北京2021年8月24日 /美通社/ -- 作為國之重器“500米口徑球面射電望遠鏡”（簡稱：FAST） -- “中國天眼”，向全球(qiu)發出邀約(yue)，各國科學(xue)工作者均可以通過在線方式(shi)提交觀(guan)測申請。是什么“底氣”，讓(rang)剛剛正式(shi)運行一年多的中國天眼就有(you)如此的大(da)舉措？……這與其(qi)不斷優化(hua)、擴(kuo)容、升級其(qi)超大(da)規模數(shu)據基礎(chu)設施有(you)著(zhu)何種(zhong)密(mi)不可分的關(guan)系(xi)？

“中國天眼”FAST，作為全球口徑最大、靈敏度最高的射電望遠鏡，以其具備能夠觀測到130多億光年，即接近宇宙邊緣區域的“捕獲”能力，正在試圖回答兩千多年前屈原面對浩瀚宇宙時所發出“問天” -- “圜(yuan)則(ze)九重，孰營度之？惟(wei)茲何功，孰初作之？”。

精耕天文級數據 “中國天眼”贏得世界矚目

截至2021年年初(chu)，“中國天眼”FAST在經歷調試、試運行到正式開放運行，其觀測服務已累積近6000個機時、發現300多顆脈沖星。基于FAST數據發表的(de)高質量(liang)論文達40余(yu)篇，其中快速射電暴(bao)相關研究成(cheng)果成(cheng)功入(ru)選《自然》2020年十大科學發現。

正如(ru)“中國天眼”FAST之父 -- 南(nan)仁東在(zai)其與同事所撰寫(xie)的(de)(de)(de)“FAST的(de)(de)(de)進展 -- 科學、技術與設備”一(yi)文中所指(zhi)出的(de)(de)(de)，“FAST成功(gong)運行離不開(kai)一(yi)套穩定且(qie)高效(xiao)的(de)(de)(de)觀測模式規劃及數據處理(li)系統(tong)。”由(you)此可見，獲(huo)得高質(zhi)量、完整(zheng)性的(de)(de)(de)天文數據對FAST能否有效(xiao)支撐科研(yan)工作起著至關(guan)重要(yao)的(de)(de)(de)作用。伴隨著FAST持(chi)續、系統(tong)的(de)(de)(de)科學產出，它也正在(zai)面臨來自數據處理(li)層面的(de)(de)(de)巨(ju)大挑戰。

在FAST采用L波段的19波束饋源接(jie)收(shou)機(ji)之后，其(qi)每秒最高傳輸基帶數(shu)(shu)據(ju)從此前3GB左右，直接(jie)飆(biao)升(sheng)到每秒38G，平(ping)均每小(xiao)時接(jie)收(shou)到的有效(xiao)科學數(shu)(shu)據(ju)近3.6TB。隨著(zhu)FAST步入常規運(yun)行，觀測數(shu)(shu)據(ju)量(liang)和科學目(mu)標的持續增加，FAST多科學目(mu)標巡天(tian)每天(tian)將會(hui)產生(sheng)約500TB的零級未壓縮(suo)數(shu)(shu)據(ju)。

面對規模(mo)大、來源廣、多樣化、多時相、多尺(chi)度(du)、高維度(du)、高復雜性和非結構化等特點的天文大數據(ju)，FAST急需構建起一個具備高帶(dai)寬數據(ju)實時上傳(chuan)、讀取，存儲以(yi)及滿足(zu)HPC、AI等不同算力需求的超大規模(mo)數據(ju)處理(li)平臺(tai)。

打破數據處理“限高” FAST實現持續“提速”

繼浪潮存(cun)儲首次為“中(zhong)(zhong)國(guo)天(tian)(tian)眼(yan)”FAST提供高性能和(he)高密度兩種分布(bu)式(shi)存(cun)儲節點后(hou)，2021年，浪潮存(cun)儲再次為其(qi)提供分布(bu)式(shi)存(cun)儲高密度節點。針對“中(zhong)(zhong)國(guo)天(tian)(tian)眼(yan)”FAST不同階段對巨量天(tian)(tian)文數據處理的(de)需求(qiu)，天(tian)(tian)眼(yan)工程師與(yu)浪潮存(cun)儲一起(qi)通(tong)過(guo)對業務(wu)場景需求(qiu)的(de)深入洞察(cha)和(he)研究，共同探索分布(bu)式(shi)存(cun)儲技術在(zai)教科研應用場景的(de)方案優化和(he)定制開發，保證了“中(zhong)(zhong)國(guo)天(tian)(tian)眼(yan)”FAST觀測和(he)研究任務(wu)的(de)持續推(tui)進。

在“中(zhong)國天眼”FAST科研數(shu)據(ju)中(zhong)心升級過程中(zhong)，浪潮(chao)存(cun)儲獨創性地(di)在一套分(fen)布式存(cun)儲平臺AS13000G5中(zhong)部(bu)署了(le)面(mian)向高性能(neng)計(ji)算和(he)(he)AI應用的(de)H節(jie)點和(he)(he)面(mian)向高密度場(chang)景的(de)M60兩種節(jie)點。H節(jie)點有效(xiao)提(ti)(ti)升了(le)天文大(da)數(shu)據(ju)處理和(he)(he)分(fen)析的(de)效(xiao)率。與此形(xing)成(cheng)呼應，M60節(jie)點憑借接近1PB的(de)單節(jie)點容(rong)量，為FAST提(ti)(ti)供了(le)海量存(cun)儲空間。

整套(tao)分布式(shi)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)平(ping)臺實現(xian)了(le)冷熱數據分層(ceng)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)，全面提升(sheng)(sheng)天文(wen)大數據存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)、處(chu)理和實時分析能(neng)力。借助分布式(shi)存(cun)(cun)(cun)(cun)儲(chu)平(ping)臺所展開(kai)的AI深度學習，實現(xian)了(le)對FAST主動(dong)反(fan)射面進行優化(hua)，使預測效率提升(sheng)(sheng)至秒級。

浪(lang)(lang)潮存儲(chu)(chu)于2021年再次(ci)為“中(zhong)(zhong)國天(tian)眼”FAST提供分布式存儲(chu)(chu)高(gao)密度節點。針(zhen)對FAST科(ke)研數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)逐步加大對科(ke)學用(yong)戶開放使用(yong)，觀(guan)測原始數(shu)據(ju)和數(shu)據(ju)分析處理所需(xu)的存儲(chu)(chu)空間(jian)日益緊張(zhang)的迫切需(xu)求(qiu)，浪(lang)(lang)潮存儲(chu)(chu)在本次(ci)合作中(zhong)(zhong)，采用(yong)業界首個“多合一”極簡架構，以便(bian)確保“中(zhong)(zhong)國天(tian)眼”FAST持(chi)續、高(gao)質量的科(ke)學產(chan)出。

浪(lang)潮存儲“多(duo)合(he)一”極簡架構實(shi)現了在(zai)4U空間內最(zui)高可承(cheng)載1PB數據(ju)(ju)，提供上百GB/s的帶寬資源，具備靈活的在(zai)線(xian)擴展(zhan)容量(liang)，其最(zui)高可擴展(zhan)至5120節點(dian)、數據(ju)(ju)規模可突破EB級，最(zui)終可滿足(zu)“中國天眼(yan)”未來幾年乃至十幾年的天文大數據(ju)(ju)存儲和處理(li)需求。

今天，屈原的“圜(yuan)則九重，孰營度之？惟茲(zi)何功，孰初(chu)作之？”依然縈(ying)繞(rao)耳畔，“中國(guo)(guo)天眼”FAST向全球天文科(ke)學家發出邀約，為國(guo)(guo)際(ji)同(tong)行提供平臺“觀(guan)測時(shi)間”，共同(tong)仰望(wang)天空，探尋(xun)星辰大(da)海(hai)。