Привіт Гість ( Вхід | Реєстрація )

 
Reply to this topicStart new topic
> LHC@Home: 10 лет работы во благо ЦЕРНа
Arbalet
Jan 16 2015, 15:43
Пост #1


Штандартенкранчер
*********

Група: Moderators
Повідомлень: 2 764
З нами з: 16-August 05
Користувач №: 119
Стать: Чол
Парк машин:
FX-8320 + 1070Ti



LHC@Home: 10 лет работы во благо ЦЕРНа

Организованный сотрудниками Европейской организации по ядерным исследованиям ЦЕРН (фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN) проект распределенных вычислений LHC@Home недавно отпраздновал десятилетие с момента запуска в 2004 году на компьютерах пользователей программы SixTrack. Платформа проекта LHC@Home использует простаивающие вычислительные мощности добровольцев со всего мира для моделирования траектории субатомных частиц, которые движутся с около световой скоростью по кольцу Большого адронного коллайдера - БАК (Large Hadron Collider – LHC).


«Результаты работы программы SixTrack сыграли важную роль в разработке БАК», говорит Франк Шмидт из ЦЕРНа.

С помощью программы SixTrack моделируется движение около 60 частиц по 27-километровому кольцу коллайдера в течение 10 секунд, за которые они успевают проделать до одного миллиона витков. Результаты работы SixTrack были использованы, чтобы помочь инженерам и физикам ЦЕРНа разработать дизайн БАК в наиболее стабильной конфигурации, благодаря чему его основные элементы конструкции продолжают верой и правдой служить исследователям, а высокоэнергетические частицы не наносят ущерба стенкам вакуумного канала. Сейчас в проекте также проводятся моделирования, призванные помочь в крупномасштабной модернизации БАК путем повышения его светимости (High-Luminosity LHC), призванное увеличить в 10 раз число столкновений в коллайдере и значительно увеличить эффективность его работы.

«Результаты работы программы SixTrack сыграли важную роль в разработке БАК, а планируемая модернизация высокой светимости потребует дальнейшего развития приложения SixTrack», объясняет Франк Шмидт (Frank Schmidt), который работает отделе физики ускорителей и лучей ЦЕРНа и является основным автором программного кода SixTrack. «Помимо использования на стадии проектирования, SixTrack также стал ключевым инструментом для интерпретации данных, полученных в ходе первого запуска БАКа», добавляет Массимо Джованноззи (Massimo Giovannozzi), который работает в том же отделе, что и Франк Шмидт. «Мы используем его для лучшего понимания динамики движения частиц. Это поможет нам увеличить эффективность использования БАК на протяжении еще нескольких лет эксплуатации. Нам бы также хотелось отметить неоценимую помощь Игоря Захарова, старшего научного сотрудника из Лаборатории физики ускорения частиц (Particle Accelerator Physics Laboratory, LPAP) из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne, EPFL), который обеспечивает интеграцию SixTrack с платформой распределенных вычислений BOINC».

Перед публичным запуском проекта LHC@Home, программа SixTrack работала только на настольных компьютерах в ЦЕРНе, используя платформу под названием Компактный физический скринсейвер (англ. Compact Physics Screen Save, CPSSScreen) , которая оказалась полезным инструментом для доказательства жизнеспособности концепции. Когда же в 2004 году проект LHC@Home добрался до компьютеров рядовых пользователей Интернета, то результат превзошел самые смелые ожидания. «Я удивлен и восхищен уровнем поддержки наших волонтеров", говорит Эрик Макинтош (Eric McIntosh), который ранее работал в ИТ-отделе ЦЕРНа и в настоящее время является почетным сотрудником отдела лучей. «Теперь у нас есть более 100 тысяч пользователей по всему миру и еще больше хостов – компьютеров с установленной программой. Вклад каждого человека очень ценен, как сам по себе, так и в свете нашей общей цели».

Проблемы виртуализации

Основываясь на успехе SixTrack, в 2011 году был запущен проект Virtual LHC@Home, ранее известный как Test4Theory. Он позволяет пользователям запускать у себя на компьютерах симуляции физики частиц высоких энергий, с представлением полученных результатов в базе данных, которая используется в качестве общего ресурса для обеих групп ученых – экспериментаторов и теоретиков, работающих на коллайдере.

В то время как код SixTrack был перенесен для работы на операционные системы Windows, OS X и Linux, код физики высоких энергий, который используется в каждом из экспериментов на БАКе, является слишком большим, чтобы быть портированным аналогичным образом. Он также постоянно обновляется. «Эксперименты в ЦЕРН имеют свои собственные библиотеки и все они работают на Linux, в то время как большинство волонтеров имеют машины под управлением Windows», объясняет Бен Сигал (Ben Segal), почетный сотрудник ИТ-отдела и технический директор общественного кибернетического научного центра. «Виртуализация является способом решить эту проблему».

Предраг Банчич (Predrag Buncic), координатор автономной группы в рамках эксперимента ALICE, руководил работой по созданию виртуальной машины ЦЕРН (the CERN Virtual Machine) в 2008 г. Он, Артем Арутюнян (бывший архитектор и ведущий разработчик CernVM Co-Pilot), а также Бен Сигал впоследствии использовали эту технологию виртуализации для использования в Virtual LHC@Home. Это сделало его значительно удобнее для экспериментов в ЦЕРНе, чтобы создавать свои собственные вычислительные приложения на общественных началах, без необходимости переноса кода на машины пользователей.

Рождение платформы LHC@Home

В 2004 году Бен Сигал и Франсуа Грей (François Grey), которые оба были членами ИТ-отдела ЦЕРНа в то время, предложили способ отметить 50-летний юбилей ЦЕРНа путем приобщения людей во всем мире к участию в решении вычислительных задач, необходимых для реализации проекта БАК. «Я был волонтером в проекте SETI@Home с момента его запуска в 1999 году», объясняет Грей. «Мне казалось, что нечто подобное возможно сделать и для коллайдера, объединив потенциал распределенных вычислений и грид-технологий».

«Я связался с Дэвидом Андерсоном из SETI@Home в удачное время, он как раз трудился над открытым исходным кодом для платформы BOINC, на которой сейчас работают большинство проектов распределенных вычислений. Она была впервые разработана в Университете Беркли в Калифорнии (США), чтобы управлять проектом SETI@Home, привлекая неиспользуемые вычислительные ресурсы пользователей компьютеров со всего мира для поддержки научных исследований».

«Я хорошо помню день, когда мы дозвонились до Дэвида Андерсона в Беркли, чтобы узнать, как опыт работы над проектом SETI мог бы помочь нам в решении вычислительных задач ЦЕРНа», добавляет Сигал. «Мы в ЦЕРНе нуждались в приложении, которое работало бы под Windows, ведь ее используют более 90% добровольцев, устанавливающих BOINC на свои компьютеры. К этому времени разработчики SixTrack уже портировали свой код в Windows и даже построили небольшую грид-сеть в ЦЕРНе. Но нам нужны были гораздо большие мощности».

Ошеломительный успех

«Я боялся, что никто не найдет LHC@Home настолько же интересным, как SETI@Home. Имейте в виду, что все это происходило задолго до того сумасшествия в прессе по поводу рукотворных черных дыр, которое началось после выхода фильма по книге «Код да Винчи» Дэна Брауна», говорит Грей. «Мы сделали мягкий запуск, без каких-либо официальных заявлений, в 2004 году. К нашему удивлению сообщество добровольцев из SETI@Home немедленно заинтересовалось новым проектом и подключилось к LHC@Home. Через 24 часа после запуска проекта у нас уже было более тысячи участников и 7 тысяч – к концу недели, загрузив наш сервер под завязку. «Изначально мы планировали запустить проект на 3 месяца, чтобы достойно отметить 50-летие ЦЕРНа, но наши ученые настаивали на продолжении работы».

Рост платформы

Сотрудники из эксперимента ATLAS недавно запустили проект, который имитирует создание и распад суперсимметричных бозонов и фермионов. «ATLAS@Home предлагает возможность участия общественности в решении вычислительных задач в эксперименте ATLAS, призванном более глубоко проникнуть в понимание устройства основ нашей Вселенной», говорит Дэвид Кэмерон (David Cameron), исследователь из Университета Осло в Норвегии. «ATLAS смог привлечь значительный вычислительный ресурс, сравнимый с тем, что понадобится для анализа данных при втором запуске БАК».


Логотип проекта ATLAS@Home

Между тем, был запущен эксперимент LHCb – ограниченный тестовый прототип с приложением, показывающим красоты симуляции физики частиц, которое в ближайшем будущем будет использовано в проекте Virtual LHC@Home. У экспериментаторов из CMS и ALICE также есть планы по запуску подобных приложений.

Армия добровольцев

«LHC@Home позволяет ЦЕРН получить дополнительные вычислительные ресурсы для моделирования, которые не могут быть получены с помощью существующих в наличии локальных грид-ресурсов», объясняет Нильс Хоймир (Nils Høimyr), сотрудник отдела ЦЕРНа, ответственного за работу платформы. «Благодаря LHC@Home была смоделирована динамика движения пучка частиц для модернизации БАК, на что понадобилось тысячи процессорных лет работы приложения SixTrack , и миллиарды событий были смоделированы с помощью Virtual LHC@Home. Кроме того, проект LHC@Home как нельзя лучше способствовал привлечению интереса широкой мировой общественности к физике частиц высоких энергий и работе ЦЕРНа».

Подготовлено distributed.org.ua по материалам статьи на сайте isgtw.org: Volunteer computing: 10 years of supporting CERN through LHC@home


--------------------
(Show/Hide)


My asteroids: 1150 Achaia, 1643 Brown, 3286 Anatoliya

User is offlineProfile CardPM
Go to the top of the page
+Quote Post

Reply to this topicStart new topic
2 Користувачів переглядають дану тему (2 Гостей і 0 Прихованих Користувачів)
0 Користувачів:

 



- Lo-Fi Версія Поточний час: 28th March 2024 - 11:04

Invision Power Board v1.3.3 © 1996 IPS, Inc.