В космосе становится все больше техники, причем не космического мусора, а устройств, которые повышают качество жизни или предоставляют какие-то новые возможности. Ну, например, спутники Starlink, которые вскоре начнут обеспечивать интернетом жителей удаленных и труднодоступных регионов.
Но спутники — это еще не все. На днях на космическую станцию отправляется HPE Spaceborne-2 — высокопроизводительный компьютер, приспособленный к специфическим условиям МКС. Компьютер отправляют на станцию не столько для экспериментов, сколько для реальной помощи космонавтам — на орбите проводится много экспериментов, для которых нужна высокопроизводительная вычислительная система.
Кстати, первая версия системы тоже побывала в космосе. Это случилось в 2017 году — тогда компьютер был отправлен на МКС компанией Илона Маска SpaceX. Разработчики сделали вычислительную систему устойчивой к широкому спектру негативных внешних факторов, которых так много за пределами Земли.
Первая модель базировалась на системах класса HPE Apollo 40 c высокоскоростной коммутационной сетью, в качестве программной платформы используется Linux. Также было разаботано специальное ПО с учетом условий на орбите. Например, системное ПО управляло отладкой систем компьютера в режиме реального времени, учитывая возмжные ошибки, вызванные внешними условиями. Компьютер охлаждался при помощи водяной системы. Для того, чтобы попасть на МКС, компьютеру пришлось пройти 146 сертификаций и испытаний на безопасность.
При этом первая модель не выполняла научные расчеты, не использовалась она и на благого самой космической станции. Ее задачей было просто нормально функционировать в условиях орбитальной станции — нужно было доказать, что она надежна и не подведет астронавтов. Конфигурационно система состояла из двух серверов HPE Apollo 40, объединенных сетью InfiniBand со скоростью 56 Гбит/с. Каждый сервер включал 4 ускорителя NVIDIA Tesla P100, что дало возможность довести производительность системы до 1 Тфлопс.
Ну окей, а что там со вторым поколением?
Основой нового космического компьютера стала конвергентная платформа для периферийных вычислений HPE Edgeline EL4000. Вычислительные узлы — серверы HPE ProLiant DL360 последнего поколения с двумя процессорами Intel Xeon Cascade Lake и ускорителями NVIDIA T4. Производительность новой системы составит 2 Тфлопс.
Планируется разместить две стойки с EL4000 и DL360. Все данные дублируются между стойками. SSD, используемые для хранения данных, аппаратно и программно объединены в RAID-массивы. Да, накопители менее устойчивы к условиям космической радиации, но они более быстрые. Кстати, у первой системы в концу эксплуатации из 20 дисков в рабочем состоянии осталось 11. У астронавтов будет запас SSD, так что накопители в случае выхода из строя можно будет быстро заменить.
Оба модуля будут использовать для связи между собой сеть 10GbE. Питание выведено в две независимые линии, подключенные к солнечным батареям и аккумуляторам. Также предусмотрено ступенчатое динамическое регулирование уровня энергопотребления. Охлаждение уже не только водяное, а гибридное. Теплообменник в стойке подключается к водному контуру охлаждения МКС.
Плюс ко всему, вычислительный блок будет использоваться уже для выполнения научных и прикладных задач. Это, например, первичная обработка данных в сжатые сроки — это позволит не ожидать результатов вычислений с Земли. Кроме того, планируется вести мониторинг наземного трафика из космоса с выявлением различных паттернов. Вести наблюдение МКС будет и за воздушным и космическим трафиком, включая режим реального времени.
Кроме того, компьютер будет вести мониторинг здоровья астронавтов в режиме реального времени. Анализироваться будет все, включая рентгеновские снимки и сонограммы. Это дает возможность предотвратить заболевание еще до того, как оно разовьется на все 100%. Космическая система будет взаимодействовать с наземными вычислительными центрами.
Если космический компьютер покажет себя хорошо, он сможет остаться на МКС на постоянной основе. Кроме того, сейчас разрабатывается и проект периферийного микро-ЦОД, который будет размещаться на специализированных спутниках-модулях.
Систему отправят на МКС 20 февраля. Доставит ее на станцию 15-ая грузовая экспедиция Northrop Grumman. Срок эксплуатации системы — 2-3 года.
