Was hat es mit dem Computer „Apollo“ auf der ISS auf sich? Wie wird es verwendet?

Der HPE Apollo wurde im Rahmen dieses Experiments auf der ISS installiert: High Performance Commercial Off-The-Shelf (COTS) Computer System on the ISS (Spaceborne Computer) - 19.09.18

Laut Nachrichtenberichten wird der Computer im Februar oder März 2019 mit SpaceX CRS-17 zur Erde zurückkehren (z. B. dieser Fast Company- Bericht vom 1. November 2018 ):

Drei oder vier Monate, bevor das System für weitere Tests zur Erde zurückgebracht wird, beschloss die NASA, das System, einen Unternehmensserver der HPE Apollo 4000-Serie, für echte wissenschaftliche Experimente auf der ISS einzusetzen.

„Wir sollten Ende Februar oder Anfang März mit SpaceX 17 zur Erde zurückkehren“, sagt Mark Fernandez, leitender Entwickler des Spaceborne Computer-Programms von HPE. „Deshalb können wir den Supercomputer auf der ISS öffnen, um andere Arten der Weltraumforschung voranzutreiben.“

Obwohl dies als "High Performance Computing" (HPC)-Maschine gilt, enthält es keine GPUs. Ich habe mehrere Fragen an HPE gesendet, unter anderem zu möglichen GPUs. Unten ist die Antwort, die ich im August 2017 erhielt, ungefähr zu der Zeit, als der Computer auf der Station ankam:

Der Spaceborne Computer von HPE enthält keine GPUs. Spaceborne Computer verwendet unveränderte Commercial-Off-The-Shelf (COTS)-Server der HPE Apollo 40-Familie. Hierbei handelt es sich um x86-basierte HPE Gen-9-Rechenknoten mit 2 Sockeln und Prozessoren der Haswell/Broadwell-Klasse, die häufig in HPC-Bereitstellungen verwendet werden.

Innerhalb von Spaceborne Computer befinden sich zwei solcher Rechenknoten und eine optische Hochgeschwindigkeitsverbindung mit 56 Gbit/s. Ein unverändertes Open-Source-Betriebssystem (RedHat 6.8) ist installiert; und international anerkannte Open-Source-Benchmarks sind die Arbeitslast für die Dauer des 1-jährigen Experiments. Mehrere Softwareschichten von HPE stellen das HARDening mit SOFTware bereit. Spaceborne Computer hat eine Spitzenleistung von über 1TF.

Also ... keine GPU. Standard-RedHat-Linux auf High-End-Intel-Prozessoren; nicht radharte Chips.

Im Grunde ging es darum zu sehen, ob ein kommerzieller HPC-Motor im Weltraum eingesetzt werden könnte. Dann könnten viele Experimente auf der ISS davon profitieren. Ohne dies müssten sich umfangreiche Berechnungen auf der ISS auf bodengestützte Computer stützen, die Daten über relativ langsame Verbindungen aus dem Orbit empfangen würden; In solchen Fällen ist es oft sinnvoll, die Berechnung durchzuführen, nachdem das Experiment beendet ist, und die Daten gesammelt und durch zurückkehrende Raumfahrzeuge zur Erde zurückgeschickt werden.

Im Nachhinein fallen mir ein paar Gründe ein, auf eine GPU zu verzichten:

1. Das Fehlen von GPUs vereinfacht die Konfiguration, macht sie weniger heterogen und erleichtert die Reparatur oder Aufbewahrung von Teilen. Systeme in den Orbit zu bringen ist sehr teuer, und Einfachheit (oder zumindest das Fehlen von Unbekannten) erhöht die Erfolgschancen.
2. Die Verwendung einer GPU erfordert spezielle Anwendungsprogramme, die ein Software-Framework wie CUDA oder OpenCL verwenden. Bei kleineren Maschinen ist dies im Allgemeinen nützlich, wenn das Computersystem für eine bestimmte Anwendung wie Spiele oder Krypto-Mining ausgelegt ist. Dies sind in der Regel Einzweckmaschinen.
3. Wenn man das System eher generisch macht, können mehrere Anwendungen die Maschine gleichzeitig nutzen und möglicherweise gleichzeitig laufen. Tatsächlich könnten sich mehrere ISS-Benutzer über SSH damit verbinden, um ihre Rechenjobs zu überwachen. Im Allgemeinen bietet es eine größere Flexibilität, wenn Experimente kommen und gehen.

In den drei oder vier Monaten vor der Rückkehr zur Erde kann die HP Apollo 40 also zur Unterstützung einiger ISS-Experimente verwendet werden. Dann wird HPE herausfinden, wie es der Maschine bei Null G, erhöhter Strahlung usw. ergangen ist. Darüber hinaus kann man sich vorstellen, dass eine verbesserte Maschine später zur ISS geschickt wird. An diesem Punkt könnte ein Vorschlag für ein ISS-Experiment die Rechenzeit im Orbit berücksichtigen.