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1 TFLOPS an Rechenleistung in der ISS und Erdumlaufbahn

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hpeÜber eine gesicherte Verbindung ist die Internationale Raumstation ISS bereits seit geraumer Zeit mit dem Internet verbunden. Viele der Daten, die durch Experiemente auf der ISS gewonnen werden, werden über diese Verbindung an die Bodenstationen übertragen und dort ausgewertet. Bereits seit einem Jahr umkreiste ein Rechner mit einer Rechenleistung von 1 TFLOPS an Bord der ISS die Erde. Dieser Test ist erfolgreich abgeschlossen worden und somit kann der Spaceborne Computer in den Regelbetrieb übergehen.

Die Herausforderungen für einen Betrieb in dieser Umgebung sind hoch gesteckt: Die nicht vorhandene Gravitation macht den Betrieb einer Wasserkühlung auf den ersten Blick einfacher, Lecks sind in einer solchen Umgebung aber zu vermeiden. Unplanmäßige Abbrüche in der Stromversorgung kommen da schon häufiger vor und auch die Strahlung hat Auswirkungen auf den Betrieb solcher Systeme.

"Our mission is to bring innovative technologies to fuel the next frontier, whether on Earth or in space, and make breakthrough discoveries we have never imagined before," sagt Dr. Eng Lim Goh, Chief Technology Officer und Vice President für HPC und AI bei HPE. "After gaining significant insights from our first successful experiment with Spaceborne Computer, we are continuing to test its potential by opening up above-the-cloud HPC capabilities to ISS researchers, empowering them to take space exploration to a new level."

Der Spaceborne Computer soll Berechnungen direkt auf der ISS ausführen, dient aber auch als Testplattform für zukünftige Missionen zum Mars. Während die ISS die Erde in einem Low Earth Orbit (LEO) mit einer Höhe von 400 km umkreist und damit eine schnelle Kommunikation noch relativ problemlos möglich ist, wird dies bei einer Marsmission ganz anders aussehen. Aufgrund der enormen Strecke zwischen Erde und Mars beträgt die Signallaufzeit etwa 20 Minuten. Damit ist ein Versenden großer Datenmengen kaum noch möglich und sind Echtzeitberechnungen notwendig, müssen diese lokal durchgeführt werden.

Als Basis des Spaceborne Computer dient ein HPE Apollo pc40 Server. Dieser steht in verschiedenen Konfigurationen zur Verfügung. Verbaut werden Intel-Xeon-Processor-Scalable-Prozessoren und NVIDIAs Tesla-Beschleuniger. Hinzu kommen zwölf DIMM-Steckplätze für DDR4-2666 und ein 10 GbE sowie die Möglichkeit, ein InfiniBand-Netzwerk zu verwenden.

Im Vergleich zu den schnellsten Supercomputern sind die nun erreichten 1 TFLOPS natürlich recht wenig. Die meisten Aufgabenfelder für Berechnungen und die Auswertung von Daten dürften sich damit aber abdecken lassen und sparen der NASA und den beteiligten Weltraumorganisationen Datenmengen ein, die nicht mehr zwischen ISS und Erde hin und her geschickt werden müssen.

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Kommentare (6)

#1
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Registriert seit: 09.08.2007
Karlsruhe
Oberstabsgefreiter
Beiträge: 448
Zitat
Aufgrund der enormen Strecke zwischen Erde und Mars beträgt die Signallaufzeit etwa 20 Minuten. Damit ist ein Versenden großer Datenmengen kaum noch möglich [...]


Was hat denn die Signallaufzeit mit der Datenmenge zu tun?
#2
Registriert seit: 08.05.2018

Oberleutnant zur See
Beiträge: 1317
signalfehler aufgrund kosmischer strahlung, das nachjustieren der antennen da die sendeleistung extrem begrenzt ist und damit sehr leicht die verbindung abbricht und und und
#3
Registriert seit: 13.09.2008
Oben uff'm Speischer
Kapitän zur See
Beiträge: 3169
Zitat GenFox;26615348
Was hat denn die Signallaufzeit mit der Datenmenge zu tun?


Ich denke es wird weniger um die schiere Menge an Bytes gehen, als um die konstante Kommunikation. Stell dir vor, deine Grafikkarte müsste jedesmal zehn Sekunden warten, wenn sie Daten vom oder zum Hauptspeicher des Systems übertragen möchte. Klar, wenn die Verbindung mal aktiv ist, kann die Karte von mir aus ihren gesamten Speicherinhalt auf einmal rüberschieben. Aber das ist nicht das, was die Grafikkarte braucht, um ihre Arbeit zu erledigen.

Wenn ein wissenschaftliches Experiment auf einer Marsbasis durchgeführt wird, dann möchten die Forscher dort nicht nur alle Daten zusammenpacken und losschicken. Sie möchten die Daten vor Ort auswerten, sie möchten sie mit existierenden Datensets vergleichen, oder sie möchten vielleicht sogar etwas tun, was gar nicht geplant war, sich aber aus der Situation und dem gesunden menschlichen Bauchgefühl heraus ergeben hat. Jedes mal dafür auf die Antwort von einem Großrechner auf der Erde zu warten ist extrem störend.

Und darüber hinaus gibt es mit schöner Regelmäßigkeit die sogenannte Konjunktion, in welcher der Mars von der Erde aus gesehen "hinter" der Sonne steht. Da wir keinerlei Kommunikationsstationen im tiefen Weltraum haben, die das Signal umleiten könnten, kommt es zu einem kompletten Verlust jeglicher Kommunikationsmöglichkeiten für einige Tage. Hier ist es sicherlich noch einmal deutlich mehr von Vorteil, wenn die Bodenstation möglichst autark weiterarbeiten kann.
#4
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Registriert seit: 13.09.2009

Oberbootsmann
Beiträge: 820
Zitat DeckStein;26615405
signalfehler aufgrund kosmischer strahlung, das nachjustieren der antennen da die sendeleistung extrem begrenzt ist und damit sehr leicht die verbindung abbricht und und und


Einen Weltraum gibt es nicht, die ISS befindet sich unter Wasser.

[ATTACH=CONFIG]448882[/ATTACH]
#5
Registriert seit: 01.08.2017
ganz im Westen
Oberleutnant zur See
Beiträge: 1335
Weltraum gibt es nicht? Was ist denn in 1000km höhe? Immernoch luft? Und wenn ich mit einem Flugzeug noch weiter weg fliege? Immernoch luft? Unendlich viel luft?
Das ist physikalisch schon unmöglich........ irgendwann ist die luft so dünn, dass man von einem Vakuum sprechen kann. Sind wir dann nicht im weltraum? oder soll dieses vakuum auf der erde sein, nur weit oben?
Oder bist du einer dieser Anhänger, die glauben, dass die Erde eine hohle Kugel ist und wir IN dieser kugel leben?

Dass es heute noch Leute gibt die glauben, die Erde sei eine Scheibe, ist echt gruselig!
Das sind bestimmt die Dämpfe die jeden Tag aus den Flugzeugen abgelassen werden um dich gefügig zu machen, die zermartern dir das Hirn!
#6
customavatars/avatar271278_1.gif
Registriert seit: 23.06.2017
D
Stabsgefreiter
Beiträge: 258
Geistige Tiefflieger gibts auch unter Wasser
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