揭秘「天眼」的超級計算「大腦」

9月25日，有著「觀天巨眼」之稱的500米口徑球面射電望遠鏡FAST在我國貴州平塘縣正式啟用。至此，FAST終於取代坐落于波多黎各的350米口徑望遠鏡「阿雷西博」，成為新的全球射電望遠鏡之王。

正如FAST工程辦公室主任張蜀新所說，FAST憑藉500米的口徑、相當於30個足球場的接收面積，它不僅在尺寸規模上創造單口徑射電望遠鏡的新世界紀錄，而且在靈敏度和綜合性能上，也將登上世界的巔峰。FAST投入使用後，我國空間測控能力將由月球同步軌道延伸到太陽系外緣。這意味著，遠在百億光年外的射電信號，也有可能被FAST捕捉到。

隨之而來的一個問題是，「高靈敏度」和「更多來自宇宙的信息」，意味著海量數據存儲和複雜的計算要求，而天文學作為最先經歷信息爆炸的科學領域之一，歷來以數據量大、數據類型複雜見稱。FAST作為射電天文學界毋庸置疑的「世界第一天眼」，其對數據存儲與計算的需要，更是「天文級」的。

據了解，短期內，FAST的計算性能需求達到每秒200萬億次以上，存儲容量需求達到10PB以上。而隨著時間推移和科學任務的深入，其對計算性能和存儲容量的需求將爆炸式增長，數據量和計算量「大得驚人」。

「許多天文學家或多或少都曾因數據處理『無機可用』而叫苦不迭。FAST項目則不存在這個問題。」曙光公司總裁歷軍說，FAST在設計之中便將配套的超算中心規劃在內，曙光公司就是共建單位之一，承擔了支撐FAST運行的後端高性能計算機的研製和建設工作。

前不久，首期系統已經建成並投入使用，機房位於FAST一旁的綜合樓，可滿足FAST未來一年左右觀測數據存儲和初步分析處理的需求。歷軍說，超算中心的接入就像是給「天眼」連接上了計算「大腦」，將FAST探測到的未知信息處理成人類可解讀的內容。

歷軍透露，超算系統全部建成後，計算能力將達到每秒千萬億次以上，網路傳輸速度將達到100Gb/s，以高效能的數據存儲、分發、計算和分析全力支撐FAST高靈敏度、高性能的天文觀測。

天文研究是典型的數據密集型科學，數據的採集、存儲、管理、分析和可視化已成為天文學研究的新手段和新流程。作為繼實驗科學、理論科學、計算科學之後的第四種科學發現的模式，即「第四範式」，「科學大數據」逐漸成為新的科學發現的基礎。FAST項目也被看作是超級計算與觀天大數據結合的典型範例。

歷軍說，在未來一段時間，曙光還將針對FAST的需求特點繼續在數據的高效存儲、數據處理的性能優化、系統的功耗控制和快速交付等方面加強研發，以滿足未來FAST運行和科學研究需求。（記者 邱晨輝）

責編：海聞

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