國家天文臺(tái)FAST超算中心
被譽(yù)為“中國天眼”的FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical radioTelescope，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡），是世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。
FAST對(duì)龐大太空數(shù)據(jù)的采樣及分析，需要快速、高效的高性能計(jì)算能力。
因此，國家天文臺(tái)采用中國電信天翼云的超算中心服務(wù)，整合并分析海量高速存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和高速計(jì)算單元，為FAST提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。
超強(qiáng)“天眼大腦”解鎖浩瀚宇宙
著名科幻小說《三體1：地球往事》中，主人公憑借射電望遠(yuǎn)鏡，就可向宇宙深處發(fā)出人類信號(hào)，還因此引發(fā)了一系列與三體人的故事。
這樣的科幻故事原本只是人類的想象，如今科技已將其變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
FAST是由中國科學(xué)院國家天文臺(tái)主導(dǎo)建設(shè)的射電望遠(yuǎn)鏡。
它與被評(píng)為人類20世紀(jì)十大工程之首的美國Arecibo 300米望遠(yuǎn)鏡相比，綜合性能提高了約10倍。
FAST建成并試運(yùn)行1年多以來，就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多顆被稱為“宇宙神奇天體”的脈沖星，這是中國人第一次使用自己的望遠(yuǎn)鏡找到新的脈沖星。
脈沖星在基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域具有極其重要的學(xué)術(shù)意義，此舉無疑為我國進(jìn)一步探索宇宙打了一針“強(qiáng)心劑”。
這樣的科研成果絕不是“一蹴而就”，其背后是體量龐大的采樣分析和精密的數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果。
預(yù)計(jì)到2025年，數(shù)據(jù)采集量將達(dá)到每年上億TB。龐大的數(shù)據(jù)體量，在收集、存儲(chǔ)、分析等各環(huán)節(jié)，都帶來了巨大的技術(shù)難度。
因此，國家天文臺(tái)決定與天翼云來一場(chǎng)“跨界合作”。
一個(gè)是云計(jì)算“國家代表隊(duì)”，一個(gè)是國家天文臺(tái)，兩者的合作會(huì)碰撞出哪些火花？
天翼云無疑在其中扮演了一個(gè)“超級(jí)計(jì)算大腦”的角色。
國家天文臺(tái)通過天翼云物理及服務(wù)、GPU云主機(jī)、分布式存儲(chǔ)、infiniband網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，迅速搭建起了擁有“超級(jí)計(jì)算大腦”的超計(jì)算中心服務(wù)。
該超計(jì)算中心服務(wù)采用的是唯一支持上百Gb的Infiniband網(wǎng)絡(luò)和基于該網(wǎng)絡(luò)的Lustre高性能并行文件處理系統(tǒng)。其單個(gè)OSS存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)讀寫帶寬最高可達(dá)到2TB/s。表現(xiàn)優(yōu)良的數(shù)據(jù)傳輸速率，以及強(qiáng)大的數(shù)據(jù)擴(kuò)容能力，適用于眾多數(shù)據(jù)并發(fā)、大文件讀寫的場(chǎng)合。
不僅如此，超計(jì)算中心服務(wù)還搭載了堪稱“地表最強(qiáng)”的NVIDIA Tesla V100 GPU加速卡，其總體綜合能力已經(jīng)處于業(yè)界性能最優(yōu)行列，不僅可以滿足海量的太空數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳、存儲(chǔ)、采樣分析，還可高效整合高并發(fā)量的太空數(shù)據(jù)和計(jì)算單元，讓海量的價(jià)值數(shù)據(jù)得到充分利用。
優(yōu)秀的科學(xué)成果，需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)技術(shù)為保障，每一個(gè)太空數(shù)據(jù)信號(hào)和圖片視頻都是不能錯(cuò)過和丟失的。
中國電信天翼云得到了工信部數(shù)據(jù)中心聯(lián)盟可信云認(rèn)證，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)持久性達(dá)到13個(gè)9。
數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)，讓FAST煥發(fā)出真正的價(jià)值。此外，作為全球最大的光纖網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的中國電信，在各天文臺(tái)之間建立起數(shù)據(jù)傳送的“VIP通道”，讓各天文臺(tái)實(shí)現(xiàn)了云端數(shù)據(jù)的共享及便捷讀取。
FAST的誕生，標(biāo)志著我國在射電望遠(yuǎn)鏡領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到世界一流水平。而國家天文臺(tái)和天翼云的跨界合作，則讓這個(gè)“觀天利器”有了更便捷、更優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用場(chǎng)景。當(dāng)中國科研跑在了云端，迎來的必定是一個(gè)中國自主大科學(xué)裝置的發(fā)現(xiàn)時(shí)代。
▌ 用戶痛點(diǎn)
FAST射電望遠(yuǎn)鏡每天24小時(shí)進(jìn)行觀測(cè)工作，海量的觀測(cè)數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)進(jìn)行高并發(fā)存儲(chǔ)和讀取。
FAST需要與多個(gè)天文臺(tái)地點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行互傳，因此需要上百G以上的高性能傳輸網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
FAST所觀測(cè)到海量數(shù)據(jù)和圖片具有高研發(fā)價(jià)值，需要超高性能的服務(wù)器來進(jìn)行高性能計(jì)算服務(wù)，高性能計(jì)算服務(wù)采用唯一支持上百Gb的Infiniband網(wǎng)絡(luò)以及基于該網(wǎng)絡(luò)的Lustre高性能并行文件處理系統(tǒng)，還搭載了NVIDIA Tesla V100 GPU加速卡，用以整合和分析科學(xué)數(shù)據(jù)。
▌ 解決方案
FAST設(shè)備7*24小時(shí)不間斷工作，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行高并發(fā)存儲(chǔ)和讀取，平均每天查詢讀取次數(shù)約1億次。
FAST采用天翼云物理及服務(wù)、GPU云主機(jī)、分布式存儲(chǔ)、infiniband網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，快速搭建云上超計(jì)算中心服務(wù)，用以整合海量高速存儲(chǔ)和高速計(jì)算單元。
FAST采用天翼云高性能傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與多個(gè)天文臺(tái)地點(diǎn)的數(shù)據(jù)互傳，確保數(shù)據(jù)可靠性。
FAST采用1000以上高性能GPU服務(wù)器進(jìn)行HPC計(jì)算，計(jì)算能力達(dá)650萬次/天。
▌ 客戶收益
降低國家天文臺(tái)對(duì)于FAST研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施的投入成本，將更多資金投入科學(xué)研究。
有利于FAST海量的價(jià)值數(shù)據(jù)被最大程度的利用，深挖太空數(shù)據(jù)背后的價(jià)值。
滿足了FAST海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算的需求，在天文數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了實(shí)質(zhì)性突破。
云計(jì)算與科學(xué)領(lǐng)域的跨界融合，解決了科研過程中數(shù)據(jù)方面的瓶頸問題，以推動(dòng)科學(xué)發(fā)展。
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