Foran f.v. Torben Leifsen, Luc Rouppe van der Voort, Viggo Hansteen, Lars Frogner, Helle Bakke. Bak f.v. Henrik Eklund, Jayant Joshi, Frederik Clemmensen, Mikolaj Szydlarski, Andrius Popovas, Sven Wedemeyer, Mats Carlsson og Benedikte F. Karlsen. (Foto: Gunhild M. Haugnes, UiO)
Foran f.v. Torben Leifsen, Luc Rouppe van der Voort, Viggo Hansteen, Lars Frogner, Helle Bakke. Bak f.v. Henrik Eklund, Jayant Joshi, Frederik Clemmensen, Mikolaj Szydlarski, Andrius Popovas, Sven Wedemeyer, Mats Carlsson og Benedikte F. Karlsen. (Foto: Gunhild M. Haugnes, UiO)

Denne gjengen er norgesmestere i tungregning

Ingen norske forskergrupper bruker så mye datakraft som solfysikerne ved UiO. Det handler om datakraft tilsvarende 14 000 laptoper i kontinuerlig drift.

Publisert

– Vi kommer oss jo ikke ut i felten, så forskningen vår må skje i datamaskinene. Det er der vi må bygge modellene som gjør oss i stand til å forstå mer av hvordan sola fungerer, sier professor Mats Carlsson.

Han har sine ord i behold. Sola er nemlig ubeskrivelig langt unna og vanvittig varm, ingen jordboere kan komme seg dit. Likevel er den avgjørende for alt liv på jorda.

Men den er fortsatt full av gåter. Og det er datamaskinene og forskernes kloke hoder som skal løse dem.

Tilsvarer 14 000 laptoper

Selskapet Uninett Sigma2 tildeler dataressurser til norske universiteter og høyskoler. To ganger i året må de ulike miljøene konkurrere om å få sin andel av den nasjonale datakraften.

Carlsson, som leder solfysikkgruppen ved UiO, har i årevis toppet Uninett Sigma2s liste over tildelte nasjonale ressurser i Norge innen tungregning for forskere. Solfysikerne har fått mer enn 3,5 ganger så mye datakraft som nummer to på lista. I inneværende år er Carlsson og co. tildelt 115 000 000 CPU-timer, det tilsvarer samme datakraft som hele kapasiteten på rundt 14 000 vanlige laptoper.

Stabler man disse bærbare PC-ene oppå hverandre, blir det omtrent dobbelt så høyt som den planlagte skyskraperen for havsatsing på Fornebu.

Og behovet for datakraft vil bare øke, de siste årene har det økt med rundt 20 prosent i året.

Hva er CPU og GPU?

  • En CPU (engelsk forkortelse for Central Processing Unit), også kalt prosessor, er hovedregne/prosesseringsenheten i en datamaskin som utfører instruksjonene i et dataprogram og den primære enheten som gjennomfører datamaskinens funksjoner.
  • Grafikkprosessor eller GPU (Graphics Processing Unit) er mikroprosessoren som behandler grafikk i nyere datamaskiner. GPU fungerer på mange måter som CPU-en, men er laget for å behandle grafikkdata.

Big Data rykker inn i gammelt bygg

Men dette er ikke nok for solfysikerne. Carlsson leder an inn i det aller helligste på UiOs Institutt for Astrofysikk – et kjellerrom smekkfullt av blinkende servere som er i full aktivitet hele tiden.

I rommet ved siden av står uutpakkede kasser med splitter nye datamaskiner, og enda mer er bestilt.

– Vi trenger et nytt, større datarom, sier Carlsson, som påpeker at plassproblemene begynner å bli prekære.

Men så ble da også bygningen forskerne holder til i, satt opp i en tid hvor dataalderen og Big Data var en evighet unna. Den er ikke tilpasset dagens behov. Men inntil nye lokaler blir tilgjengelig, gjør forskerne det beste ut av situasjonen.

– Det som står her, er mest til daglige analyser og sørger for å drifte arbeidsstasjonene våre. Det er snakk om lagringskapasitet på cirka 6000 terrabyte, påpeker Carlsson.

Intens jakt på datakraft og kompetanse

Så hva er det astrofysikerne trenger så mye datakraft til? De får tilgang til enorme mengder data fra universet, og spesielt fra sola, som er hentet ned fra satellitter og teleskoper over hele verden.

Det handler om temperaturer i lagene rundt sola, solflekker og solstormer. Og ikke minst er de opptatt av å se på hvordan magnetfeltet omdannes til energi, noe som er viktig for å forstå plasmafysikken over atmosfæren.

Disse dataene behandles, analyseres og brukes til simuleringer og presenteres som tredimensjonale modeller av hele eller deler av sola.

I tillegg til datakraft fra Uninett Sigma2 og eget datarom, jakter databrukerne etter tungregneressurser verden over, gjerne i samarbeid med ulike partnere.

– Datakraft er vårt viktigste verktøy. Tilgang til tilstrekkelig datakraft er avgjørende for at vi skal kunne fortsette å hevde oss og kjøre de store prosjektene vi har. Det er ikke mulig å gjøre forskningsfunn uten datakraft og avansert datateknologi. Vi må hele tiden oppdatere oss på det siste innen datateknologi.

Programmering og modellering, tungregning og nye dataanalyseverktøy sniker seg nå inn i nær sagt alle fag – og absolutt innen astrofysikk.

– Fremtidens forskere må kunne kode

– Fremtidens forskere må kunne kode og oppdatere kunnskapen kontinuerlig. Samtidig knytter vi til oss støttemiljøer med eksperter som følger med på nye generasjoner teknologi og programvareutvikling tilpasset våre behov. Ikke minst er det sentralt med kompetanse på GPU-teknologi, sier Carlsson.

– Blant annet arrangeres det hackaton-samlinger, hvor kloke hoder utvikler bedre verktøy innen astrofysikk. Ikke minst handler det om å optimalisere kodingen for å utnytte datakraften – som er en begrenset ressurs.

Mens mange forskere i tillegg til lagrings- og analysekapasitet også trenger sikker lagring, er ikke dette kritisk for astrofysikerne. Data om stjerner og planeter og alt det andre i universet er ikke sensitive data.

– Nei, vi jobber ikke med persondata eller hemmeligstemplet materiale. Her handler det om åpen kildekode og åpent tilgjengelige data, smiler Carlsson.

Bli med på en tur inn til solfysikerne: