Už víme, že Large Hadron Collider (LHC) bude největší a nejdražší fyzikální experiment, jaký kdy lidstvo provedlo. Srážení relativistických částic u energií dříve nepředstavitelných (do konce 14 TeV do konce desetiletí) povede ke vzniku milionů částic (známých a dosud objevených), které je třeba sledovat a charakterizovat obrovskými detektory částic. Tento historický experiment bude vyžadovat obrovské úsilí o shromažďování a ukládání dat, přepisování pravidel zpracování dat. Každých pět sekund vygenerují kolize LHC ekvivalent dat DVD, což je rychlost produkce dat 1 gigabajt za sekundu. Abych to uvedl do perspektivy, průměrný domácí počítač s velmi dobrým připojením může být schopen stahovat data rychlostí jeden nebo dva megabajty za sekundu (pokud máte velké štěstí! Mám 500 kilobajtů za sekundu). Inženýři společnosti LHC tedy navrhli nový způsob zpracování dat, který lze ukládat a distribuovat petabytů (miliony gigabajtů) dat spolupracovníkům LHC po celém světě (aniž by stárli a byli šedí, zatímco čekají na stažení).
V roce 1990 Evropská organizace pro jaderný výzkum (CERN) způsobila revoluci v tom, jak žijeme. Minulý rok, Tim Berners-Lee, fyzik CERN, napsal návrh na správu elektronických informací. Navrhl myšlenku, že informace lze snadno přenášet přes internet pomocí něčeho, co se nazývá „hypertext“. Postupem času pokračoval Berners-Lee a spolupracovník Robert Cailliau, systémový inženýr také v CERNu, sestavit jednotnou informační síť, která vědcům CERNu pomůže spolupracovat a sdílet informace ze svých osobních počítačů, aniž by je museli ukládat na těžkopádná paměťová zařízení. Hypertext umožnil uživatelům procházet a sdílet text pomocí webových stránek pomocí hypertextové odkazy. Berners-Lee poté vytvořil prohlížeč-editor a brzy si uvědomil, že tuto novou formu komunikace může sdílet velké množství lidí. V květnu 1990 vědci CERN nazvali tuto novou síť pro spolupráci Celosvětová Síť. CERN byl ve skutečnosti zodpovědný za první web na světě: http://info.cern.ch/ a první příklad toho, jak tento web vypadal, lze najít na webových stránkách konsorcia World Wide Web Consortium.
CERN tedy není cizí pro správu dat přes internet, ale zcela nový LHC bude vyžadovat zvláštní zacházení. Jak zdůraznil David Bader, výkonný ředitel vysoce výkonné výpočetní techniky na Gruzínském technologickém institutu, současná šířka pásma povolená internetem je obrovskou překážkou, takže další formy sdílení dat jsou více žádoucí. „Když se podívám na LHC a to, co dělá pro budoucnost, jedna věc, kterou web nedokázal udělat, je správa fenomenálního množství dat“Řekl, což znamená, že je snazší ukládat velké soubory dat na pevné disky terabajtů a poté je poslat na příspěvek spolupracovníkům. Přestože se CERN zabýval spoluprací na sdílení dat na World Wide Web, data, která LHC vygeneruje, snadno přetíží malé dostupné šířky pásma.
Proto byla navržena počítačová mřížka LHC. Mřížka zpracovává rozsáhlou produkci datových sad LHC v úrovních, první (Úroveň 0) se nachází na místě v CERN poblíž Ženevy ve Švýcarsku. Úroveň 0 se skládá z obrovské paralelní počítačové sítě obsahující 100 000 pokročilých procesorů, které byly nastaveny tak, aby okamžitě ukládaly a spravovaly nezpracovaná data (1s a 0s binárního kódu) čerpaná LHC. V tomto bodě je třeba poznamenat, že ne všechny srážky částic budou detekovány senzory, může být zachycen pouze velmi malý zlomek. Přestože lze detekovat pouze poměrně malé množství částic, stále se to projevuje v obrovském množství.
Úroveň 0 spravuje části dat vydávaných pomocí tryskání prostřednictvím vyhrazených optických linek s vlákny 10 gigabitů za sekundu na 11 Úroveň 1 stránky v Severní Americe, Asii a Evropě. To umožňuje spolupracovníkům, jako je Relativistický těžký iontový kluzák (RHIC) v Brookhaven National Laboratory v New Yorku, analyzovat data z experimentu ALICE a porovnat výsledky z kolizí olověných iontů LHC s jejich vlastními výsledky kolizí těžkých iontů.
Z mezinárodních počítačů úrovně 1 jsou datové sady zabaleny a odeslány na 140 Úroveň 2 počítačové sítě umístěné na univerzitách, laboratořích a soukromých společnostech po celém světě. V tomto okamžiku budou mít vědci přístup k datovým sadám, aby provedli převod ze surového binárního kódu na použitelné informace o energiích částic a trajektoriích.
Řádkový systém je v pořádku a dobrý, ale bez vysoce efektivního typu softwaru s názvem „middleware“ by to nefungovalo. Při pokusu o přístup k datům může uživatel chtít informace, které se šíří po petabajtech dat na různých serverech v různých formátech. Otevřená platforma pro middleware s názvem Globus bude mít obrovskou odpovědnost za hladké shromažďování požadovaných informací, jako by tyto informace již seděly v počítači výzkumného pracovníka.
Právě tato kombinace vrstveného systému, rychlého připojení a důmyslného softwaru by mohla být rozšířena i mimo projekt LHC. Ve světě, kde se všechno stává „na vyžádání“, by tato technologie mohla vytvořit internet průhledný koncovému uživateli. Bude existovat okamžitý přístup ke všem, od dat vytvořených experimenty na druhé straně planety, až po sledování filmů ve vysokém rozlišení bez čekání na ukazatel průběhu stahování. Podobně jako Berners-Leeův vynález HTML může LHC Computing Grid způsobit revoluci v tom, jak používáme internet.
Zdroje: Scientific American, CERN
