Grelha de cálculo LHC

A grelha de cálculo LHC (em inglês: LHC Computing Grid, LCG)^[1] ou grelha de computação mundial para o LHC (em inglês: Worldwide LHC Computing Grid, WLCG) é uma rede de distribuição de dados projetada para lidar com a quantidade gigantesca de informações produzidas pelo Grande Colisor de Hádrons, o LHC. Permite a milhares de cientistas em todo o mundo aceder aos dados para analisar as experiências do LHC do CERN, e foi por isso que a organização decidiu criar uma infra-estrutura distribuída de armazenar e de tratamento de dados^[2] com a computação em grelha^[3]).

Trata-se de um projecto de colaboração mundial ligando infra-estruturas de centros de computação através o mundo que foi lançado em 2002 para fornecer meios de computação globais para guardar, distribuir e analisar os 15 Petabytes (15 milhões de Gigabytes) previstos anualmente pela exploração do Grande Colisor de Hádrons (LHC) do CERN.

A infraestrutura criada pela integração de milhares de computadores e sistemas de armazenagem em centenas de centro de dados através do mundo, permite um meio de computação colaborativa nunca vista anteriormente. O WLCG fornece a uma comunidade de mais de 8 000 físicos do mundo inteiro uma acesso quase em tempo-real aos dados do LHC, assim como a capacidade de cálculo para o seu processamento.^[4]

Depois de um tratamento inicial, os dados imensos das experiências do LHC da ordem dos 15 petabytes (15 milhões de Gigabyte) serão distribuídos a 11 grandes centros informáticos abertos 24/24 horas — na Alemanha, Canadá, Espanha, França, Inglaterra, Itália, Holanda, países nórdicos, Taipé e dois sites nos Estados Unidos — que disporão de capacidade de armazenagem suficiente. Esses enormes centros que são chamados de centros Tier 1 (Tier Sites) disponibilizarão a mais de 160 centros Tier-2 para efectuarem tarefas de análise específicas, e é finalmente a estes dados que os cientistas acederão a partir dos seus próprios computadores O CERN que recolhe os dados do LHC é o chamado Tier 0.^[5]

A nível mundial a LCG chama-se WLCG, sigla em inglês para Worldwide LHC Computing Grid ("Grelha de cálculo LHC Mundial"), e é uma colaboração ligando infra-estruturas e centro de cálculo de todo o mundo, para distribuir, armazenar e analisar a imensa quantidade de dados gerados pelas experiências do LHC.

O WLCG^[6] combina os recursos informáticos de mais de 100 mil processadores^{[desambiguação necessária]} de mais de 130 sítios em 34 países, produzindo uma distribuição maciça a mais de 8 mil físicos, etambém para poder colaborar estreitamente com outros projectos da grelha do CERN tais como:

• EGEE,^[7] sigla inglesa de Enabling Grid for E-sciencE: o LCG serve de suporte e produção primária a este projecto europeu consagrado à pesquisa (em linha) e lançada em 2004 a fim de estabelecer uma infra-estrutura de grelha numa vasta gama de domínios científicos
• CERN openlab^[8]: o LCG também segue a evolução na industria, em particular através do "laboratório aberto", uma partenariado pelo qual as companhias informáticas na ponta do progresso aprovam e validam as tecnologias inovadoras da grelha no contexto do LCG.

Computação em grelha

Em 1999, quando se começou a pensar num sistema de cálculo para análise dos dados do LHC, logo de início se verificou que a capacidade de computação do CERN não poderia, e de maneira nenhuma, responder às necessidades que se começavam a tornar evidente. Ao mesmo tempo via-se que a maior parte dos laboratórios e universidades que colaboravam no LHC, tinha acesso a facilidades de computação regionais ou nacionais, donde a ideia de "regrupar" essas capacidades dispersas para serem utilizadas como "um computador gigante". Com a rápida evolução do trabalho em rede e o aumento da largura de banda.

A partir daí estava criado o caminho a seguir para a Grelha de computação mundial para o LHC. A WLCG baseia-se em duas grades principais:^[9]

• European Grid Infrastructure (EGI), na Europa;
• Open Science Grid (OSG), nos EUA.

Essa grelha é composta por quatro redes de camada (tiers). Como primeiro na linha, o CERN é o chamado tier 0, pois é a partir do Centro de Controlo do Cern (CERN Control Center) que se distribuem os dados do LHC pelo resto do mundo. Como um tier 0, é o primeiro e principal lugar para a salvaguarda dos dados tal qual foram captados, os dados brutos (raw data) ^[5].

Os tier 1 atuais são: TRIUMF (Canadá), KIT (Alemanha), Port d'Información Científica (PIC) (Espanha), IN2P3 (França), INFN (Itália), Nordic Datagrid Facility (países nórdicos), NIKHEF / SARA (Holanda), ASGC (Taipei), GridPP (Reino Unido), Fermilab-CMS e BNL ATLAS (EUA).

Os tier 2 são geralmente universidades e institutos científicos. Os tier 3 são constituídos pelos recursos de computação local^[5].

Middleware

A WLCG apoia-se na internet para a computação e comunicação mas a característica principal são os novos logiciários expressamente criados para permitir o acesso aos computadores espalhados no mundo. Esses logiciários são chamados de Middleware porque estão a "meio" do computador e do utilizador. Pode mesmo dizer-se que o que "só faltava" para que o WLCG existisse era o Middleware^[10] e os principais são:

• EMI: European Middleware Initiative, que englobam; ARC, gLite, UNICORE and dCache,
• Globus Toolkit, desenvolvido pela Aliança Globus.
• OMII: Open Middleware Infrastructure Institute
• Virtual Data Toolkit

Transferência de dados

A troca de dados entre os centros WLCG é gerido pelo Grid File Transfer Service realizado no projecto EGEE, que foi criado para suportar as necessidades especiais da computação em grelha incluindo a autentificação e confidencialidade, a disponibilidade.

A arquitectura é composta por fibra óptica que permite ligações a 10 gigabytes p/s e liga o CERN, o Tier 0 a cada um dos 11 primeiros "centros de primeiro nível", os Tier 1, no mundo, sistema que é conhecido por LHC Optical Private Network (LHCOPN).^[11]

Ver também

• Computação em grelha
• EGEE
• CERN openlab
• Datagrid (projeto europeu)

Referências

1. «LCG». Consultado em 16 de setembro de 2011. Arquivado do original em 19 de agosto de 2006 
2. CERN- L'informatique au LHC
3. «LHC Computing Grid». Consultado em 15 de abril de 2010. Arquivado do original em 19 de agosto de 2006 
4. «LHC Computing Grid (WLCG)». Consultado em 2 de julho de 2018. Arquivado do original em 6 de maio de 2012 
5. «The Tier Sites». Consultado em 21 de setembro de 2011. Arquivado do original em 24 de dezembro de 2011 
6. «WLCG website». Consultado em 15 de abril de 2010. Arquivado do original em 1 de outubro de 2011 
7. Enabling Grids for E-sciencE (EGEE)
8. OpenLab
9. «In the beginning...». Consultado em 2 de julho de 2018. Arquivado do original em 6 de maio de 2012 
10. htm I Middleware^{[ligação inativa]}
11. «Data Transfer». Consultado em 2 de julho de 2018. Arquivado do original em 1 de outubro de 2011 

Ligações externas

• «Iniciativa Nacional GRID (INGRID)» 
• «Aprenda divertindo-se)» (em inglês) 
• «LHC@home (dinâmico e imagens)» (em inglês) 
• «Worldwide LHC Computing Grid (WLCG)» (em inglês) 
• WLCG website
• The DataGrid Project