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Supercomputer in 5.000 Metern Höhe
von Stefan Deiters
astronews.com
21. Dezember 2012
Das Radioteleskop Atacama Large Millimeter/submillimeter
Array (ALMA), das gegenwärtig gerade in der Atacamawüste in Chile gebaut
wird, hat einen weiteren wichtigen Meilenstein auf dem Weg zur Fertigstellung
erreicht. In 5.000 Metern Höhe wurde jetzt einer der leistungsfähigsten Computer
der Welt installiert und erfolgreich getestet. Mit ihm werden die Signale der
Einzelantennen von ALMA kombiniert.
Der ALMA-Korrelator ist ein leistungsstarker
Computer. Er ist nun vollständig betriebsbereit. Bild:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Argandoña |
Der als Korrelator bezeichnete Supercomputer ist eine entscheidende
Komponente des gerade in der chilenische Atacamawüste entstehenden
Radioteleskops Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
ALMA wird einmal aus 66 Radioantennen bestehen, wobei das Teleskop in einen
Hauptarray aus 50 Antennen und einen als Atacama Compact Array (ACA)
aus 16 Antennen unterteilt ist. Für den ACA verfügt ALMA über einen zweiten
Korrelator.
Der jetzt vollständig installierte und betriebsbereite Korrelator kann die
Signale von bis zu 64 Antennen kombinieren, so dass diese wie ein riesiges
einzelnes Teleskop wirken. Dazu muss er jedoch 17 Billiarden Rechenoperationen
in jeder Sekunde ausführen. Der Supercomputer wurde extra für diese Aufgabe
entwickelt und verfügt über mehr als 134 Millionen Prozessoren. Seine
Rechengeschwindigkeit ist vergleichbar mit der der gegenwärtig
leistungsfähigsten Supercomputer für allgemeine Anwendungen.
"Diese einzigartige rechentechnische Herausforderung erforderte ein
innovatives Design, sowohl was die einzelnen Komponenten als auch was die
gesamte Architektur des Korrelators angeht", erläutert Wolfgang Wild, der
europäische ALMA-Projektmanager bei der ESO. Das grundlegende Design des Korrelators wurde vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
entwickelt, dem führenden nordamerikanischen Partner im ALMA-Projekt.
"Die Fertigstellung und Installation des Korrelators ist ein wichtiger
Meilenstein für den nordamerikanischen Beitrag des internationalen Projekts", so
Mark McKinnon, der nordamerikanische ALMA-Projektdirektor beim NRAO. "Die
technischen Herausforderungen waren gewaltig, doch unser Team hat es geschafft."
Auch von der ESO als europäischem ALMA-Partner kamen wichtige Beiträge für den
Supercomputer.
Die Herausforderung bei der Entwicklung hatte nicht nur mit der Rechenaufgabe
zu tun, die der Korrelator zu bewältigen hat: Der Supercomputer befindet sich im
technischen Betriebsgebäude der ALMA Array Operations Site. Es liegt in
einer Höhe von 5.000 Metern und ist damit das höchstgelegene mit Hochtechnologie
bestückte Gebäude der Welt. In dieser Höhe ist die Luft aber so dünn, dass die
doppelte Menge an Luftstrom nötig ist, um die Anlage ausreichend zu kühlen.
Auch konnten beispielsweise keine rotierenden Festplatten verwendet werden,
weil die Schreib- und Leseköpfe ein ausreichendes Luftpolster benötigen, damit
sie die Platten nicht beschädigen. Außerdem kommt es in dieser Region immer
wieder zu Erdbeben, so dass der ganze Betrieb erdbebensicher gestaltet werden
musste.
ALMA hat bereits im letzten Jahr mit einer kleineren Gruppe von Antennen mit
ersten Beobachtungen begonnen. Als Korrelator diente dabei ein Teil des jetzt
vollständig betriebsbereiten Computers. ALMA ist inzwischen fast fertiggestellt
und soll im März des kommenden Jahres offiziell eingeweiht werden.
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