Ma indul a világ legnagyobb kapacitású számítógéphálózata

Október 3-án mutatják be a CERN-ben a nagyközönségnek a nagy hadronütköztető irtózatos adattömegének feldolgozására szolgáló grandiózus számítógépes infrastruktúrát, az eddigi legnagyobb gridet. A grid lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy számítógépes erőforrásokat érjen el az interneten keresztül legalább olyan könnyen és egyszerűen, ahogy az elektromos hálózatot elérjük egy fali konnektorból.  Az elmúlt bő évtizedben számos kisebb-nagyobb gridet építettek már ki a világon. A CERN fejlesztése annyiban lép túl ezeken, hogy globálisan valósul meg a számítógépek összekapcsolása.

A CERN gridje

A LHC Computing Grid (LCG) az első igazán világméretű, 24 órás szolgáltatást biztosító gridrendszer. A ma már 33 ország 140 intézetének közel 100 000 processzorát tömörítő hálózatot 2003-ban kezdték fejleszteni. Magyarország az úttörők között volt, hatodikként csatlakozott a formálódó programhoz.

Az LCG hierarchikus rendszer, három rétegből áll. A piramis csúcsán a CERN számítóközpontja (Tier-0) foglal helyet, ezen minden, az LHC-ből érkező információ keresztülfut. Ehhez csatlakozik 11 elsődleges centrum (Tier-1), melyek az adatok tárolásáért és szolgáltatásáért felelősek. Mivel egyetlen adatot sem szeretnének elveszteni, mindegyiket két példányban, két különböző állomáson is eltárolják. A harmadik réteget, ahol az adatok feldolgozása folyik, 140 másodlagos állomás (Tier-2) alkotja.

A fizikusnak, aki analizálni szeretné a mért és szimulált adatokat, nem szükséges a CERN-ben ülnie. Programjait akár otthon is elkészítheti és beküldheti egy Tier-2-nek. Vagyis a kutató regisztrál az LCG-n, igazolja egy adott kísérlethez való tartozását, majd megadja annak az adatfile-nak a nevét, amelyen dolgozni szeretne, végül beküldi a programját a gridbe. Ezután vár. A rendszer megkeresi, hogy hol tárolják a kért adatokat, odairányítja a programot, amely ott lefut, és az eredményt visszaküldi a kutató számítógépére, akiknek még azt sem kell tudnia, hol is futott le a program.

Magyarországon Tier-2-es adatcentrum működik az RMKI-ban. A követelmények szerint egy Tier-2-es adattárolónak mintegy 300 processzorral és 200 TeraByte tárolókapacitással kell rendelkeznie, amelyből az RMKI-ban a CPU-k már rendelkezésre állnak, ám a tárolók számát még növelni kell.

HunGrid

A CERN gridrendszeréhez való csatlakozással párhuzamosan a KFKI-ban dolgozó fizikusok a SZTAKI közreműködésével létrehozták a HunGrid rendszert is, amellyel egy magyar tudományos gridrendszert szerettek volna megalkotni, hogy a tudomány legkülönbözőbb szakterületein munkálkodó kutatók, oktatók, diákok megismerhessék és használhassák azt. Sajnos a magyar kutatók között ez egyelőre csak mérsékelt érdeklődésre talált. A HunGrid-et jelenleg az RMKI-ban száz dedikált processzor szolgálja, és az ELTE Informatikai Kara is csatlakozott hozzá egy húszprocesszoros gépparkkal. Bővebb információk a HunGrid-ről itt olvashatók.

Sikeres grid-alkalmazások a CERN-en kívül

A grid ugyanúgy robbanásszerűen kezdett terjedni, mint annak idején a világháló. A biológusok a genetikai állományokban történő adatbányászathoz, míg a földtudományokkal foglalkozó kutatók például az ózonréteget vizsgáló műholdak adatainak feldolgozására használják. Talán az egyik legismertebb közelmúltbeli alkalmazása a madárinfluenza-pánik idején volt, amikor gridet használva határozták meg a betegség elleni 300 000 lehetséges hatóanyag közül a legnagyobb eséllyel alkalmazhatóakat. 2000 számítógép 60 intézetben számolt 4 héten át, mire sikerült azonosítani lehetséges ellenszereket.

Egy másik érdekes alkalmazás a Pennsylvaniai Egyetem 2002-ben gridrendszerben létrehozott nemzeti digitális mammográfiai archívum. Ezzel 2-90 másodperc alatt letölthetők a diagnosztikai célból az ország bármely pontján felvett nagyfelbontású orvosi emlőfelvételek, megfelelő diszkréció és biztonság mellett.

Az iparban a Shell hozott létre gépparkot földrengések előrejelzésére és elemzésére, mert griden a szimulációk lényegesen gyorsabban futnak le, illetve a Novartis gyógyszergyár az IBM-mel együttműködésben 3000 processzort kapcsolt össze új gyógyszerek kutatásához. Az így végezhető szimulációk jelentősen csökkentik az új gyógyszerek kifejlesztéséhez szükséges kísérletek számát.

A bankszektorban is előszeretettel alkalmaznak gridtechnológiát, elsősorban a kockázatbecslések gyorsítására. Az RBC Insurance-nál egy szabványos, 2,5 órás számítás 10 percre, a hosszabb, 18 órás számítás 32 percre rövidült a bevetésével.

Gridnek tekinthetők azok az @home projektek is, amelyeket az alacsony kihasználtságú otthoni számítógépek önkéntes felajánlásával hoznak létre. Legismertebb ezek közül a Földön kívüli feltételezett rádiójelek analizálására hivatott SETI@home, de emellett számos másik is létezik: például az einstein@home a gravitációs hullámok keresésére, vagy az evolution@home a genetikus betegségek szimulációjára, vagy a fightaids@home az AIDS elleni gyógyszerek kifejlesztésére.

A cikk megírásához nélkülözhetetlen segítséget jelentett Debreczeni Gergely Számítástechnika a CERN-ben és a grid című, 2006-ban, a CERN-ben megtartott előadása, illetve dr. Horváth Dezső közreműködése, aki lektorálta az írást és rendelkezésünkre bocsátotta a CERN-en kívüli GRID-alkalmazások gyűjteményét.