據報道，歐洲核子研究中心（又名歐洲粒子物理實驗室，CERN）日前訂購了10個模塊化數(shù)據中心，用于處理大型強子對撞機（LHC）升級產生的大量數(shù)據，其大型強子對撞機是目前世界上規(guī)模最大的粒子加速器。

對大型強子對撞機的高亮度（HL）升級將會超越尋找希格斯玻色子的成功，并將收集更多的數(shù)據，以解答有關物質和宇宙的更多基本問題。在升級過程中，各個研究團隊都在審查他們的設備，由于數(shù)據速率的提高，迫使研究團隊的其中兩名研究人員在大型強子對撞機的27公里環(huán)上采用靠近實驗站點的微型數(shù)據中心。其購買的預制模塊數(shù)據中心將安裝緊鄰ALICE和LHCb實驗的科學設備的地面上。

更多的粒子碰撞

歐洲核子研究中心的ALICE實驗

大型強子對撞機的大量實驗數(shù)據向研究團隊提供了嚴峻的挑戰(zhàn)。高能粒子彼此加速以研究它們碰撞的影響，而檢測和研究這些粒子碰撞意味著從微觀事件中捕獲大量數(shù)據。而創(chuàng)建和捕獲的碰撞越多，科學發(fā)現(xiàn)就會越多。

大型強子對撞機的高亮度（HL）升級將產生更多對撞。在過去的三年中，大型強子對撞機產生了1.5 ×1016次碰撞，稱為150次“inverse femtobarns”（逆飛邦）。

在升級之后，它將產生大約60％的數(shù)字，這個數(shù)字最終可以增加到4,000個inverse femtobarns。

目前的大型強子對撞機（LHC）在2017年產生了約300萬個希格斯玻色子，而高亮度（HL）版本的大型強子對撞機（LHC）每年將產生1500萬個希格斯玻色子以及其他潛在的發(fā)現(xiàn)。

在2019年至2021年之間，大型強子對撞機按計劃將長時間停機。在此期間，其 ALICE和LHCb兩項實驗將升級其設備，并添加新的數(shù)據中心硬件以處理更多數(shù)據。其他實驗設備將在2024年至2026年的下一次停工期間升級。

ALICE 和 LHCb

為歐洲核子研究中心提供的自動化模塊

歐洲核子研究中心的ALICE（大型離子對撞機實驗）和LHCb（大型強子對撞機考克實驗）設備都將進行升級，并從比利時自動化數(shù)據中心設施中添加總共10個預制的模塊化數(shù)據中心，所有這些模塊數(shù)據中心都將安裝實驗設備的附近，這是因為可以更好地收集大量數(shù)據。

ALICE設備位于法國St Genis-Pouilly村附近，在大對撞實驗之后不久重新創(chuàng)造了條件，在比太陽中心高10萬倍的溫度下碰撞鉛離子，因此可以觀察到夸克和膠子。

LHCb正在研究 “beauty”夸克試圖解決物理學中的難題：宇宙大爆炸中發(fā)生了什么使宇宙扭曲？其主要包含常規(guī)物質，為什么很少有反物質？

這個即將升級LHCb實驗設備可以捕獲40MHz（每秒4000萬次）而不是1MHz（每秒一百萬次）的圖像。此外，將處理所有數(shù)據，而不是在傳感器上選擇碰撞數(shù)據。但這要求采用40Tbps的鏈路連接模塊化數(shù)據中心設施，這將使用300米光纖電纜和15,000根光纖。

LHCb研究團隊的Niko Neufeld解釋說，這些模塊數(shù)據數(shù)據中心必須位于實驗設備附近，以避免將數(shù)據發(fā)送到CERN周圍的其他數(shù)據中心。他說，“如果光纖電纜超過3000米，那么傳輸速度超過40Tbps是不劃算的！”

兩個模塊數(shù)據中心將處理I/O，連接到歐洲核子研究中心使用的高速通信協(xié)議，并將其數(shù)據傳輸?shù)剿膫�模塊數(shù)據中心，這些模塊將過濾LHCb數(shù)據以發(fā)現(xiàn)有意義的事件，使用通用GPU進行數(shù)字運算。同時，ALICE實驗將采用四個其他模塊數(shù)據中心用于事件過濾。

模塊數(shù)據中心將使用定制的Stulz公司提供的冷卻系統(tǒng)進行冷卻，該系統(tǒng)使用間接熱交換器進行操作，并輔以蒸發(fā)冷卻。由于歐洲核子研究中心的環(huán)境接近于阿爾卑斯山氣候，整個系統(tǒng)的能源的使用效率（PUE）值低于1.075。

這些模塊數(shù)據中心具有可靠的電源，盡管負責自動化設備的Juergen Caeyman指出有必要部署完全冗余的電源。他說，“我們具有A和B饋電電路，ALICE的電源系統(tǒng)還部署了少量UPS，但它沒有冗余。如果電力中斷，就會影響粒子對撞實驗。”

最先部署的兩個模塊數(shù)據中心將于2018年9月交付，其余模塊數(shù)據中心將在2019年安裝部署。在大型強子對撞機停機期間，將安裝光纖線纜，并在2021年再次開啟大型強子對撞機（LHC）之前構建并測試IT系統(tǒng)。（中國IDC圈編譯）

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