科普丨揭秘“天眼”的超级计算“大脑”

　　9月25日，有着“观天巨眼”之称的500米口径球面射电望远镜FAST在我国贵州平塘县正式启用。至此，FAST终于取代坐落于波多黎各的350米口径望远镜“阿雷西博”，成为新的全球射电望远镜之王。

　　正如FAST工程办公室主任张蜀新所说，FAST凭借500米的口径、相当于30个足球场的接收面积，它不仅在尺寸规模上创造单口径射电望远镜的新世界纪录，而且在灵敏度和综合性能上，也将登上世界的巅峰。FAST投入使用后，我国空间测控能力将由月球同步轨道延伸到太阳系外缘。这意味着，远在百亿光年外的射电信号，也有可能被FAST捕捉到。

　　随之而来的一个问题是，“高灵敏度”和“更多来自宇宙的信息”，意味着海量数据存储和复杂的计算要求，而天文学作为最先经历信息爆炸的科学领域之一，历来以数据量大、数据类型复杂见称。FAST作为射电天文学界毋庸置疑的“世界第一天眼”，其对数据存储与计算的需要，更是“天文级”的。

　　据了解，短期内，FAST的计算性能需求达到每秒200万亿次以上，存储容量需求达到10PB以上。而随着时间推移和科学任务的深入，其对计算性能和存储容量的需求将爆炸式增长，数据量和计算量“大得惊人”。

　　“许多天文学家或多或少都曾因数据处理‘无机可用’而叫苦不迭。FAST项目则不存在这个问题。”曙光公司总裁历军说，FAST在设计之中便将配套的超算中心规划在内，曙光公司就是共建单位之一，承担了支撑FAST运行的后端高性能计算机的研制和建设工作。

　　前不久，首期系统已经建成并投入使用，机房位于FAST一旁的综合楼，可满足FAST未来一年左右观测数据存储和初步分析处理的需求。历军说，超算中心的接入就像是给“天眼”连接上了计算“大脑”，将FAST探测到的未知信息处理成人类可解读的内容。

　　历军透露，超算系统全部建成后，计算能力将达到每秒千万亿次以上，网络传输速度将达到100Gb/s，以高效能的数据存储、分发、计算和分析全力支撑FAST高灵敏度、高性能的天文观测。

　　天文研究是典型的数据密集型科学，数据的采集、存储、管理、分析和可视化已成为天文学研究的新手段和新流程。作为继实验科学、理论科学、计算科学之后的第四种科学发现的模式，即“第四范式”，“科学大数据”逐渐成为新的科学发现的基础。FAST项目也被看作是超级计算与观天大数据结合的典型范例。

　　历军说，在未来一段时间，曙光还将针对FAST的需求特点继续在数据的高效存储、数据处理的性能优化、系统的功耗控制和快速交付等方面加强研发，以满足未来FAST运行和相关科学研究需求。（记者 邱晨辉）