Gli scienziati sudafricani svilupperanno robusti microserver per affrontare le severe condizioni del deserto, esplorare nuove architetture informatiche e mettere a punto algoritmi avanzati per le immagini radioastronomiche
Square Kilometer Array (SKA) South Africa, una business unit della National Research Foundation sudafricana, si unisce ad ASTRON, l’Istituto per la radioastronomia dei Paesi Bassi, e a IBM in una collaborazione quadriennale per la ricerca di sistemi informatici su scala di exaflops, estremamente veloci ma a basso consumo, in grado di gestire le enormi quantità di dati prodotti da SKA, uno dei progetti scientifici più ambiziosi mai intrapresi.
SKA è un progetto internazionale per la costruzione del radiotelescopio più grande e sensibile del mondo, che sarà situato nell’Africa meridionale e in Australia, per aiutare a comprendere meglio la storia dell’universo. Il progetto costituisce la sfida estrema dei Big Data, e per gestirla gli scienziati devono compiere importanti progressi nel calcolo. L’impatto di tali progressi si estenderà ben oltre il progetto SKA, contribuendo a inaugurare una nuova era dell’informatica, denominata da IBM l’era dei sistemi cognitivi.
Una volta completato, SKA raccoglierà Big Data dallo spazio profondo, contenenti informazioni che risalgono al Big Bang, più di 13 miliardi di anni fa. Gli array di antenne ad apertura e le parabole di SKA produrranno 10 volte il traffico internet globale, ma la potenza necessaria per elaborare tutti questi dati man mano che vengono raccolti supera di molto le capacità attuali anche della tecnologia più avanzata.
Nell’ambito dell’impegno globale a risolvere questa sfida senza precedenti, lo scorso anno ASTRON e IBM hanno lanciato una partnership pubblico-privato, denominata DOME, per mettere a punto una roadmap dell’IT fondamentale per il progetto SKA. La collaborazione prevede una piattaforma utente in cui le organizzazioni di tutto il mondo possano studiare congiuntamente le tecnologie emergenti nel calcolo ad alte prestazioni e ad alta efficienza energetica, la nanofotonica e lo streaming dei dati. Attraverso l’unità sudafricana di SKA, la National Research Foundation è ora un partner della piattaforma utente in DOME.
Gli scienziati di tutte le tre organizzazioni collaboreranno in remoto e presso il nuovo ASTRON & IBM Center for Exascale Technology a Drenthe, nei Paesi Bassi.
Nello specifico, gli scienziati di SKA South Africa si focalizzeranno sulle seguenti tematiche di ricerca:
– Visualizzare la sfida: sarà condotta ricerca fondamentale sull’elaborazione dei segnali e su algoritmi di calcolo avanzati per l’acquisizione, l’elaborazione e l’analisi dei dati SKA, in modo da produrre immagini chiare che gli astronomi potranno studiare;
– Tecnologia a prova di deserto: il team DOME sta conducendo ricerche e realizzando prototipi di architetture di microserver, basate su chip 3D impilati, raffreddati a liquido. Il team in Sudafrica estenderà questa ricerca per rendere i microserver “a prova di deserto”, al fine di gestire le condizioni ambientali estreme in cui SKA dovrà operare;
– Software analytics: le 64 parabole del telescopio MeerKat in Sudafrica saranno utilizzate per i test e lo sviluppo di un sofisticato programma software, che assisterà nella progettazione dell’intero sistema di calcolo in modo olistico e ottimale, tenendo conto di tutti i compromessi in termini di costi e prestazioni per le 3.000 parabole SKA finali.
“La ricerca DOME ha implicazioni che vanno ben oltre l’astronomia. Questi progressi scientifici contribuiranno a gettare le fondamenta di una nuova era del calcolo, fornendo tecnologie in grado di apprendere e ragionare. Alla fine, queste tecnologie cognitive aiuteranno a trasformare interi settori, tra cui la sanità e la finanza”, spiega il Dr. Ton Engbersen, project leader di DOME, IBM Research. “Ad esempio, stiamo progettando un sistema per l’archiviazione delle informazioni che impara dalle sue interazioni con i dati e li distribuisce, in tempo reale, al supporto di storage più adatto a ciascun bit, applicabile anche alle immagini mediche”.
“DOME non innova solo in laboratorio, la nostra piattaforma utente sta fissando un nuovo standard anche nella collaborazione aperta”, spiega il Dr. Albert-Jan Boonstra, project leader di DOME, ASTRON. “Oltre a SKA South Africa, si prevede l’adesione di altre quattro organizzazioni nelle prossime settimane, tra queste università e piccole e medie imprese situate nei Paesi Bassi”.
L’iniziale collaborazione quinquennale DOME è realizzata con il sostegno finanziario del Ministero olandese per gli affari economici, l’agricoltura e l’innovazione (EL&I) e della Provincia di Drenthe.
