经过几十年的努力，人类历史上最大的科学事业之一终于开始了建设。

　　SKA天文台，更为人所知的平方公里阵列，将是世界上最大、最灵敏的射电望远镜，它收集的宇宙数据将比以往任何时候都多。

　　所有这些数据都需要处理。

　　在澳大利亚的一大片土地上，数十万根圣诞树形天线将安装在无线电频谱的低端，用于处理黎明时分的信号。在南非，数百个大型卫星天线将记录中光谱，也将揭开宇宙的神秘面纱。

　　SKAO Low和Mid将在不同的大陆上同时运行，每个大陆都延伸数千公里，需要仔细而复杂的合作。

　　SKAO的计算基础设施负责人Miles Deegan说：“在较低的情况下，一旦我们对信号进行数字化，我们将以每秒2 PB的速度生成原始数据。”。

　　“然后，我们经过几个阶段来减少这些数据——我们有一些FPGA，你们有什么——我们做一些处理，然后从沙漠分别前往珀斯和开普敦。”

　　在这些城市，大型超级计算机将处理进来的数据——预计两个“科学数据处理器”HPC系统的总速度将至少达到250 PB，尽管这个数字仍有可能上升。

　　迪根说：“他们将进一步减少这些数据，并希望将其转化为科学上有用的东西。”。一旦该系统在2027-2030年全面运行，这些有用的数据将以每年每台望远镜300 PB的速度积累。

　　“这还不是故事的结尾，”他说。数据必须发送到全球的科学界。“因此，我们需要专门的链接，将每年300 PB的数据分发到我们称之为SK区域中心的网络中。”。

　　“对于一段数据来说，这是一段长达数万公里的旅程，从模拟无线电波到被转换成数字信息，再到被转换成科学上有用的信息，然后被发送给科学家。”

　　这一过程首先必须从天线或天线开始，并在传输到数据中心之前进行大量处理和压缩。

　　这是由中央信号处理器(CSP)处理的，它实际上是一系列不同的半导体、算法和过程，而不是单个芯片。

　　其中一些是在沙漠中的现场完成的——射电天文学家必须在偏远地区建造，因为即使是最小的人造射电发射也能淹没一切。这意味着要应对极端高温，同时尽量不发射任何东西。

　　“我们面临RFI挑战;这给我们带来了一点问题，”SKAO网络架构师Peter Lewis谈到同样困难的数据传输工作时说。

　　“如果你看SKA MID，在盘子里有一个法拉第笼子，一个屏蔽的柜子，里面没有空气。我们要把一个工具包放在那里，在没有温度的地方，温度可以达到40°C(104°F)。

　　“我们正在考虑将工业以太网交换机安装到我们能做到的地方。如果我们不能做到，我们只需要使用标准技术……它将运行得相当热。”

　　有了SKAMID，该集团决定将一批CSP从沙漠转移到开普敦数据中心附近。

　　迪根说：“我们实际上正在尝试移动一些东西，就低望远镜而言，我们只是在完成是否应该采取同样行动的分析。我猜这会发生，但陪审团还没有出来。”

　　一个旨在研究宇宙起源的项目需要一定程度的长期思考和计划，这也许是合适的，而人类通常不太适合这样做。

　　SKAO最初构思于20世纪90年代初，设计于20世纪10年代末，经历了无数次迭代——无论是因为新思想、政治内讧还是技术进步。

　　这使得为未来数年内不断变化的项目设计计算和网络基础设施变得非常具有挑战性。

　　刘易斯说：“我们在2017年做了一些设计，很明显，我们不会部署我们当时设计的东西，因为技术发展得太快了。即使是我们今天看到的设计，到投入使用时也会有所不同。”

　　他说，这是一个持续不断的挑战，“人们问我们机架布局是什么样的，耗电量是多少，你需要什么冷却?我们所能做的就是给出我们今天能做的，以及功率曲线如何随时间下降的观点。”

　　但是，在其他方面，《时代》一直是SKAO网络和计算团队的朋友，该团队在2013年认为必须拥有比全球互联网流量更大容量的光纤网络。

　　刘易斯说：“老实说，我们刚开始的时候，数据传输率非常高。很明显，一个耗时这么长的项目，技术已经迎头赶上了。”

　　在早期，似乎根本没有办法将数据传输到远离盘子的地方。2014年，SKAO帮助资助了IBM Dome等项目，这是一款热水冷却的微型服务器，他们希望能够在现场处理14 EB的数据，过滤出1 PB的有用信息。

　　Dome最终是一个失败，尽管该项目的一部分进入了IBM(现在正在衰落)的HPC业务，包括苏黎世的超级UC超级计算机。但数据量已经发生了变化，能够将数据发送到更远的距离，这意味着SKAO不依赖Dome这样的东西来获得成功。

　　迪根说：“我们的目标是最终建造斯科奥望远镜的第二阶段，甚至可能建造更多的望远镜。”。“天文台的寿命应该至少为50年，而且不会一成不变

　　他说：“如果我们能够成功地交付这两台望远镜，我们将进一步扩大它们。我们正在考虑天线数量增加10倍，这确实增加了数据和计算量，因为算法缩放的原因，特别是如果你开始将这些东西分散到很远的距离。”。

　　“我们不会在第一天交付所需的任何东西，然后给这些系统供水，然后一直干下去。这将是一个持续50年的问题。”

　　责任编辑：张华