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.
