Chúng ta đã biết rằng Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) sẽ là thí nghiệm vật lý lớn nhất, đắt nhất từng được thực hiện bởi nhân loại. Va chạm các hạt tương đối ở các năng lượng trước đây không thể tưởng tượng được (lên đến 14 TeV vào cuối thập kỷ này) sẽ tạo ra hàng triệu hạt (được biết và chưa được phát hiện), cần phải được theo dõi và đặc trưng bởi các máy dò hạt khổng lồ. Thí nghiệm lịch sử này sẽ đòi hỏi một nỗ lực thu thập và lưu trữ dữ liệu lớn, viết lại các quy tắc xử lý dữ liệu. Cứ sau 5 giây, các va chạm LHC sẽ tạo ra dữ liệu tương đương với dữ liệu có giá trị DVD, mà tốc độ sản xuất dữ liệu là một gigabyte mỗi giây. Để đặt điều này vào viễn cảnh, một máy tính gia đình trung bình có kết nối rất tốt có thể tải xuống dữ liệu với tốc độ một hoặc hai megabyte mỗi giây (nếu bạn rất may mắn! Tôi nhận được 500 kilobyte / giây). Vì vậy, các kỹ sư LHC đã thiết kế một loại phương pháp xử lý dữ liệu mới có thể lưu trữ và phân phối petabyte (triệu gigabyte) dữ liệu cho các cộng tác viên LHC trên toàn thế giới (không bị cũ và xám trong khi chờ tải xuống).
Năm 1990, Tổ chức nghiên cứu hạt nhân châu Âu (Cern) đã cách mạng hóa cách chúng ta sống. Năm trước, Tim Berners-Lee, một nhà vật lý Cern, đã viết một đề xuất cho quản lý thông tin điện tử. Ông đưa ra ý tưởng rằng thông tin có thể được chuyển dễ dàng qua Internet bằng cách sử dụng một thứ gọi là siêu văn bản. Khi thời gian trôi qua Berners-Lee và cộng tác viên Robert Cailliau, một kỹ sư hệ thống tại CERN, đã kết nối một mạng thông tin duy nhất để giúp các nhà khoa học Cern cộng tác và chia sẻ thông tin từ máy tính cá nhân của họ mà không phải lưu nó trên các thiết bị lưu trữ cồng kềnh. Siêu văn bản cho phép người dùng duyệt và chia sẻ văn bản qua các trang web bằng cách sử dụng siêu liên kết. Berners-Lee sau đó tiếp tục tạo ra một trình soạn thảo trình duyệt và sớm nhận ra hình thức giao tiếp mới này có thể được chia sẻ bởi rất nhiều người. Đến tháng 5 năm 1990, các nhà khoa học Cern gọi mạng lưới hợp tác mới này là World Wide Web. Trên thực tế, Cern chịu trách nhiệm cho trang web đầu tiên trên thế giới: http://info.cern.ch/ và một ví dụ ban đầu về trang web này trông như thế nào có thể được tìm thấy thông qua trang web của World Wide Web Consortium.
Vì vậy, Cern không lạ gì với việc quản lý dữ liệu qua Internet, nhưng LHC hoàn toàn mới sẽ yêu cầu xử lý đặc biệt. Như David Bader, giám đốc điều hành điện toán hiệu năng cao tại Viện Công nghệ Georgia, nhấn mạnh, băng thông hiện tại được Internet cho phép là một nút cổ chai lớn, khiến các hình thức chia sẻ dữ liệu khác trở nên hấp dẫn hơn. CúcNếu tôi nhìn vào LHC và những gì nó làm cho tương lai, thì một điều mà Web đã có thể làm là quản lý một kho dữ liệu khổng lồÔng nói, có nghĩa là việc lưu các bộ dữ liệu lớn trên ổ cứng terabyte sẽ dễ dàng hơn và sau đó gửi chúng trong bài tới các cộng tác viên. Mặc dù CERN đã giải quyết tính chất hợp tác của việc chia sẻ dữ liệu trên World Wide Web, dữ liệu mà LHC sẽ tạo sẽ dễ dàng làm quá tải băng thông nhỏ hiện có.
Đây là lý do tại sao Lưới tính toán LHC được thiết kế. Lưới xử lý việc sản xuất bộ dữ liệu LHC rộng lớn ở các bậc, lần đầu tiên (Bậc 0) được đặt tại chỗ tại CERN gần Geneva, Thụy Sĩ. Cấp 0 bao gồm một mạng máy tính song song khổng lồ chứa 100.000 CPU tiên tiến đã được thiết lập để lưu trữ và quản lý ngay dữ liệu thô (1 và 0 mã nhị phân) được LHC bơm ra. Điều đáng chú ý ở điểm này, rằng không phải tất cả các va chạm hạt sẽ được phát hiện bởi các cảm biến, chỉ một phần rất nhỏ có thể được chụp. Mặc dù chỉ có thể phát hiện được một số lượng hạt tương đối nhỏ, nhưng điều này vẫn chuyển thành sản lượng rất lớn.
Cấp 0 quản lý các phần của dữ liệu được xuất ra bằng cách làm nổ nó thông qua các đường cáp quang 10 gigabit mỗi giây chuyên dụng đến 11 Bậc 1 các trang web trên khắp Bắc Mỹ, Châu Á và Châu Âu. Điều này cho phép các cộng tác viên như Máy va chạm ion nặng tương đối tính (RHIC) tại Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven ở New York phân tích dữ liệu từ thí nghiệm ALICE, so sánh kết quả từ các va chạm ion chì LHC với kết quả va chạm ion nặng của chính họ.
Từ các máy tính quốc tế Cấp 1, bộ dữ liệu được đóng gói và gửi đến 140 Phần 2 mạng máy tính đặt tại các trường đại học, phòng thí nghiệm và các công ty tư nhân trên toàn thế giới. Tại thời điểm này, các nhà khoa học sẽ có quyền truy cập vào bộ dữ liệu để thực hiện chuyển đổi từ mã nhị phân thô thành thông tin có thể sử dụng về năng lượng hạt và quỹ đạo.
Hệ thống tier hoạt động tốt và tốt, nhưng nó sẽ không hoạt động nếu không có một loại phần mềm hiệu quả cao có tên là Middle middle. Khi cố gắng truy cập dữ liệu, người dùng có thể muốn thông tin được lan truyền trong toàn bộ petabyte dữ liệu trên các máy chủ khác nhau ở các định dạng khác nhau. Một nền tảng phần mềm trung gian nguồn mở được gọi là Globus sẽ có trách nhiệm rất lớn để thu thập thông tin cần thiết một cách liền mạch như thể thông tin đó đã được đặt bên trong máy tính của nhà nghiên cứu.
Đây là sự kết hợp của hệ thống cấp, kết nối nhanh và phần mềm khéo léo có thể được mở rộng ra ngoài dự án LHC. Trong một thế giới nơi mọi thứ đang trở thành theo yêu cầu, thì loại công nghệ này có thể tạo ra Internet trong suốt đến người dùng cuối. Sẽ có quyền truy cập ngay vào mọi thứ từ dữ liệu được tạo ra bởi các thí nghiệm ở phía bên kia hành tinh, để xem phim độ nét cao mà không cần chờ thanh tiến trình tải xuống. Giống như phát minh HTML của Berners-Lee, Mạng điện toán LHC có thể cách mạng hóa cách chúng ta sử dụng Internet.
Nguồn: Khoa học Mỹ, Cern
