作者:张冬冬 来源:中国科学报 发布时间:2013-1-8 8:12:47
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智利高原将建超级计算机为大型望远镜铺路

 
海拔5000米的智利查南托高原上,将建成专门处理ALMA射电望远镜阵列数据的超级望远镜。
 
图片来源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Carlos Padilla
 
■本报见习记者 张冬冬
 
每秒运行17千兆次、2000万个焊点、海拔5000米、花费48个月进行组装。
 
这些只是一台超级计算机所拥有的巨大数字中的一部分。这台超级计算机即将在智利偏远的高原上建成,建成后将负责运行世界上最复杂的地面望远镜之一。作为挑战之一,工程师们必须克服站点恶劣的环境和低氧空气,来建立阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)相关器。该相关器可以集合望远镜几十个天线捕捉到的深太空信号。“技术难题实在太多了,但是我们的队伍都克服了。”美国国家射电天文台(NRAO)北美ALMA项目指挥Mark McKinnon在一项声明中说。
 
ALMA目前已经在试运行,并将在3月完全建成。它将利用66架天线的巨型阵列来收集深太空中的电磁信号。为了生成更有价值的影像和信息,天文学家必须先使用一台超级计算机——也就是相关器——来处理信号并将阵列当做一个单独的望远镜使用。然而,法国波尔多大学天体物理学实验室的相关器子系统负责人Alain Baudry表示,在海拔5000米、氧气浓度只有海平面一半的高原处理2016对天线并不简单。这是因为,稀薄的空气使得冷却部件变得困难,数据存储驱动器也不能稳定地工作。
 
为解决这些问题,相关器的工程师将电阻器、电容器和其他部件的设计及配置最佳化,以此减少能量损耗,缓解空气冷却的难度。无盘相关器收集到的数据被传递到海拔2900米处的一个ALMA支持设备中,“并储藏在一个特殊的数据盘中。”Baudry说。最终,数据的备份会被输送到位于美国、欧洲和亚洲的ALMA子系统中。
 
基于其偏远的地理位置,工程师们将相关器的组装分成了四步,第一步就是2008年将机器的第一部分运至智利。“这四步中,每一步都会在智利进行2个月的组装和试运行。”NRAO的Richard Lacasse说。他负责相关器的装配,并于上月底完成了工作。
 
这是一项野心勃勃的计划。“我们总共需要将近3000个复杂的电路芯片。”Baudry提到,“而且很多芯片都需要大量电子元件。”例如,我们需要32768个定制芯片来执行乘法运算。另外,工程师还必须囤积不少零件来保持相关器约20至30年的寿命。
 
该相关器会成为其他超级计算机的模板吗?Baudry说,可能不会,因为这台机器是专门根据ALMA的需要制作的。他说,但这台计算机的部件“为消散热量所提供的方法和预防措施,可能会对将来通用超级计算机的设计者有用”。
 
《中国科学报》 (2013-01-08 第3版 国际)
 
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