Как правило, космическая электроника обладает рядом специфических особенностей, связанных с условиями функционирования. Во-первых, она должна быть устойчива к повышенным уровням радиации, а во-вторых, потреблять как можно меньше энергии.
Интересно Астронавты NASA закончили трехлетнюю модернизацию батарей МКС
Стоит такая электроника очень дорого, а вычислительными мощностями не отличается, поэтому решение HPE об адаптации классических вычислительных платформ к условиям, царящим на МКС, выглядит вполне логично. К тому же, на МКС постоянно проводятся научные эксперименты, которым лишние терафлопсы отнюдь не помешали бы.
Первый космический суперкомпьютер
Первый вариант Spaceborne уже превосходил по производительности все, что когда-либо побывало на орбите. Этот космический суперкомпьютер состоял из двух серверов HPE Apollo 40, объединенных сетью InfiniBand со скоростью 56 Гбит/с, но что более важно, каждый вычислительный узел содержал по четыре ускорителя NVIDIA Tesla P100. Это позволило довести мощность Spaceborne до 1 Тфлопс – скромно по наземным меркам, но рекорд для космоса.
Первое поколение ВПО Spaceborne не использовалось в научных целях или для управления подсистемами МКС, его задачей было доказать возможность нормального функционирования серверного оборудования в условиях космической станции. Эксперимент завершился успешно, и теперь HPE готова представить новое поколение "космических суперкомпьютеров" – Spaceborne-2.
Чем особенный суперкомпьютер для МКС Spaceborne-2
Его основой стала конвергентная платформа для периферийных вычислений ВПО Edgeline EL4000, а в качестве основных вычислительных узлов применили серверы ВПО ProLiant DL360 последнего поколения с двумя процессорами Intel Xeon Cascade Lake и ускорителями NVIDIA T4. Ожидается, что по производительности Spaceborne-2 как минимум вдвое превзойдет своего предшественника, но что более важно – это уже не эксперимент и новый космический суперкомпьютер будет приносить реальную пользу на орбите.
Стоек с EL4000 и DL360 будет две, и обе будут следить за состоянием друг друга. Все данные дублируются между стойками, а SSD будут программно и аппаратно объединены в RAID-массивы. Несмотря на то, что SSD менее устойчивы к космической радиации (у Spaceborne-1 из 20 дисков в процессе эксплуатации вышло из строя 9 дисков), они имеют преимущество в скорости работы. К тому же некоторые запасные компоненты серверов будут в наличии на самой станции, чтобы их можно было быстро заменить.
Для общения между собой серверы будут использовать 10GbE-сеть. Питание систем будет осуществляться от двух независимых линий, которые подключены к солнечным батареям и аккумуляторам. Предусмотрено поэтапное динамическое регулирование уровня энергопотребления. Охлаждение у новых систем гибридное – теплообменник в стойке напрямую подключается к водному контуру охлаждения МКС.
Зачем на МКС этот компьютер и что он будет делать
Появление Spaceborne-2 позволит решить проблему обработки данных в кратчайшие сроки, а в некоторых случаях этих мощностей хватит и для проведения исследований без задействования наземных вычислительных мощностей. Среди названных ВПО сценариев использования – отслеживание наземного трафика из космоса с целью выявления его тенденций, оценка загрязнений атмосферы Земли, а также отслеживания воздушного и космического трафика, также в реальном времени.
Важное участие Spaceborne-2 примет и в обеспечении здоровья астронавтов, работающих на станции: мощностей новой платформы хватит на постоянное отслеживание показателей их здоровья, включая сложные – рентгеновские снимки и сонограммы. Это позволит поставить диагноз в кратчайшие сроки и тем самым минимизировать ущерб от возможного заболевания, а может быть и спасти жизнь больного астронавта.