Solforskerne ved UiO) er de som bruker mest datakraft i Norge. Bildet er tatt av NASA i august 2012 og viser et massivt utbrudd av plasma og elektromagnetisk stråling (CME). Utbruddet sørget for at det vær sørlig stor aktivitet av aurora borealis (nordlys) mandag 3. september samme år.
Solforskerne ved UiO) er de som bruker mest datakraft i Norge. Bildet er tatt av NASA i august 2012 og viser et massivt utbrudd av plasma og elektromagnetisk stråling (CME). Utbruddet sørget for at det vær sørlig stor aktivitet av aurora borealis (nordlys) mandag 3. september samme år. (Foto: NASA)

Denne gjengen er norgesmestere i tungregning

Ingen i Norge bruker mer datakraft enn denne gjengen: – Vi kommer oss ikke ut i felt, så alt må skje i datamaskinene


Denne artikkelen er levert av Titan.uio.no, en nettavis utgitt av Universitetet i Oslo (UiO).

Ingen norske forskergrupper bruker så mye datakraft som solfysikerne ved UiO. Det handler om datakraft tilsvarende 14.000 laptoper i kontinuerlig drift. Stabler man disse, får man et bygg omtrent dobbelt så høyt som den planlagte hav-skyskraperen på Fornebu.

– Vi kommer jo oss ikke ut i felten, så forskningen vår må skje i datamaskinene. Det er der vi må bygge modellene som gjør oss i stand til å forstå mer av hvordan sola fungerer, sier professor Mats Carlsson.

Full av gåter

Han har sine ord i behold. Sola er nemlig ubeskrivelig langt unna og vanvittig varm, ingen jordboere kan komme seg dit. Likevel er den avgjørende for alt liv på jorda.

Men den er fortsatt full av gåter. Og det er datamaskinene og forskernes kloke hoder som skal løse dem.

Uninett Sigma2 tildeler dataressurser til norske universiteter og høyskoler. To ganger i året må de ulike miljøene konkurrere om å få sin andel av den nasjonale datakraften.

Carlsson, som leder solfysikkgruppen ved UiO, har i årevis toppet Uninett Sigma2s liste over tildelte nasjonale ressurser i Norge innen tungregning for forskere. Solfysikerne har fått mer enn 3,5 ganger så mye datakraft som nummer to på lista.

14 000 bærbare

I inneværende år er Carlsson og co. tildelt 115.000.000 CPU-timer, det tilsvarer samme datakraft som hele kapasiteten på rundt 14.000 vanlige laptoper.

Solfysikkgruppen ved Universitetet i Oslo. Foto: Gunhild M . Haugnes/UiO

Stabler man disse bærbare PC'ene oppå hverandre, blir det omtrent dobbelt så høyt som den planlagte skyskraperen for havsatsing på Fornebu.

Og behovet for datakraft vil bare øke, de siste årene har det økt med rundt 20 prosent i året.

Men dette er ikke nok for solfysikerne. Carlsson leder an inn i det aller helligste på UiOs Institutt for Astrofysikk – et kjellerrom smekkfullt av blinkende servere som er i full aktivitet hele tiden.

6000 terabyte

I rommet ved siden av står uutpakkede kasser med splitter nye datamaskiner, og enda mer er bestilt.

– Vi trenger et nytt, større datarom, sier Carlsson, som påpeker at plassproblemene begynner å bli prekære.

Men så ble da også bygningen forskerne holder til i, satt opp i en tid hvor dataalderen og «den nye vinen» Big Data var en evighet unna. Den er ikke tilpasset dagens behov. Men inntil nye lokaler blir tilgjengelig, gjør forskerne det beste ut av situasjonen.

HVA ER CPU OG GPU?

En CPU (engelsk forkortelse for Central Processing Unit), også kalt prosessor, er hovedregne/prosesseringsenheten i en datamaskin som utfører instruksjonene i et dataprogram og den primære enheten som gjennomfører datamaskinens funksjoner.

Grafikkprosessor eller GPU (Graphics Processing Unit) er mikroprosessoren som behandler grafikk i nyere datamaskiner. GPU fungerer på mange måter som CPU-en, men er laget for å behandle grafikkdata.

– Det som står her, er mest til daglige analyser og sørger for å drifte arbeidsstasjonene våre. Det er snakk om lagringskapasitet på ca. 6000 terabyte, påpeker Carlsson.

Så hva er det astrofysikerne trenger så mye datakraft til? De får tilgang til enorme mengder data fra universet, og spesielt fra sola, som er hentet ned fra satellitter og teleskoper over hele verden.

Dette brukes datakraften til

Det handler om temperaturer i lagene rundt sola, solflekker og solstormer. Og ikke minst er de opptatt av å se på hvordan magnetfeltet omdannes til energi, noe som er viktig for å forstå plasmafysikken over atmosfæren.

Disse dataene behandles, analyseres og brukes til simuleringer og presenteres som tredimensjonale modeller av hele eller deler av sola.

Solfysikkgruppen er et forskningsmiljø i verdensklasse. Det hagler inn med store prosjekter både nasjonalt og internasjonalt, som krever og vil kreve mye tungregning framover.

Forskerne driver blant annet RoCS (Rosseland Centre for Solar Physics), som er et Senter for fremragende forskning (SFF).

(artikkelen fortsetter under)

– Datakraft er vårt viktigste verktøy

Og nylig fikk gruppen tildelt stipendet ERC-SyG for prosjektet «Whole Sun». Å få stipend fra det europeiske forskningsrådet ERC (European Research Council) er svært vanskelig og prestisjetungt. Solfysikerne har også fått ERC-stipender tidligere, og flere kan være på gang.

I tillegg til datakraft fra Uninett Sigma2 og eget datarom, jakter Norges råeste databrukere etter tungregneressurser verden over, gjerne i samarbeid med ulike partnere. Det gjelder ikke minst gjennom det omtalte «Whole Sun»-prosjektet

Blant annet bruker solfysikerne tid og kapasitet ved en superdatamaskin i Sveits. Carlsson har også hatt tildelinger ved PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe), som er et prosjekt hvor hensikten er å skape et pan-europeisk nettverk i verdensklasse for tungregning, som skal betjene alle vitenskapelige disipliner.

– Datakraft er vårt viktigste verktøy. Tilgang til tilstrekkelig datakraft er avgjørende for at vi skal kunne fortsette å hevde oss og kjøre de store prosjektene vi har. Det er ikke mulig å gjøre forskningsfunn uten datakraft og avansert datateknologi. Vi må hele tiden oppdatere oss på det siste innen datateknologi.

Det er Big Data som gjelder. Lagringskapasitet er det aller viktigste verktøyet for mange forskere. Ikke minst gjelder det for Mats Carlsson og hans kolleger. Her er Carlsson inne i forskernes eget datarom, som i hovedsak brukes til daglige analyser. Foto: Gunhild M . Haugnes/UiO

Fremtidens forskere må kode

Programmering og modellering, tungregning og nye dataanalyseverktøy sniker seg nå inn i nær sagt alle fag – og absolutt innen astrofysikk.

– Fremtidens forskere må kunne kode og oppdatere kunnskapen kontinuerlig. Samtidig knytter vi til oss støttemiljøer med eksperter som følger med på nye generasjoner teknologi og programvareutvikling tilpasset våre behov. Ikke minst er det sentralt med kompetanse på GPU-teknologi, sier Carlsson.

– Blant annet arrangeres det hackaton-samlinger, hvor kloke hoder utvikler bedre verktøy innen astrofysikk. Ikke minst handler det om å optimalisere kodingen for å utnytte datakraften – som er en begrenset ressurs.

Mens mange forskere i tillegg til lagrings og analysekapasitet også trenger sikker lagring, er ikke dette kritisk for astrofysikerne. Data om stjerner og planeter og alt det andre i universet er ikke sensitive data.

– Nei, vi jobber ikke med persondata eller hemmeligstemplet materiale. Her handler det om åpen kildekode og åpent tilgjengelige data, smiler Carlsson.

Kommentarer (12)

Kommentarer (12)
Til toppen