Суперкомпьютер для космоса SpaceBorne 2 отправят на МКС

Первопроходцами в этом сегменте считается компания HPE, которая отправила систему Spaceborne на МКС еще 4 года назад. А уже сегодня компания презентует миру Spaceborne 2 и переходит от теста к коммерческому сегменту.

Электроника для устройств, предназначенных для удовлетворения нужд специфического характера, имеет ряд качеств, которые определяют их функционирование. Например, такая техника обязательно должна быть стойкой и переносить высокую степень радиации, иметь низкое энергопотребление. Устройства с такой электроникой достаточно дорогостоящие, при этом вычислительные мощности не показывают должных результатов. Исходя из этого, понятно, почему HPE решила адаптировать стандартные платформы для вычисления к тем условиям, которые привычны для МКС. Плюс ко всему, на МКС довольно регулярно ставятся эксперименты, для которых дополнительные терафлопсы не будут лишними.

Еще Spaceborne 1 существенно превосходил тогда существующие суперкомпьютеры, которые были в космосе. В него входили два сервера Apollo 40. Их объединяла сеть InfiniBand, скорость которой была 56 Гбит/сек. Узел имел по 4 ускорителя NVIDIA Tesla P100. Это дало возможность увеличить мощность до 1 Тфлопс. Этот показатель стал рекордным для МКС.

Целью Spaceborne 1 было не работа для постановки научных опытов или для управления системами МКС, а было получение доказательства возможности производительной работы серверных устройств в среде космической станции. Испытание прошло успешно и уже сегодня компания HPE представляет новое поколение – Spaceborne 2.

В его базу легла программа для проведения вычислений Edgeline EL4000, серверы ProLiant DL360 в качестве главных вычислительных узлов с ускорителями NVIDIA T4 и 2 процессорами Intel Xeon Cascade Lake. Изготовители Spaceborne 2 ожидают, что он по производительности превзойдет своего предшественника и плюс ко всему будет приносить небывалую пользу для человечества и науки.

В конструкции будет 2 стойки, которые будут отслеживать за собственным состоянием и ближайшего соседа. Все информационные пакеты данных будут дублироваться между стойками. В RAID-массивы путем программно-аппаратного объединения соединяться SSD. Сами SDD не очень устойчивы к радиоактивному излучению. Как показала практика, из 20 дисков во время работы осталось только 11 шт. Но при этом они обладают неоспоримым преимуществом – скоростью работы. Поэтому планируется оснастить станцию дополнительными запасными компонентами для быстрой замены.

Для взаимодействия между собой, серверы будут применять 10GbE-сеть. За счет 2 линий независимого типа будет происходить питание систем, которые подсоединены к аккумуляторным приборам и солнечным батареям. Также инженерами была установлена гибридная система охлаждения. Теперь теплообменник подсоединяется сразу в водному резервуару.

МСК нельзя назвать молодой станцией, ведь ее первые модули были запущены в начале 2000-х, но они все за этот срок совершенствовались с учетом научных нужд. За этот длительный срок, оборудование для вычислений модернизировалось, но при этом ее ресурсы были малодоступны ученым, которые работают на МКС, и которым нужны с каждым разом все более мощные устройства. За это время станции обзавелись новыми датчиками и устройствами, а объемы данных выросли, но их было необходимо передавать на Землю для первоначальной обработки, что в свою очередь плохо влияло на время проведения научных испытаний.

Spaceborne 2 решит этот вопрос. Благодаря высокой мощности (2 Тфлопс) станет возможным проведение первичной обработки данных в небольшие сроки. Также в отдельных случаях новых мощностей будет хватать для крупных исследований без необходимости применения вычислительного оборудования на Земле. Одна из схем применения – изучение трафика из космоса для определения его тенденций, изучение трафика из воздуха и космоса в онлайн-режиме, а также исследования загрязнения воздуха Земли.

Spaceborne 2 сможет отслеживать показатели здоровья астронавтов, которые будут работать на станции. Мощности платформы хватить, чтобы делать сонограммы и рентген. Это даст возможность ставить диагнозы астронавтам в краткие сроки, свести к минимуму ущерб и даже спасти жизнь астронавтам.

Spaceborne 2 сможет работать не только один, но и в виде периферийной системы - Microsoft Azure Space. Это сделает возможным организацию двухсторонней связи между космосом и наземным вычислительным оборудованием. Ее можно будет использовать по всему миру, что упростит работу ученых. Одним из способов применения станет возможность оценивать затраты воды для выращивания растений в невесомости, предсказание пылевых бурь на Земле, что в свою очередь поможет спрогнозировать пылевую бурю на Марсе, определение грозовых паттернов, которые приводят к пожарам в лесу.

Компания HPE занялась разработкой SatFrame, которую ученые смогут применять в условиях необитаемых спутников. Запуск этого спутника дешевле в сравнении с пилотируемым полетом на МКС, что означает доступность микро-ЦОДа для большего числа научных и коммерческих компаний.

Запуск Spaceborne 2 запланирован на конец февраля. Ожидается, что он приведет экспедицию Northrop Grumman. Spaceborne 2 планируется эксплуатировать около трех лет. Станут доступны заявки для осуществления экспериментальных мероприятий на Spaceborne 2. Запуск займет в среднем 2 недели.