Už vieme, že Large Hadron Collider (LHC) bude najväčší a najdrahší fyzikálny experiment, aký kedy ľudstvo vykonalo. Zrážanie relativistických častíc pri energiách, ktoré boli predtým nepredstaviteľné (až do 14 TeV značky do konca desaťročia), vygeneruje milióny častíc (známych a doteraz neobjavených), ktoré je potrebné sledovať a charakterizovať obrovskými detektormi častíc. Tento historický experiment si bude vyžadovať obrovské úsilie v oblasti zberu a ukladania údajov a prepísanie pravidiel zaobchádzania s údajmi. Každých päť sekúnd, kolízie LHC vygenerujú ekvivalent údajov v hodnote DVD, čo je rýchlosť produkcie dát jeden gigabajt za sekundu. Aby som to uviedol do perspektívy, priemerný domáci počítač s veľmi dobrým pripojením môže byť schopný sťahovať údaje rýchlosťou jeden alebo dva megabajty za sekundu (ak máte veľké šťastie! Mám 500 kilobajtov za sekundu). Inžinieri spoločnosti LHC preto navrhli nový spôsob manipulácie s údajmi, ktorý je možné ukladať a distribuovať petabajtov (miliónov gigabajtov) údajov spolupracovníkom LHC na celom svete (bez starnutia a sivosti počas čakania na stiahnutie).
V roku 1990 Európska organizácia pre jadrový výskum (CERN) spôsobila revolúciu v spôsobe, akým žijeme. Minulý rok, Tim Berners-Lee, fyzik CERN, napísal návrh na správu elektronických informácií. Navrhol myšlienku, že informácie sa dajú ľahko preniesť cez internet pomocou niečoho, čo sa nazýva „hypertext“. Postupom času Berners-Lee a spolupracovník Robert Cailliau, systémový inžinier tiež v CERN, zostavili jednu informačnú sieť, aby pomohli vedcom CERNu spolupracovať a zdieľať informácie zo svojich osobných počítačov bez toho, aby ich museli ukladať na ťažkopádne pamäťové zariadenia. Hypertext umožnil používateľom prehliadať a zdieľať text pomocou webových stránok pomocou hypertextové odkazy, Berners-Lee potom vytvoril editor prehliadača a čoskoro si uvedomil, že túto novú formu komunikácie môže zdieľať veľké množstvo ľudí. V máji 1990 vedci CERN nazvali túto novú sieť spolupráce World Wide Web, CERN bol v skutočnosti zodpovedný za prvý web na svete: http://info.cern.ch/ a za prvý príklad toho, ako táto stránka vyzerala, sa dá nájsť na webovej stránke konzorcia World Wide Web Consortium.
CERN teda nie je cudzí pre správu dát cez internet, ale úplne nový LHC bude vyžadovať špeciálne zaobchádzanie. Ako zdôraznil David Bader, výkonný riaditeľ vysokovýkonnej výpočtovej techniky na Technologickom inštitúte v Gruzínsku, súčasná šírka pásma povolená internetom je obrovskou prekážkou, ktorá si vyžaduje ďalšie formy zdieľania údajov. "Ak sa pozriem na LHC a to, čo robí pre budúcnosť, jedna vec, ktorú web nedokázal urobiť, je správa fenomenálneho množstva údajov“Povedal, čo znamená, že je ľahšie ukladať veľké súbory údajov na pevné disky terabajtov a potom ich posielať poštou spolupracovníkom. Aj keď CERN riešil kolaboratívny charakter zdieľania údajov na World Wide Web, údaje, ktoré LHC vygeneruje, ľahko preťažia v súčasnosti dostupné malé šírky pásma.
Preto bola navrhnutá počítačová mriežka LHC. Mriežka spracováva rozsiahlu produkciu súborov údajov LHC v úrovniach, prvá (Úroveň 0) sa nachádza na mieste v CERN neďaleko Ženevy vo Švajčiarsku. Úroveň 0 pozostáva z obrovskej paralelnej počítačovej siete obsahujúcej 100 000 pokročilých CPU, ktoré boli nastavené na okamžité ukladanie a správu nespracovaných údajov (1 s a 0 s binárneho kódu), ktoré čerpá LHC. V tomto bode je potrebné poznamenať, že senzory nezistia všetky zrážky častíc, môže sa zachytiť iba veľmi malá frakcia. Aj keď je možné detegovať iba pomerne malý počet častíc, stále sa to prejavuje v obrovskom množstve.
Úroveň 0 spravuje časti údajov na výstupe tak, že ich vystrelí prostredníctvom vyhradených optických vlákien s rýchlosťou 10 gigabitov za sekundu na 11 Úroveň 1 stránky v Severnej Amerike, Ázii a Európe. Toto umožňuje spolupracovníkom, ako je napríklad Relativistický ťažký iónový zrážač (RHIC) v Národnom laboratóriu v Brookhavene v New Yorku, analyzovať údaje z experimentu ALICE a porovnávať výsledky zrážok olovených iónov LHC s ich vlastnými výsledkami zrážok ťažkých iónov.
Z medzinárodných počítačov úrovne 1 sú súbory údajov zabalené a odoslané na 140 Úroveň 2 počítačové siete umiestnené na univerzitách, laboratóriách a súkromných spoločnostiach po celom svete. V tomto okamihu budú mať vedci prístup k súborom údajov, aby vykonali prevod zo surového binárneho kódu na použiteľné informácie o energiách častíc a trajektóriách.
Systém úrovní je všetko v poriadku a dobré, ale bez vysoko efektívneho typu softvéru s názvom „middleware“ by to nefungovalo. Pri pokuse o prístup k údajom môže užívateľ chcieť získať informácie, ktoré sa šíria v petabajtoch údajov na rôznych serveroch v rôznych formátoch. Nazýva sa open-source platforma pre middleware Globus bude mať obrovskú zodpovednosť za hladké zhromažďovanie požadovaných informácií, akoby tieto informácie už boli umiestnené v počítači výskumného pracovníka.
Túto kombináciu viacvrstvového systému, rýchleho pripojenia a dômyselného softvéru je možné rozšíriť nad rámec projektu LHC. Vo svete, kde sa všetko stáva „na požiadanie“, by táto technológia mohla vytvoriť internet priehľadný koncovému užívateľovi. Okamžitý prístup k všetkému, od údajov získaných experimentmi na druhej strane planéty, až po prezeranie filmov vo vysokom rozlíšení bez čakania na indikátor priebehu sťahovania. Podobne ako vynález HTML od spoločnosti Berners-Lee, počítačová mriežka LHC môže spôsobiť revolúciu v spôsobe používania internetu.
Zdroje: Scientific American, CERN
