18 juni 2021

Big Bang ontmoet Big Data

Dome overzichtje (dubbelklikken voor grote versie)

Dome overzichtje (dubbelklikken voor grote versie). Credit: ASTRON.

Square Kilometre Array (SKA) Zuid-Afrika, een business unit van de Zuid-Afrikaanse National Research Foundation (NRF), gaat samenwerken met ASTRON en IBM in een vierjarige samenwerking genaamd DOME (naar de bekende Zwitserse berg en de beschermkoepel voor telescopen). In dit project onderzoeken wetenschappers extreem snelle, maar energiezuinige, computersystemen om de enorme gegevensstromen die door de Square Kilometre Array (SKA)-telescoop zullen worden geproduceerd, op te vangen. De SKA is een internationaal project om de grootste en gevoeligste radiotelescoop ter wereld te bouwen in Zuid-Afrika en Australië, om zo de geschiedenis van het heelal beter te begrijpen. Het project is de ultieme uitdaging in ‘Big Data’ (grote hoeveelheden gegevens) en wetenschappers moeten grote sprongen op het gebied van computerwetenschappen maken om hiermee om te kunnen gaan. De impact hiervan zal ook ver buiten de SKA zichtbaar zijn en een nieuw tijdperk aanboren dat IBM het tijdperk voor cognitieve systemen noemt.

Als de SKA gereed is, zal het grote hoeveelheden gegevens ontvangen uit het verre heelal. Deze gegevens bevatten informatie over de Big Bang, het begin van het heelal meer dan 13 miljard jaar geleden. De schotels en zogenoemde ‘aperture array’-antennes van de SKA zullen tien keer zoveel gegevens produceren als het dagelijkse wereldwijde internetverkeer samen, maar de kracht waarmee al deze gegevens zullen worden verwerkt, overstijgt de capaciteiten van huidige ‘state-of-the-art’ technologie. Om deze uitdaging aan te gaan, zijn ASTRON en IBM vorig jaar een publiek-private samenwerking aangegaan in het DOME-project, om een fundamentele IT-roadmap te ontwikkelen voor de SKA. Hierin is ook een ‘users platform’ opgezet, waarin organisaties uit de hele wereld samen nieuwe technologieën in ‘high performance, energie-efficiente computing’, ‘nanofotonica’ en ‘streaming data’ kunnen onderzoeken. Met SKA Zuid-Afrika is de National Research Foundation nu een partner in het users platform van DOME. Wetenschappers van alle drie organisaties zullen samenwerken op afstand en in het nieuw opgerichte ASTRON & IBM Center for Exascale Technology in Drenthe. ‘De DOME-samenwerking brengt een ‘dreamteam’ samen van wetenschappers en ingenieurs in een spannende partnership van publieke en private instituten. Dit project legt de basis voor de wetenschappelijke gemeenschap om andere ‘data’-uitdagingen op te lossen, zoals klimaatveranderingen, genetische informatie en persoonlijke medische gegevens’, zegt Simon Ratcliffe, Technisch Coördinator van DOME-Zuid-Afrika.

In het bijzonder richten de wetenschappers uit Zuid-Afrika zich op de volgende onderzoeksaspecten:

  • De uitdaging in beeld brengen – fundamenteel onderzoek op het gebied van signaalverwerking en geavanceerde computeralgoritmen voor het ontvangen, verwerken en analyseren van SKA-gegevens, zodat heldere beelden gemaakt kunnen worden voor astronomen;
  • ‘Woestijn-proof’ technologie – het DOME-team onderzoekt en maakt prototypes van microserver-architecturen gebaseerd op vloeistof gekoelde driedimensionale chips. Het team in Zuid-Afrika zal dit onderzoek uitbreiden om de microservers ‘woestijn-proof’ te maken om de extreme omstandigheden, waarin de SKA zich zal bevinden, te ondervangen; en,
  • Software-analyse – de 64 schotels van de MeerKat-telescoop in Zuid-Afrika zullen gebruikt worden om een verfijnd holistisch en optimaal software-programma, dat zal helpen bij het ontwerpen van de SKA, te ontwikkelen en te testen. Bij deze ontwerpbenadering voor de uiteindelijke drieduizend SKA-schotels, zullen de kosten en systeemontwerp-aspecten zorgvuldig worden afgewogen.

Het DOME-onderzoek heeft implicaties ver buiten de astronomie. Deze wetenschappelijke vooruitgang zal helpen de basis te leggen voor een nieuw tijdperk in computing en technologieën die kunnen leren en redeneren. Uiteindelijk zullen deze cognitieve technologieën hele industrieën, inclusief de gezondheidszorg en de financiële wereld, helpen transformeren,’ zegt Dr. Ton Engbersen, DOME projectleider, IBM Research. ‘We ontwerpen bijvoorbeeld een systeem voor informatie-opslag, dat leert van zijn interacties met de gegevens. Het geeft in real time informatie door aan het opslagmedium dat het meest geschikt is voor elk bit, hetgeen ook toegepast kan worden in medische beeldverwerking. ‘DOME is niet alleen innovatief in een laboratorium, ons users platform zet een nieuwe standaard in een open samenwerking’, zegt Dr. Albert-Jan Boonstra, DOME projectleider, ASTRON. ‘Naast SKA Zuid-Afrika is de verwachting dat vier andere organisaties in de komende weken toe zullen treden, inclusief universiteiten en partijen uit het midden- en kleinbedrijf in Nederland.’ De vijf jaar durende DOME samenwerking wordt gerealiseerd met financiële steun van het ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie (EL&I) en de provincie Drenthe. Bron: Astron.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.