eso1253no — Pressemelding

Verdens høyestliggende superdatamaskin klar til bruk

ALMA-korrelatoren forvandler mange titalls enkeltantenner til ett gigantteleskop

21 December 2012

En av verdens kraftigste superdatamaskiner er nå ferdig installert og testet ved Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i 5000 meters høyde i Andesfjellene i det nordlige Chile. Dette er en av de siste store milepæler før det mest kompliserte bakkebaserte teleskop noensinne står ferdig. Den spesialbygde datamaskinen, kalt ALMA-korrelatoren, har mer enn 134 millioner prosessorer og kan utføre opptil 17 billiarder regneoperasjoner i sekundet, sammenlignbart med den raskeste superdatamaskin som er i drift i dag.

Korrelatoren er en helt avgjørende komponent i ALMA, et astronomisk teleskop bestående av 66 store, sammenkoblede parabolantenner. Datamaskinens 134 millioner prosessorer kombinerer og sammenligner de svake himmelsignalene som antennene i teleskopnettverket fanger inn. Største avstand mellom de flyttbare antennene vil være 16 kilometer. Informasjonen fra hver antenne kombineres med signalene fra hver av de andre, slik at ALMA fungerer som ett enkelt kjempeteleskop. Korrelatoren utfører utrolige 17 billiarder regneoperasjoner i sekundet [1] ved maksimal kapasitet (64 antenner) [2]. Den er konstruert spesielt for denne oppgaven, men regnehastigheten er omtrent den samme som for verdens raskeste "universelle" superdatamaskiner [3].

"En nyskapende design, for både enkeltkomponentene og korrelatorens generelle arkitektur, var nødvendig for å imøtekomme de unike beregningsmessige utfordringene," sier den europeiske prosjektlederen for ALMA, Wolfgang Wild fra ESO.

Den opprinnelige utformingen av korrelatoren, samt byggingen og installasjonen, ble ledet av National Radio Astronomy Observatory (NRAO) i USA. NRAO leder for øvrig også det nordamerikanske engasjementet i ALMA. Korrelatorprosjektet er finansiert av US National Science Foundation med bidrag fra ESO.

"Installasjonen av den ferdige korrelatoren er en stor milepæl på veien mot å oppfylle de nordamerikanske forpliktelser i forbindelse med byggingen av dette teleskopet," uttaler Mark McKinnon fra NRAO, sjef for ALMA-prosjektet i Nord-Amerika. "De tekniske utfordringene var enorme, men temaet vårt klarte det."

ESO, som er den europeiske partner i det internasjonale ALMA-prosjektet, har også bidratt med en viktig del til korrelatoren: Et helt nytt og allsidig digitalt filtersystem ble utviklet i Europa og inkorporert i den opprinnelige designen fra NRAO. Totalt 550 toppmoderne kretskort med digitale filtre ble designet og bygget for ESO av Bordeaux-universitetet i Frankrike [4]. Med disse kan lyset fra ALMA splittes opp i 32 ganger flere bølgelengdeintervaller sammenlignet med den innledende designen, og hver av disse intervallene kan finjusteres.

"Den økte fleksibiliteten er fantastisk. Den lar oss stykke opp lysspekteret fra ALMA slik at vi kan konsentrere oss om akkurat de bølgelengdene som trengs for en gitt studie, uansett om det er kartlegging av gassmolekyler i en stjernedannende sky, eller leting etter fjerne galakser i det tidlige univers," forklarer Alain Baudry fra Bordeaux-universitetet. Baudry har ledet teamet som har jobbet med det europeiske bidraget til ALMA-korrelatoren.

En annen spesiell utfordring var stedet datamaskinen skulle plasseres. Korrelatoren holder til i en teknisk driftsbygning – faktisk verdens høyestliggende høyteknologiske bygning – ved ALMA Array Operations Site (AOS), 5000 moh. i de chilenske Andesfjellene. I denne ekstreme høyden er luften så tynn at det kreves dobbelt så mye kraft for å kjøle maskinen, som for øvrig har et strømforbruk på 140 kilowatt. Konvensjonelle harddisker kan ikke benyttes i så tynn luft fordi lese- og skrivehodene er avhengige av en viss mengde luft for å unngå å støte borti og ødelegge de magnetiske skivene der dataene lagres. Seismisk aktivitet er vanlig i området, så korrelatoren måtte konstrueres for å motstå kraftige rystelser i forbindelse med jordskjelv.

ALMA startet vitenskapelige observasjoner i 2011 med et mindre antall antenner. En del av korrelatoren var ferdig på det tidspunktet og ble brukt for å kombinere signalene fra det ufullstendige teleskopnettverket. Nå er imidlertid korrelatoren komplett, og ALMA kan nå observere med et større antall antenner, noe som vil øke teleskopets følsomhet og bildekvalitet.

ALMA er snart ferdigbygd og vil bli innviet i mars 2013.

Fotnoter

[1] 17 billiarder = 17 000 000 000 000 000 (17 millioner milliarder).

[2] ALMA-korrelatoren er et av to slike systemer i teleskopet. ALMA har totalt 66 antenner: et hovednettverk med 50 antenner (ESO og NRAO leverer hver sin halvpart) og et ekstra nettverk med 16 antenner, som kalles Atacama Compact Array (ACA) og leveres av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Korrelator nummer to, bygd av Fujitsu på oppdrag fra NAOJ, sørger for å kombinere signalene fra de 16 antennene i ACA, unntatt de gangene da utvalgte ACA-antenner kobles sammen med de 50 mer spredte antennene i hovednettverket.

[3] For tiden er det Titan fra Cray Inc som topper TOP500-listen over de raskeste superdatamaskinene. Titan-maskinen er målt til 17,59 billiarder flyttalloperasjoner i sekundet. Merk at ALMA-korrelatoren er en superdatamaskin konstruert til et spesifikt formål, derfor oppfyller den ikke kriteriene for å innlemmes i TOP500-rangeringen.

[4] Dette arbeidet var en videreutvikling av nye korrelator-konsepter utviklet av Bordeaux-universitetet i samarbeid med ASTRON i Nederland og Arcetri-observatoriet i Italia.

Mer informasjon

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeid mellom Europa, Nord-Amerika og Øst-Asia, i samarbeid med Chile. Byggingen og driften av ALMA ledes i Europa av ESO, i Nord-Amerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), og i Øst-Asia av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) står for den overordnede ledelse og administrasjon av byggefasen, oppstart og drift av ALMA.

I 2012 feirer European Southern Observatory (ESO) 50-årsjubileum. ESO er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Alain Baudry
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Université Bordeaux
Floirac, France
Tlf.: +33 5 57 77 61 62
E-post: baudry@obs.u-bordeaux1.fr

Douglas Pierce-Price

Public Information Officer, European Southern Observatory

Garching bei München, Germany

Tlf.: +49 89 3200 6759
E-post: dpiercep@eso.org

John Stoke
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
Charlottesville, USA
Tlf.: +1 434 244 6816
E-post: jstoke@nrao.edu

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1253 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er astronomene Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1253no
Navn:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Type:• Unspecified : Technology : Observatory : Facility
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Bilder

Vidvinkelbilde av ALMA-korrelatoren
Vidvinkelbilde av ALMA-korrelatoren
En tekniker jobber med ALMA-korrelatoren i 5000 meters høyde
En tekniker jobber med ALMA-korrelatoren i 5000 meters høyde
Lysene gløder i ALMA-korrelatoren
Lysene gløder i ALMA-korrelatoren
Den tekniske driftsbygningen ved ALMA Array Operations Site (AOS)
Den tekniske driftsbygningen ved ALMA Array Operations Site (AOS)
ALMA-korrelatorens høyteknologiske kretskort med digitale filtre
ALMA-korrelatorens høyteknologiske kretskort med digitale filtre
Kabelføring i ALMA-korrelatoren
Kabelføring i ALMA-korrelatoren
Checking electronics on the ALMA correlator at 5000 metres elevation
Checking electronics on the ALMA correlator at 5000 metres elevation
kun på engelsk

Videoer

ESOcast 51: Verdens høyestliggende superdatamaskin klar til bruk
ESOcast 51: Verdens høyestliggende superdatamaskin klar til bruk

Se også