Tier-2 skaitļošana

PC Centrs CERN; Avots: CERN

Darbības laikā LHC katrā eksperimentā rada 40 miljonus protonu-protonu kūļu sadursmes katru sekundi. Eksperimenti izmanto ārkārtīgi sarešģītas aparatūras un programmatūras sistēmas un algoritmus, lai izvēlētos tikai pašas interesantākās sadursmes, taču pat tad rada datu plūsmas ar desmitiem un pat simtiem Gigabitu sekundē (GB/s), kurus nepieciešams saglabāt vēlākai analīzei. Papildus, HEP analīžu veikšanai nepieciešams milzīgs Monte-Carlo (MC) simulāciju apjoms. Tās tiek izmantotas, lai salīdzinātu teorētiski paredzamos un reāli veiktos mērījumus, meklējot anomālijas un jaunus atklājumus.

Milzīgais darba apjoms, kas ietverts datu aptrādē ir uzticēts Vispasaules LHC Skaitļošanas Tīklam (WLCG). Šis tīkls satur gadrīz miljonu skatļošanas kodolu, kas atrodas viarāk nekā 170 lokācijās visapkārt pasaulei. Tas veic aptuveni 2 miljonus skaitļošanas uzdevumu katru dienu ar nepārtrauktu kopējo datu plūsmu aptuveni 60 GB/s apjomā. Tīkla hierarhiski sadalīts vairākās pakāpēs (Tiers), Tier-0, Tier-1 un Tier-2[1]. Tier-2 veido, galvenokārt, augstas veiktspējas skaitļošanas centri (HPC), kas atrodas universitātēs un pētniecības institūtos. 2019. gadā RTU un LU, sadarbībā ar SIA DATI Group veica pilot-projekta izstrādi ceļā uz Tier-2 centra izveidi Latvijā.

Tier-2 centra iztrāde Latvijā

Tier-2 datu centra izstrāde ir viens no Latvijas stratēģiskajiem projektiem, kas vērsts uz  sadarbību ar CERN. 2019. gadā tika veikts pilotprojekts par RTU HPC un LU Matemātiskās Modelēšanas institūta resursu apvienošanu vienotā Tier-2 datu centrā. Pilotprojektā piedalījās RTU un LU pētnieki, sadarbībā ar SIA DATI Group. Šis projekts pierādīja, ka šāda apvienošan tehniski ir iespējama.

Tier-2 centra izveidi Latvijā atbalsta arī eksperti no Igaunijas Tier-2 centra, kurš atrodas Nacionālajā Ķīmiskās Fizikas un Biofizikas institūtā, kā arī eksperti no CERN un CMS.

Šī Tier-2 centra menedžmenta sistēma ir balstīta uz OpenStack mākoņservera platformas un CERN datu uzglabāšanas risinājumiem. Vien-elementa menedžmenta sistēma ir izstrādāta; tai paredzēts saņemt skaitļošanas uzdevumus no CERN un nodot tālāk pieejamajiem federatīvās HPC sistēmas resursiem, kurā Slurm resursu menedžmenta sistēma autonomi sadala un veic skaitļošanas uzdevumus. Ar šo CERN rekomendētio skaitļošanas rīku palīdzību ir īstenots veiksmīgs piltoprojekts, kā arī paredzēts izveidot pilnvērtīgi funkcionējošu Tier-2 centru Latvijā.

Vairāki tehniski menedžmenta sistēmas uzlabojumi atļaus jaunajam centram sasniegt Tier-2 uzliktos izpildes kritērijus. Vietnes domeins, t2cms.hpc-net.lv, ir jau reģistrēts. Caur šo vietni un šiem uzlabojumiem jaunais federatīvais Tier-2 tiks reģistrēts CERN. 

[1]Teorētiski eksistē arī Tier-3, to sastāda individuālu pētnieku personālie skaitļošanas resursi.

Tier-2 pilot projekta detaļas:

• Galvenie izpildītie uzdevumi:
  • Izpildes iespējamības noteikšana ir veikta ar pozitīvu iznākumu;
  • Sistēmas ieviešana pilotrežīmā ir veikta;
  • RTU un LU infrastruktūras adaptācija Tier-2 vajadzībām ir veikta;
  • Nepieciešamā aprīkojuma uzlabošana efektīvai darbībai ar CERN datu plūsmām ir veikta;
  • Lietotājam draudzība un efektīvas federatīvas sistēmas izveide ir veikta;
  • Izveidota federatīva skaitļošanas sistēma, kas ļauj veikt ar WLCG savienojamu un CERN atbilstošu skaitļošanas darbu uzdevumu veikšanu;

RTU HPC Centrs; Avots: RTU HPC Centrs

RTU loma projektā: HPC Centrs, HEP Centrs

Īstenošanas līmenis: pilotprojekts veikts;

Projekta partneri: LR Izglītības un zinātnes ministrija, LU, SIA DATI Group;

Kopējās pilotprojekta izmaksas: 24’000 EUR

Īstenošanas periods: 2019. gada decembris - 2020. gada marts (4 mēneši);

RTU projekta komanda:
Prof. Toms Torims  
Dr. Lauris Cikovskis