Magyarországon találhatják meg a Higgs-bozont

Budapestre helyezi első szintű adatközpontját a CERN, miután a Wigner Fizikai Kutatóintézet nyerte az erre kiírt európai tendert. Egy 100 gigabit/másodperc sávszélességű optikai hálózaton a teljes magyar internetforgalommal összemérhető adattömeg érkezik majd folyamatosan Svájcból, ezt kell elemezniük a világ fizikusainak.

Gigantikus adattömeg keletkezik folyamatosan az európai részecskefizikai kutatóintézet, a CERN falai között. Itt működik a világ legnagyobb részecskegyorsítója, a Nagy Hadronütköztető (Large Hadron Collider, LHC), amely percenként 30 DVD-nyi hasznos adatot termel.

A fizikusok szerint ezekben az adatokban vannak elrejtve eddig ismeretlen vagy csak feltételezett részecskék, például a régóta keresett Higgs-bozon nyomai. Ezért kulcsfontosságú a megfelelő tárolásuk: először a CERN számítógépközpontjának hatalmas PC-farmjára kerülnek, a végső tárolást pedig szalagos adattároló egységek végzik. Az adatokat aztán innen küldik ki feldolgozásra a világ minden részére.

Ez nem a HAL 9000, ez a CERN jelenlegi első szintű adatközpontjának részlete

Magyarok nyerték a CERN informatikai tenderét

Két éve merült fel először, hogy a CERN kihelyezett adatközpontot létesít. Ennek egyik oka, hogy komputerközpontjában már nem lehet több gépet elhelyezni, és nem a helyhiány miatt, hanem azért, mert túlmelegszik a gépeket befogadó hatalmas, fűtetlen csarnok. A másik ok a drága áram, amelyet egy közeli francia atomerőműből kap az intézmény (jellemző, hogy a CERN szokásos karbantartási leállását télen, a drágább áram időszakában végzik).

A CERN 2011 augusztusában írta ki a tendert, amelyre körülbelül 30 érdeklődés, majd 14 pályázat érkezett - az egyik a Magyar Tudományos Akadémiához tartozó KFKI RMKI informatikai munkacsoportjának pályázata volt. "Vettünk egy mély levegőt, és azt mondtuk: vegyük komolyan a digitális Magyarországért cselekvési tervet" - mondja Lévai Péter, az MTA Wigner Fizikai Kutatóintézet megbízott igazgatója (a KFKI RMKI az idén január 1-jétől már ennek részeként működik). "A pályázatot tavaly novemberben adtuk be, januárban már itt volt egy csoport a CERN-ből, aztán mi mentünk ki. Március közepén tudtuk meg, hogy a mi pályázatunk vezeti a 14-es listát."

A pályázat végül nyert: a CERN fő adatközpontját Budapestre, az MTA Wigner Fizikai Kutatóintézetbe, pontosabban ennek idén felépülő adatközpontjába helyezi. A Wigner Adatközpont létrehozása a 2012-es év hazai informatikai nagyberuházása, a Nemzeti Fejlesztési Minisztérium (NFM) 8,5 milliárd forintos támogatásával, amelyet főként az épületre és a gépészetre fordítanak. A budapesti adatközpont, illetve az itt helyet kapó CERN@WIGNER projekt így kulcsszerepet tölt majd be a Nagy Hadronütköztető (LHC) adatainak feldolgozásában, egyúttal a Higgs-bozon kutatásában. A pályázat elnyerésének jelentőségét az is érzékelteti, hogy voltak pályázók például Svédországból, Norvégiából, sőt Svájcból is.

A Wigner Adatközpontnak 2013 januárjában már működnie kell. Több mint 1000 négyzetméteren közel 200 ezer számítógép lesz itt

A budapesti központban a fizikai elemzésre váró adatok lesznek eltárolva, a CERN úgynevezett GRID-rendszerében ez Tier 0-s szintnek felel meg, azaz innen kérhetik le az adatokat más, kisebb központokba (részletesebben lásd keretes írásunkban).

A pályázat sikere annak köszönhető, hogy rendelkezésre áll a megfelelő helyszín (a KFKI RMKI csillebérci telephelyén), megvan a logisztikai háttér, és a KFKI RMKI már üzemeltetett alsóbbrendű számítóközpontot a CERN GRID-rendszerében. Az is előnynek számított, hogy a projekt mögött állami szerepvállalás van, és Magyarországon szerényebbek a fizetések is, mint tőlünk nyugatra.

Az adatfeldolgozás csúcsán lesz Budapest

Az LHC-ből előszűrés (trigger) után érkező adatok merevlemezekre kerülnek, és azonnal megkezdődik további feldolgozásuk, rendszerezésük és szalagra mentésük. Ezt a tevékenységet a Tier-0 központ végzi, amely jelenleg a CERN-ben található. Ez a központ küldi szét az adatokat a Tier-1 központokba, amelyek pedig piramisszerűen továbbítják az adatokat és feldolgozási feladatokat a kisméretű, néhány száz vagy ezer processzort tartalmazó Tier-2 állomások felé, ahol a végső feldolgozás történik. A sor végét a még kisebb, szintén adatfeldolgozást végző Tier-3 központok zárják. Ez a hierarchikus GRID-rendszer dolgozza föl a következő 20 évben az LHC detektoraiból ömlő adatokat, egyben lehetővé teszi a fizikai kérdések megválaszolását. A CERN@WIGNER projekt 2013. január 1-jével Csillebércre hozza a Tier-0 központot. (Jelenleg az MTA WIGNER FK-ban egy Tier-2 központ üzemel, Debrecenben pedig egy Tier-3 központ.)

100 gigabit/másodperces kapcsolat

A CERN@WIGNER projekt keretében 100-200 ezer számítógép üzemel majd, ezeket a CERN vásárolja körülbelül 40 milliárd forint értékben. A gépeket üzemeltető 20-25 fős szakembergárda magyar lesz. Az 1300 kilométerre lévő CERN egy igen nagy sebességű hálózaton csatlakozik a Wigner Adatközponthoz. Az együttműködés keretében Európában először valósul meg üzemszerűen működő, 100 gigabit/másodperc sávszélességű, nagy távolságú hálózati összeköttetés, amelyet később 400 gigabit/másodpercre terveznek bővíteni. Ez az optikai hálózat önmagában a teljes hazai internetforgalommal összemérhető adatmennyiséget továbbít majd. (Valószínű, hogy ez a GÉANT-hálózat lesz. A GÉANT egy nagysebességű kutatói hálózat, amely 2000 óta működik az EU támogatásával. 50 000 kilométernyi kábele - ezen belül 12 000 kilométernyi optikai kábel - egész Európát behálózza.)

"Ez valóban azt jelenti, hogy egy információs szupersztráda épül ki a CERN és Budapest között, és ennek hosszú távú pozitív hatásai is lehetnek. Erről a sztrádáról ugyanis helyben már más leágazásokat lehet építeni, azaz más adatközpontokat lehet létesíteni Magyarországon a jövőben" - mondja Lévai.

A program 3+4 évre szól. Az adattárolás merevlemezeken történik majd (a nagy szalagos adattárolók továbbra is a CERN-ben maradnak). A folyamatos áramellátást szünetmentes tápegységek és dízelgenerátorok biztosítják. A számítógépközpont tervezett kapacitásának körülbelül a fele lesz a CERN-é, a másik felét hazai kutatási-fejlesztési programok kiszolgálására szeretnék felhasználni.

"A magyar tudományos élet és a hazai informatikai tudás elismerése, hogy ezt ránk merik bízni. Egyben óriási lehetőség a világ információs technológiai fejlesztéseinek élvonalában maradni" - mondta Lévai. "Nagy siker ez Magyarország számára: kis túlzással a CERN ide helyezi az agyközpontját. Régóta szerettünk volna a CERN beszállítói lenni, és ez most bekövetkezett" - mondta Pálinkás József, az MTA elnöke.