomi. På 1980-talet diskuterade forskare om solsystemet rörde sig på ett kaotiskt sätt eller inte, men först när kraftfullare datorer uppfanns avgjordes debatten, den är något kaotisk.
Upcycling superkrafter
Durhams ”uppcyklade” superdator är nu igång och bidrar till Storbritanniens nationella forskningsanläggning DiRAC som specialiserar sig påforskning inom partikelfysik, astronomi och kosmologi. Den nya maskinen driver koder för forskning inom partikelfysik, kärnfysik, astronomi och kosmologi. Forskare från hela landet kan ansöka om tid på maskinen, som kan nås på distans från var som helst i världen.
Men det finns mycket mer att köra en superdator än vad man kan se. Maskinen kräver ett avbrottsfritt kraftsystem, vatten- och luftkylning och har egna dieselgeneratorer för backup.
När du går in i rummet som inrymmer maskinen, i bottenvåningen i Durhams Earth Sciences-byggnad, är de första sensationerna att träffa värmen och bruset.
”Det finns mer än 500 datorer här, alla skriker”, säger Heck. Föreställ dig värmen som kan genereras från din egen stationära dator eller bärbara dator och multiplicera det med 500.
Burkar med kväve värda Kr150 000 hålls i taket, redo och redo att användas i händelse av en brand. Eftersom vatten inte skulle matcha den energi som dessa maskiner avger, skulle det enda alternativet vara att svälta ut en eld av syre.
Intill ligger den nyaste superdatorns lillebror, en ynklig uppsättning av cirka 200 datorer som sakta håller på att avvecklas. Varje gång en av maskinerna går sönder, säger Heck, istället för att fixa den, låter laget bara den dö.
Vissa av koderna som körs på datorn fungerar konstant och håller i miljontals datortimmar, vilket betyder att det inte finns plats för ett strömavbrott eller ens ett dopp. En generator försörjer datorns strömsystem, medan två dieselgeneratorer på campus finns där i nödfall. ”Förra året var vi tvungna att använda dessa några gånger,” säger Heck till mig, ”men inte så mycket i år, som tur är – de gör ett sådant racket och luktar inte så trevligt!”
DiRAC Data Centric HPC-systemet installerat i Durham har förbättrats genom distributionen av COSMA6, en maskin med 8 000 Intel Sandy Bridge-kärnor och 4,3 petabyte lagring. Den extra resursen behövdes för att upprätthålla konkurrenskraften hos forskarsamhället som används av DiRAC i 12 månader från april i år.
”Det nya HPC-systemet vid Durham University är ett bevis på kompetensen hos alla inblandade i projektet som kunde installera om ett begagnat kluster, lägga till nytt RAM-minne och designa en lösning som kommer att visa sig ovärderlig för forskningen community”, kommenterar Julian Fielden, VD för datortjänstleverantören OCF. ”Vi har en lång historia av att arbeta med Durham University så vi är verkligen glada över att ha varit involverade i ett så unikt projekt.”
Och inget av det hade varit möjligt utan Heck. Det som står klart efter att ha tillbringat en eftermiddag med henne och hennes superdatorer är hur mycket kärlek hon har för maskinerna – en känsla som smittar. Under sina decennier som hon arbetade på Durham har hon fortsatt att arbeta nära studenter. Hon säger att det beror på att ”de håller mig ung.”
Framför allt brinner Heck för att inspirera unga kvinnor att gå till ingenjörsvetenskap, och även om studenter kan passera genom korridorerna och forskare potentiellt till och med kan använda superdatorernas förmåga utan att träffa Heck, är hon en grundläggande del av universitetet och den bredare forskningen gemenskap.
Bilder: Abby Beall
