Suurteholaskentaa ja CERN-yhteistyötä

Fysiikan tutkimuslaitos (HIP) harjoittaa ja edistää fysiikan perustutkimusta ja soveltavaa tutkimusta sekä hiukkaskiihdytinkeskuksiin liittyvää soveltavaa teknologiankehitystä. HIP tekee yhteistyötä Euroopan ydinfysiikan tutkimusjärjestö CERNin kanssa. ”LHC-kokeilla havaittiin Higgsin bosoni, josta annettiin Nobelin fysiikanpalkinto vuonna 2013 François Englertille ja Peter Higgsille”, sanoo filosofian tohtori ja projektipäällikkö Tomas Lindén Fysiikan tutkimuslaitokselta. ”CMS-ohjelman lisäksi teemme tiivistä yhteistyötä CERNin kanssa myös muilla osa-alueilla.”

Fysiikan tutkimuslaitoksella on Suomessa laskenta- ja tallennuskapasiteettia CMS- ja ALICE-ryhmien tarpeisiin. ALICE-resurssit ovat osa hajautettua pohjoismaista Nordic Data Grid Facility (NDGF) -resurssia. ”Helsingin yliopistolla on kolmen laitetoimittajan puitesopimukset tutkimusdatan tallennuspalvelimien hankinnasta, joista lähdimme liikkeelle. Vaatimuksena oli skaalautuvuuden takia NAS-tyyppinen ratkaisu sekä mahdollisuus ajaa dCache-ohjelmistoa Linuxin päällä suoraan palvelimissa. Tavoitteenamme oli hankkia rahoitusta haettaessa noin 1000 teratavua levytilaa. Suorituskyvyn piti olla vastaavaa tai parempaa kuin edellisessä järjestelmässä”, sanoo Lindén. Datamäärissä valtavaa kasvua LHC-kokeiden tuottama mittausdata kirjoitetaan nauhalle hajautetusti aina kahteen eri laskentakeskukseen. Analysoitava data hajautetaan levyjärjestelmiin useisiin eri laskentakeskuksiin.

Vuosina 2010 - 2015 HIP:n tiedostonsiirtopalvelu on siirtänyt paikallis- ja laajaverkon kautta dataa yhteensä noin 15 petatavua. ”LHC-kiihdyttimen törmäystaajuutta on tarkoitus kasvattaa nykyisestä viisinkertaiseksi noin vuoteen 2028 mennessä. Suunnitelmana on kasvattaa CMS-kokeen integroitua luminositeettia 33 1/fb:stä arvoon 3000 1/fb. Se tarkoittaa kerätyn, tallennetun ja analysoidun datamäärän kasvattamista noin 90 kertaa nykyistä suuremmaksi”, painottaa Lindén. ”LHC-kiihdytintä on tarkoitus ajaa vuoteen 2037 saakka.” Kompakti ja ekologinen laitteisto ”Arvostamme HPE Apollo 4510 -laitteiden teknisistä ominaisuuksista erityisesti sitä, että laitteiston pohjalla on tavallinen palvelin, johon saa riittävästi muistia. dCache-ohjelmistomme hyvä toimivuus edellyttää sitä. Meille on myös tärkeää, että laitteistoon voi asentaa Linuxin. Palvelimien kompakti koko oli tärkeää konesalikulujen ja virrankulutuksen minimoimiseksi. Niiden siirtäminen onnistuu tarpeen vaatiessa kohtuullisen helposti myös toiseen konesaliin”, sanoo Lindén.

Skaalautuvuutta ja suorituskykyä HPE Apollo 4510 Gen9 -palvelimet on suunniteltu vaativille analytiikkatyökuormille. Fysiikan tutkimuslaitoksen (HIP) hankkimiin HPE Apollo -palvelimiin valittiin 16-ytimiset Intel® Xeon® E5-2698v3 (2.3GHz/16core/40MB/135W) -suorittimet. Hewlett Packard Enterprisen kumppani ATEA Finland Oy vastasi koko laitteiston toimituksesta, ja HPE:n Timo Tähtinen avusti ratkaisuun soveltuvan laitteiston valinnassa. ”HPE Apollo 4510 -palvelimet on suunniteltu ympäristöihin, joissa tarvitaan poikkeuksellisen suurta laskentatehoa ja joissa ajetaan todella suuria työkuormia. Skaalautuvuus on korkealuokkaista, ja tallennuskapasiteettia on ympäristössä lähes 2 petatavua. Viiden vuoden tukipalveluilla varmistetaan, että laitteistoon liittyvät vika- ja ongelmatilanteet hoituvat nopeasti”, sanoo asiakkaalle toimitettujen palvelinten myynnistä vastannut Tuomas Toivola HPE:ltä. ”Jokaisessa palvelimessa on Intel® Xeon® -suorittimet.” ”Tiesimme aika tarkkaan mitä olimme hankkimassa. Laitteiston toimitus sujui nopeasti. Varsinaisen asennuksen sekä käyttöönoton suoritti CSC. HPE Apollo 4510 -palvelimet ovat toimineet odotusten mukaisesti”, kertoo Lindén. ---

Tavoite

HIP tarvitsi lisää tallennuskapasiteettia ja laskentatehoa CERNin kanssa suoritettavaan kokeellisen fysiikan tutkimustyöhön. Vuonna 2011 hankitun IT-infrastruktuurin 576 teratavun kapasiteetti ei enää riittänyt. HIP tarvitsi uuden ja suuremman kapasiteetin tallennusjärjestelmän, joka täyttäisi myös pohjoismaisen Nordic Data Grid Facilityn (NDGF) vaatimukset. Ratkaisu Tallennusympäristö uusittiin Intel® Xeon® E5-2600v3 -suorittimilla varustetuilla yhdeksännen sukupolven HPE Apollo 4510 Gen9 -palvelimilla, joita Hewlett Packard Enterprisen kumppani ATEA Finland Oy toimitti yhteensä kahdeksan kappaletta. Laitteisto tarjoaa monipuoliset ominaisuudet tallennukseen ja korkealuokkaisen suorituskyvyn suurteholaskentaan. HPE tarjoaa laitteisiin viiden vuoden tukipalvelut.