中国科学家研制出世界首台SKA区域中心原型机

*【环球网科技综合报道】*近日,在上海进行的第六届全球SKA工程大会期间，中科院上海天文台宣布其牵头推进的中国SKA区域中心原型机研制成功。据介绍，这是世界首台SKA区域中心原型机。

中国科学院上海天文台的SKA团队负责人安涛介绍，该原型机由上海天文台在科学技术部和中科院的支持和指导下开发，这将有助于推动未来SKA区域中心的建设和科学运行。

据报道，SKA望远镜是天文学家将要建造的世界上最大的射电天文望远镜。平方公里阵列射电望远镜（Square Kilometre Array，简称SKA），是国际天文学家们计划建造的世界最大综合孔径的射电望远镜，整个阵列延伸超过3000公里，综合口径达到1平方公里，目标是研究宇宙起源、引力本质、暗能量与暗物质等诸多悬而未决的宇宙之谜。

中国SKA首席科学家、中科院院士武向平指出，天文学家将使用SKA研究宇宙的演化，了解引力的本质，探索生命的起源、宇宙磁场的起源，以及寻找外星文明。SKA有望在自然科学的前沿领域取得革命性的突破。

另外，它由十几个国家共同出资建造，创造了人类建设大科学装置的新纪录。SKA望远镜将组合成千上万的小天线接收的信号，以模拟一个总收集面积约为一平方公里的巨型射电望远镜，灵敏度比当今实际上最强大的射电望远镜还要强大几十倍。这些天线包括2500个蝶形中频天线和130万个对数周期低频天线，主要分布在西澳大利亚州和南非，可提供最佳的银河系视野和最小的射电信号干扰。

值得关注的是，SKA对于数据计算的要求非常庞大，而区域数据中心相当于处理大量天文观测数据的“大脑”。SKA每年产生的宇宙观测数据超过600PB，相当于2000亿张手机照片，需要50万台普通笔记本电脑才能存储下来。如此庞大的数据需要深度分析和加工后才能被科学家使用，这些工作将由分布于几大洲的区域数据中心合作完成。

国家重点研发计划首席科学家、研究员洪晓瑜表示，SKA还将产生天文学有史以来最大的数据流。一旦投入运行，仅在SKA的第一阶段（仅占全部规模的10％），生成的数据将以每年约100万吉字节（GB）的速度增长，对应的计算能力至少需要每秒钟浮点运算次数达30亿亿次。

目前，中国、澳大利亚与欧洲均已启动区域中心建设，中国SKA区域中心的筹备由上海天文台牵头负责。上海天文台牵头研制的中国SKA区域中心原型机，整体设计充分考虑了各方面需求，整个系统采用“软硬件协同设计”的思想，即根据应用程序的特征，选择合适的硬件和软件组件，以实现在有限的功耗下的最佳性能，在计算、存储、网络三大模块中均有创新突破。计算模块采用新型数据岛架构，将整个数据中心分成若干个小区域、或多个子数据中心，既可以独立执行数据处理任务，也可以根据需求灵活重组资源，满足SKA多任务并行处理的要求。

近日，上海天文台宣布成功研制出世界首台SKA区域中心原型机。此外，上海完成了SKA核心软件的联合开发和大规模集成测试，并主持了国家重点研发计划大科学装置前沿研究专项“SKA前期数据处理系统建设和相关科学预研”和中科院国际合作大科学计划培育专项“SKA亚太科学数据中心的初步建设”等工作。

据新民晚报报道称，上海天文台正牵头中国SKA区域中心的筹备工作，积极主动地参加国际SKA的各项研发工作，与国际SKA组织和其它SKA区域中心通力合作，助力中国科学家利用SKA做出原创性重大科学发现，并着眼SKA第二阶段的发展，使之逐步成为引领东亚乃至亚太地区SKA科研活动的世界主要科学中心和创新高地。

“该原型机预计将于2020年投入使用，为全球科学家提供必要的计算资源、高质量的数据产品和便捷的技术支持，以进行SKA早期科学研究和了解SKA数据挑战。”安涛表示，“该原型机的开拓性工作和实际运行经验对于改进SKA区域中心的设计和未来的大规模扩展将具有宝贵的价值。”

据悉，该工作的进展发表于学术期刊《自然-天文学》（NatureAstronomy）。