El BSC participa en un projecte intersectorial de sistemes ciberfísics per al desenvolupament de grans instruments científics en el camp de l’astronomia

27 Juliol 2020

El BSC participa en el projecte europeu Rising STARS: RISE International Network for Solutions Technologies and Applications of Real-Time Systems, que combina recerca d’alt nivell amb col·laboracions internacionals. El projecte, finançat a través del programa Marie Skłodowska-Curie RISE, està coordinat per l’Observatoire de Paris.

Rising STARS aborda la necessitat de marcs de programació paral·lela per al desenvolupament i execució de sistemes ciberfísics (CPS, per les seves sigles en anglès) avançats de gran escala amb les exigències de la computació d’alt rendiment (HPC, per les seves sigles en anglès) i de temps real, així com garantir una correcta operació funcional del sistema. Per tal de resoldre aquesta necessitat, el projecte té com a objectiu investigar una nova generació de models de programació paral·lela capaços d’explotar les capacitats d’alt rendiment dels processadors més avançats que incorporen dispositius d’acceleració específics, i incrementar la productivitat en el desenvolupament de programari.

Un dels principals actius del projecte STARS és el seu consorci intersectorial, multidisciplinari, i internacional de set països i quatre continents, format per destacats centres de recerca d’HPC d’alt nivell: Barcelona Supercomputing Center (BSC), Australian National University (ANU) i l’Observatoire de Paris (OdP); companyies multinacionals i PIMES líders en el desenvolupament de CPS avançats: NVIDIA, Thales, Microgate, Kalray i Ariane Group; i importants observatoris astronòmics: l’Observatori Nacional Astronòmic del Japó (NAOJ) responsable del maneig del Telescopi Subaru òptic-infraroig de 8,2 metres a Hawaii, i la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) responsable de l’Australian Square Kilometre Array Pathfinder (SKA). Les estades d’investigadors per afavorir l’intercanvi de coneixement entre institucions seran una part vital de l’esforç dels socis.

Eduardo Quiñones, investigador sènior al BSC i col·laborador al projecte, diu: “Estem orgullosos de formar part de Rising STARS, un projecte multidisciplinari que reunirà investigadors de primer nivell de diferents cultures i disciplines científiques en una única comunitat amb l’objectiu d’assolir resultats competitius”. Y segueix, “El BSC aportarà la seva experiència en l’evolució de models de programació paral·lela utilitzats en el camp d’HPC, com per exemple, OpenMP, OmpSs, MPI, COMPSs, per al desenvolupament de mecanismes d’adquisició de dades i la introducció d’eines de temps real al model de programació”.

El projecte inclou quatre casos d’ús visionaris, però realistes: un sistema d’òptica adaptativa utilitzat a telescopis extremadament grans, capaços de caracteritzar turbulències atmosfèriques i aplicar correccions a les òptiques amb un temps de resposta d’1ms i una variabilitat màxima de 100μs; el radiotelescopi SKA (de les sigles Square Kilometer Array), per monitorar regularment estrelles de neutrons mitjançant el seguiment del temps d’arribada de pulsacions de ràdio amb un període de 1ms i amb una precisió de poques desenes de nanosegons en períodes més llargs; radars basats en la conformació de feixos adaptable, capaç de combinar senyals de múltiples sensors i centrar-se en una direcció per a aplicacions com la sismologia i la radioastronomia; i l’Estació d’Observació Antàrtica, per l’assimilació de dades a temps real a l’estació antàrtica per tal d’avaluar el risc de col·lisió d’un satèl·lit en operació amb brossa espacial.

Aquest projecte ha rebut finançament del programa de recerca i innovació Horizon 2020 de la Unió Europea segons l’acord Marie Skłodowska-Curie No 873120.