Polska w światowym gridzie komputerowym fizyków LCG
Polska w światowym gridzie komputerowym fizyków LCG Społeczność fizyków cząstek elementarnych ogłosiła w dniu 29 września 2003 r. uruchomienie pierwszej fazy gigantycznego światowego projektu obliczeniowego LHC Computing Grid, w skrócie - LCG. W grupie pierwszych ośrodków, które połączyły swoje komputerowe siły w rozległą sieć (grid), znalazł się także, klaster linuksowy krakowskiego Akademickiego Centrum Obliczeniowego Cyfronet AGH! (ośrodek warszawski będzie podłączony w niedalekiej przyszłości). Ze względu na wysoki stopień trudności i złożoności instalacji oprogramowania potrzebnego do uruchomienia systemu LCG, jest to duży, prestiżowy sukces naszego środowiska.
Projekt LCG umożliwi przetworzenie ogromnej ilości danych produkowanych w eksperymentach na nowobudowanym akceleratorze LHC (Large Hadron Collider) w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych CERN koło Genewy. Uruchomienie akceleratora LHC planowane jest na rok 2007, ale już dziś należy przystąpić do pierwszych symulacji obliczeń, bowiem wyzwania komputerowe, jakie stoją przed autorami projektu są doprawdy bez precedensu. Każdego roku eksperymenty LHC (Atlas, Alice, CMS, LHCb) będą produkowały ok. 12-14 petabajtów danych ! (1 peta = 1 000 000 Giga), a więc odpowiednika np. ok. 20 milionów płyt CD. Dane te należy przeanalizować, do czego potrzebnych będzie ok. 70 000 najszybszych obecnie na świecie komputerów PC i ogromne zasoby pamięciowe. Taką masę sprzętu trudno byłoby zorganizować w jednym czy nawet kilku miejscach, a dodatkowo dochodzi wymaganie dostępu do danych i procesorów dla wszystkich uczestników eksperymentów, zainteresowanych analizą. Z pomocą przyszła koncepcja Gridu - sieci komputerowej łączącej wiele różnych ośrodków komputerowych na całym świecie, głównie w Europie, Ameryce i Azji, oddającej do dyspozycji użytkowników jeden globalny serwis komputerowy, mówiąc w uproszczeniu - jeden, potężny światowy komputer.
Prócz samego CERN w projekcie LCG bierze udział kilkadziesiąt ośrodków komputerowych z całego świata, a na obecnym etapie są to m.in. FZK Karlsruhe, IN2P3 Lyon, Uniwersytet w Pradze, KFKI Budapeszt, NCC Bolonia, Uniwersytet w Tokio, ACK Cyfronet AGH, Uniwersytet w Moskwie i ZIBJ Dubna w Rosji, PIC Barcelona, AS z Tajwanu, PPARC oraz Rutheford Laboratory z Wiekiej Brytanii, Laboratoria Fermilab i Brookhaven z USA.
W pierwszej fazie projektu, LCG-1 działać będzie na całej serii prototypowych usług obliczeniowych. Ich wielkość i złożoność będzie rosła w miarę lepszego zrozumienia funkcjonalności i operacyjnej złożoności systemu przez twórców rozwijających Grid i jego użytkowników. LCG-1 opiera się o tzw. "middlware" (oprogramowanie pośrednie) rozwijane głównie przez europejskie projekty EDG (European Data Grid) i CrossGrid (ACK Cyfronet AGH jest koordynatorem tego projektu) a także projekty amerykańskie Globus, Condor i im podobne, wchodzące w skład tzw. Virtual Data Toolkit.
Grid pozwoli fizykom wykorzystać światowe zasoby komputerowe za pośrednictwem ich lokalnych biurkowych komputerów. System LCG-1 określi, jakie zasoby i dane potrzebuje zadanie do wykonania, prześle je w takie miejsce na świecie, gdzie jego wykonanie będzie optymalne, zlokalizuje i ściągnie tam potrzebne do wykonania zadania dane, a na koniec odeśle wyniki obliczeń do fizyka uruchamiającego zadanie.
Ian Bird, przewodniczący grupy rozwijającej projekt LCG w samym CERN powiedział: "Grid umożliwi połączenie zasobów naukowych ośrodków komputerowych gdziekolwiek by się one znajdowały w celu dostarczenia największej komputerowej mocy, jaką świat jest w stanie zaoferować". A Lotkar Bauerdick, fizyk pracujący w Fermilab w USA - odpowiedzialny za współpracę amerykańskich fizyków w jednym z eksperymentów LHC podkreślił: "Ze względu na ogólnoświatowy charakter eksperymentów LHC, Grid - z natury rzeczy - stwarza doskonałe warunki do wspólnej pracy naukowców rozrzuconych po całym świecie".
LCG nie jest jedynym Gridem rozwijanym w Europie i na świecie, a obliczenia z zakresu fizyki cząstek elementarnych nie są jedynymi zastosowaniami w nowo powstających technologiach gridowych. Znajdą tu swoje miejsce także: biologia, medycyna, symulacje powodzi, a nawet biznes. W Europie, w ramach tzw. 6-tego Programu Ramowego, powstał ambitny, już zatwierdzony, projekt budowy infrastruktury gridowej EGEE (Enabling Grids for E-science in Europe). Projekt rusza z początkiem przyszłego roku, a ACK Cyfronet AGH będzie jednym z jego uczestników. Dotychczasowe rozwiązania stosowane w LCG stanowić będą podstawę dla nowobudowanej struktury EGEE stwarzając tym samym nową potężną platformę obliczeniową dla wielu dziedzin nauki. Marzenie twórców Gridu, o stworzeniu wielkiego wirtualnego komputera, z którego usług będziemy korzystać za pośrednictwem gniazdka zainstalowanego w ścianie - podobnego do tego elektrycznego czy internetowego - powoli staje się rzeczywistością.
Więcej informacji pod adresem - http://info.web.cern.ch/info/Press/PressReleases/Releases2003/PR13.03ELCG-1.html
Prof. dr hab. inż. Michał TURAŁA
ACK CYFRONET AGH
10 października 2003