XFEL: European XFEL plant ultraschnelle Netzwerkverbindung nach Polen

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24.06.2019
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European XFEL plant ultraschnelle Netzwerkverbindung nach Polen

Daten von Experimenten sollen künftig auch beim Partner NCBJ in Otwock-Świerk verarbeitet werden

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Das neue Hochleistungs-Rechenzentrum am NCBJ in Otwock-Świerk bei Warschau soll für die Verarbeitung und Analyse der am European XFEL erzeugten Daten genutzt werden. Copyright NCBJ

European XFEL und das National Center for Nuclear Research NCBJ in Otwock-Świerk bei Warschau wollen die erste schnelle Datenverbindung zum Austausch von Forschungsdaten zwischen Deutschland und Polen einrichten. Ziel ist es, das neue Hochleistungs-Rechenzentrum von NCBJ für die Verarbeitung und Auswertung experimenteller Daten zu nutzen, die während der Experimente am European XFEL erzeugt werden. Die Netzverbindung zwischen dem DESY-Rechenzentrum, wo zunächst alle Daten eingehen, und NCBJ soll eine Datenübertragungsrate von 100 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s) erreichen. Das ist etwa hundertmal schneller als die bisherige Verbindung von European XFEL zu anderen Forschungszentren, mit der allein die Übertragung der Daten eines durchschnittlichen Experiments etwa einen Monat dauern würde. Einzige Ausnahme ist bisher die schnellere Verbindung zu DESY. Zum Vergleich: Schnelle Internetverbindungen von Privathaushalten liegen üblicherweise bei 250 Mbit/s im Download, damit ist die neue Verbindung mindestens 400 Mal schneller.

An der Einrichtung der Hochgeschwindigkeitsverbindung beteiligt sind neben European XFEL und NCBJ auch der Verein zur Förderung eines deutschen Forschungsnetzes e.V. (DFN-Verein), das Supercomputing and Networking Center am Institut für Bioorganische Chemie in Poznań (PSNC), das Research and Academic Computer Network National Research Institute (NASK) und das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY). Die Partner haben Ende Mai eine Absichtserklärung unterzeichnet, die Basis und Ausgangspunkt für die Einrichtung der Hochgeschwindigkeitsverbindung ist. Die technischen Voraussetzungen bestehen  weitgehend, müssen aber noch um bestimmte Komponenten erweitert werden. Dazu zählt beispielsweise die Verbindung des deutschen und polnischen Forschungsnetzes in Frankfurt an der Oder und Słubice über die Europa-Universität Viadrina.

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Bei European XFEL können zu Spitzenzeiten pro Woche bis zu einem Petabyte an Daten produziert werden. Copyright European XFEL / Jan Hosan

Die Datenverabeitung bei NCBJ schafft weitere Ressourcen zusätzlich zu denen am Rechenzentrum von DESY, wo die experimentellen Daten des European XFEL bislang ausgewertet werden. Der größere Teil der Datenverarbeitung wird auch künftig bei DESY verbleiben.

Mit den bis zu 27.000 Röntgenlichtblitzen pro Sekunde, die der Röntgenlaser liefern kann, können die schnellsten Detektoren der Forschungseinrichtung bislang bis zu 8. 000 hoch aufgelöste Bilder pro Sekunde aufnehmen. Zusammen mit weiteren Daten vom Röntgenlaser und Messinstrumenten entsteht daraus ein riesiger Datenstrom, der spezielles Datenmanagement und Analysemethoden erfordert, um daraus die gewünschten wissenschaftlichen Informationen zu erhalten. Dabei fallen enorme Datenmengen an, in Spitzenzeiten bis zu 1 Petabyte (PB) pro Woche, entsprechend einer Million Gigabyte (GB). Die Analyse dieser Daten bildet die Grundlage zur Aufklärung von dreidimensionalen Molekülstrukturen, zur Untersuchung extrem schneller Abläufe mit Hilfe von molekularen Filmen oder für die Beobachtung neuer oder extrem schneller Phänomene in den Materialwissenschaften.  

European XFEL Geschäftsführer Prof. Robert Feidenhans’l sagte: „Die Kollaboration mit NCBJ auf dem Gebiet der Datenverarbeitung ist ein wegweisender Schritt, der die Forschung in Europa noch enger vernetzt. Die zusätzliche Rechenleistung wird nicht nur die Leistung erhöhen, sondern uns auch flexibler machen, was ebenfalls sehr willkommen ist. Wir müssen die für unsere Experimente benötigte Rechenleistung erhöhen und freuen uns sehr, hier gemeinsam mit unseren Partnern und Gesellschaftern NCBJ und DESY eine hervorragende Lösung gefunden zu haben.“