Лаборатория информационных технологий им. М. Г. Мещерякова ОИЯИ совместно с Самарским национальным исследовательским университетом им. академика С. П. Королева запустила на базе Самарского университета грид-сайт для распределенной обработки физических данных эксперимента SPD на ускорительном комплексе NICA.
Вычислительный кластер эксперимента SPD NICA в Самарском университете им. Королева
Как сообщил Артем Петросян, старший научный сотрудник ЛИТ, заместитель координатора по компьютингу и программному обеспечению эксперимента SPD, Самарский университет является членом коллаборации SPD, начиная с 2021 года, и теперь станет активным участником обработки и хранения экспериментальных данных SPD.
Самарский университет им. Королева обладал всей необходимой для организации вычислительного кластера инженерной инфраструктурой. Опираясь на эти данные, группа специалистов ЛИТ ОИЯИ составила всю необходимую документацию и вместе с коллегами из Самарского университета запустила процесс реализации вычислительного кластера. Помимо Артема Петросяна, в группу ЛИТ вошли Данила Олейник, старший научный сотрудник ЛИТ, координатор по компьютингу и программному обеспечению эксперимента SPD, и Андрей Кирьянов, заместитель координатора по компьютингу и программному обеспечению эксперимента SPD, который также представляет Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова (НИЦ «Курчатовский институт»).
Позже, в 2024 и 2025 годах, Самарским университетом было закуплено необходимое вычислительное оборудование, которое было подключено и настроено при помощи сотрудников ЛИТ. Со стороны Самарского университета в этих работах принимают участие Владимир Салеев, главный научный сотрудник, заведующий кафедрой общей и теоретической физики, и Александр Баскаков, младший научный сотрудник, начальник центра телекоммуникаций. Сейчас грид-сайт Самарского университета уже полностью введен в эксплуатацию и стал частью системы обработки данных эксперимента SPD, реализованной Лабораторией на базе Многофункционального информационно-вычислительного комплекса ОИЯИ.
«Этот пример успешного сотрудничества ОИЯИ и Самарского университета имени Королева наглядно показал, что ЛИТ ОИЯИ обладает экспертизой разработки дорожной карты по созданию вычислительного кластера для любой организации. Это значит, что мы можем развернуть грид-кластер фактически с нуля и реализовать его вместе с научной организацией, которая никогда ранее не была частью систем распределенных вычислений и не имеет в этой области никакого опыта», —
подчеркнул Артем Петросян. По словам ученого, это открывает широкие перспективы для применения этого опыта для других участников коллаборации SPD и, в перспективе, масштабирования системы распределенных вычислений эксперимента.
«Сотрудничество физиков Самарского университета имени Королева и ОИЯИ в научной и образовательной сферах в последние годы интенсивно развивается, — отметил Владимир Салеев. — Работа в рамках коллаборации SPD NICA дает возможность ученым физического факультета участвовать на долговременной основе в проекте мирового уровня, привлекать студентов и аспирантов к интересной научной работе, как в области теоретической физики и компьютерного моделирования, так и в области современных информационных технологий. Дальнейшее развитие сотрудничества между университетом и ОИЯИ мы связываем, в частности, с возможностью открытия в Самарском университете Информационного центра ОИЯИ. Это позволит создать в университете структуру для интеграции фундаментальных исследований в регионе не только по физике высоких энергий и элементарных частиц, но и по другим перспективным направлениям квантовой физики: квантовым вычислениям и квантово-механическому дизайну новых материалов».
Грид-сайт в Самарском университете представляет собой объединение из 300 вычислительных узлов. Таким же объемом обладает грид-кластер другого участника коллаборации SPD – ПИЯФ НИЦ КИ. Напомним, что в декабре 2024 года на базе МИВК ОИЯИ и мощностях ПИЯФ было проведено первое массовое Монте-Карло моделирование с использованием распределенной системы обработки данных. Результатом стали более чем 200 миллионов событий. Хранение резервных копий полученных данных, занимающих свыше 500 терабайт, также было организовано на распределенных ресурсах ОИЯИ и ПИЯФ.
«Сотрудничество с ПИЯФ по организации вычислительного кластера дало ЛИТ огромный опыт и прекрасные возможности для выбора и проработки необходимых инфраструктурных и программных решений. Созданные разработки не только переносились в сотрудничающие с нами организации, но стали решением для ряда вычислительных задач ЛИТ ОИЯИ», — рассказал Артем Петросян.
Специалисты ЛИТ сопровождали развертывание вычислительного кластера Самарского университета на всех этапах и продолжают сотрудничество с самарскими коллегами. В настоящее время Самарский университет ведет закупку оборудования для организации в сотрудничестве с ЛИТ так называемого федеративного хранилища данных, обеспечивающего единый виртуальный объем хранения данных, поступающих из разных источников в разнородных системах хранения. В дальнейшем специалисты ЛИТ также планируют развертывание грид-кластера для SPD в Санкт-Петербургском государственном университете.
«Благодаря запуску грид-сайтов в трех научных организациях: ОИЯИ, ПИЯФ и Самарском университете имени Королева — эксперимент SPD стал первым в мегасайенс-проекте NICA, реализовавшим практически полнофункциональный прототип по-настоящему распределенной системы обработки и хранения экспериментальных данных, которая объединяет географически удаленные вычислительные центры», — прокомментировал событие директор ЛИТ ОИЯИ Сергей Шматов.
Эксперимент SPD (Spin Physics Detector) на коллайдере NICA нацелен на изучение спиновых характеристик элементарных частиц. Эксперимент будет решать задачи по изучению структуры протонов и дейтронов: природы и структуры их собственного момента импульса — спина. В коллайдере будут сталкиваться пучки поляризованных протонов и дейтронов. Эти исследования закроют неизученные ранее области энергий между теми, которые способны обеспечить установки ANKE ускорителя COSY (Германия) и ускоритель SATURNE (Франция), а также коллайдер RHIC (США) и будущая поляризованная физическая программа на LHC (ЦЕРН) и EIC (США).
Ускорительный комплекс NICA