北京2021年8月24日 /美通社/ -- 作為國之重器“500米口徑球面射電望遠鏡”（簡稱：FAST） -- “中國天眼”，向全球發(fā)出邀約，各國科學工作者均可以通過在線方式提交觀測申請。是什么“底氣”，讓剛剛正式運行一年多的中國天眼就有如此的大舉措？……這與其不斷優(yōu)化、擴容、升級其超大規(guī)模數(shù)據(jù)基礎設施有著何種密不可分的關系？

“中國天眼”FAST，作為全球口徑最大、靈敏度最高的射電望遠鏡，以其具備能夠觀測到130多億光年，即接近宇宙邊緣區(qū)域的“捕獲”能力，正在試圖回答兩千多年前屈原面對浩瀚宇宙時所發(fā)出“問天” -- “圜則九重，孰營度之？惟茲何功，孰初作之？”。

精耕天文級數(shù)據(jù) “中國天眼”贏得世界矚目

截至2021年年初，“中國天眼”FAST在經(jīng)歷調試、試運行到正式開放運行，其觀測服務已累積近6000個機時、發(fā)現(xiàn)300多顆脈沖星。基于FAST數(shù)據(jù)發(fā)表的高質量論文達40余篇，其中快速射電暴相關研究成果成功入選《自然》2020年十大科學發(fā)現(xiàn)。

正如“中國天眼”FAST之父 -- 南仁東在其與同事所撰寫的“FAST的進展 -- 科學、技術與設備”一文中所指出的，“FAST成功運行離不開一套穩(wěn)定且高效的觀測模式規(guī)劃及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。”由此可見，獲得高質量、完整性的天文數(shù)據(jù)對FAST能否有效支撐科研工作起著至關重要的作用。伴隨著FAST持續(xù)、系統(tǒng)的科學產(chǎn)出，它也正在面臨來自數(shù)據(jù)處理層面的巨大挑戰(zhàn)。

在FAST采用L波段的19波束饋源接收機之后，其每秒最高傳輸基帶數(shù)據(jù)從此前3GB左右，直接飆升到每秒38G，平均每小時接收到的有效科學數(shù)據(jù)近3.6TB。隨著FAST步入常規(guī)運行，觀測數(shù)據(jù)量和科學目標的持續(xù)增加，F(xiàn)AST多科學目標巡天每天將會產(chǎn)生約500TB的零級未壓縮數(shù)據(jù)。

面對規(guī)模大、來源廣、多樣化、多時相、多尺度、高維度、高復雜性和非結構化等特點的天文大數(shù)據(jù)，F(xiàn)AST急需構建起一個具備高帶寬數(shù)據(jù)實時上傳、讀取，存儲以及滿足HPC、AI等不同算力需求的超大規(guī)模數(shù)據(jù)處理平臺。

打破數(shù)據(jù)處理“限高” FAST實現(xiàn)持續(xù)“提速”

繼浪潮存儲首次為“中國天眼”FAST提供高性能和高密度兩種分布式存儲節(jié)點后，2021年，浪潮存儲再次為其提供分布式存儲高密度節(jié)點。針對“中國天眼”FAST不同階段對巨量天文數(shù)據(jù)處理的需求，天眼工程師與浪潮存儲一起通過對業(yè)務場景需求的深入洞察和研究，共同探索分布式存儲技術在教科研應用場景的方案優(yōu)化和定制開發(fā)，保證了“中國天眼”FAST觀測和研究任務的持續(xù)推進。

在“中國天眼”FAST科研數(shù)據(jù)中心升級過程中，浪潮存儲獨創(chuàng)性地在一套分布式存儲平臺AS13000G5中部署了面向高性能計算和AI應用的H節(jié)點和面向高密度場景的M60兩種節(jié)點。H節(jié)點有效提升了天文大數(shù)據(jù)處理和分析的效率。與此形成呼應，M60節(jié)點憑借接近1PB的單節(jié)點容量，為FAST提供了海量存儲空間。

整套分布式存儲平臺實現(xiàn)了冷熱數(shù)據(jù)分層存儲，全面提升天文大數(shù)據(jù)存儲、處理和實時分析能力。借助分布式存儲平臺所展開的AI深度學習，實現(xiàn)了對FAST主動反射面進行優(yōu)化，使預測效率提升至秒級。

浪潮存儲于2021年再次為“中國天眼”FAST提供分布式存儲高密度節(jié)點。針對FAST科研數(shù)據(jù)中心逐步加大對科學用戶開放使用，觀測原始數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析處理所需的存儲空間日益緊張的迫切需求，浪潮存儲在本次合作中，采用業(yè)界首個“多合一”極簡架構，以便確保“中國天眼”FAST持續(xù)、高質量的科學產(chǎn)出。

浪潮存儲“多合一”極簡架構實現(xiàn)了在4U空間內(nèi)最高可承載1PB數(shù)據(jù)，提供上百GB/s的帶寬資源，具備靈活的在線擴展容量，其最高可擴展至5120節(jié)點、數(shù)據(jù)規(guī)模可突破EB級，最終可滿足“中國天眼”未來幾年乃至十幾年的天文大數(shù)據(jù)存儲和處理需求。

今天，屈原的“圜則九重，孰營度之？惟茲何功，孰初作之？”依然縈繞耳畔，“中國天眼”FAST向全球天文科學家發(fā)出邀約，為國際同行提供平臺“觀測時間”，共同仰望天空，探尋星辰大海。