Siêu máy tính trên trạm không gian quốc tế ISS có gì đặc biệt?

Mới đây, Hewlett Packard (HP) và NASA đã chính thức tuyên bố thử nghiệm nói trên thành công ngoài mong đợi, dù gần một nửa số ổ đĩa cứng của máy chủ đã bị nướng chín bởi bức xạ mặt trời.

Thử nghiệm này được thiết kế để đánh giá hiệu năng của Máy tính HPE Spaceborne, gồm 32 nhân riêng biệt làm việc cùng nhau và có thể hoạt động nhanh hơn từ 30 đến 100 lần so với một chiếc iPhone hay tablet. Mặc cho các tia bức xạ, máy tính vẫn tiếp tục hoạt động và các dữ liệu thử nghiệm không hề bị mất. "HP đã biết được một số thứ, và họ cho thấy hệ thống máy tính của mình hoạt động được trong không gian" - David Hornyak của NASA, người quản lý các dự án công nghệ trên ISS cho biết - "Nhờ vậy, NASA có thể mua các hệ thống đáp ứng được nhu cầu trong tương lai thay vì tự mình phát triển nên".

Đặc biệt, siêu máy tính của HP vẫn hoạt động được ngay cả khi bị mất kết nối upload và download chính đến NASA 8 lần mỗi ngày, trong từng khoảng thời gian kéo dài từ 3 giây đến 20 phút mỗi lần. Khả năng hoạt động độc lập này sẽ rất hữu dụng trong bối cảnh siêu máy tính được đưa lên các căn cứ Mặt Trăng hoặc các sứ mệnh lên Sao Hỏa, nhằm đối phó với tình trạng chậm trễ trong việc kết nối ngược về Trái Đất. Các chuyên gia IT của NASA còn đang chuẩn bị cho một tình huống khác trong tương lai gần: quá tải tín hiệu chuyển đến Deep Space Network của NASA - một hệ thống các đĩa vệ tinh quanh hành tinh của chúng ta, có chức năng gửi và nhận tín hiệu từ nhiều tàu vũ trụ khác nhau. Siêu máy tính Spaceborn có thể giúp cắt giảm lượng truy cập tạo ra bởi ISS.

Mark Fernandez của HP, người quản lý dự án, cho biết ý tưởng đăng sau việc đặt một siêu máy tính trong không gian là nhằm giúp các phi hành gia có thể tự mình thực hiện nhiều nghiên cứu khoa học hơn. "Có rất nhiều camera và video 4K trên ISS đang quan sát mọi thứ" - ông nói, ví dụ, truy xuất lượng dữ liệu khổng lồ để trích ra thông tin về một loại mây, sấm chớp, hay nhiệt độ của đại dương - "Chúng ta nên thực hiện việc xử lý hình ảnh chung ngay trên trạm và tiết kiệm băng thông cho những thứ khác".

Tất nhiên, chiếc siêu máy tính này còn có thể nén dữ liệu từ các thí nghiệm khoa học ngay trên trạm và sau đó gửi chúng xuống các máy tính của NASA ở dưới đất. Các phi hành gia và các nhà thám hiểm thực hiện các sứ mệnh Mặt Trăng hay Sao Hỏa có lẽ sẽ muốn mang theo một chiếc siêu máy tính để phân tích ngay các vấn đề mà không cần đợi phản hồi từ NASA.

Để bảo vệ các linh kiện bên trong siêu máy tính, các kỹ sư tại HP đã phát triển phần mềm có thể đóng vai trò của một loại lá chắn. Bởi họ không thể cài đặt các bộ phận phát hiện bức xạ bên trong máy tính, họ đã xác định các linh kiện dễ bị ảnh hưởng bởi bức xạ nhất và đặt các giới hạn liên quan điều kiện hoạt động của chúng. Nếu mọi thứ trở nên quá nóng, ví dù từ bức xạ hay một vấn đề nào đó với nguồn điện, thì linh kiện sẽ tự động chuyển sang chế độ safe mode.

Phần mềm của HPE hoạt động khá tốt, nhưng nó không hoàn hảo. Trong số 20 ổ đia SSD, có 9 ổ bị hỏng, và là một con số đáng báo động theo lời Fernandez. Máy tính còn 7 lần rơi vào tình trạng "bit flip" - tức khi các thiết bị điện tử ngừng hoạt động mà không báo trước. Fernandez cho biết siêu máy tính có thể xác định điều gì đã xảy ra, loại bỏ dữ liệu bị hỏng, và thu thập lại một bộ các thông tin y hệt. Nhưng nếu chừng đó là chưa đủ lo lắng đối với bộ phận IT, thì thiết bị còn gặp 4 lần gián đoạn nguồn điện do bức xạ hoặc các vấn đề đến từ các tấm pin năng lượng mặt trời của trạm.

Mọi sứ mệnh không gian thời gian dài trong tương lai đều sẽ cần phải có nhưng chỉnh sửa trong phần mềm cũng như những loại lá chắn bổ sung làm từ chì, nước, hay các loại sứ hay vật liệu tổng hợp mới. Nhưng thử nghiệm kéo dài cả năm trời nói trên đã mang về cho các nhà thiết kế phần mềm và phần cứng một lượng lớn dữ liệu để nghiên cứu. "Chúng tôi sẽ nghiên cứu các dữ liệu và xem xét các giải pháp thay thế" - Fernandez nói.

Hiện thử nghiệm siêu máy tính của HP đã hoàn thành, và nhiệm vụ đầu tiên của nó sẽ là thử nghiệm một phần mềm đổ bộ và hạ cánh của NASA, vốn đòi hỏi phải thực hiện rất nhiều tính toán. Siêu máy tính này vẫn sẽ nằm trên trạm ISS cho đến khi đến hạn quay về Trái Đất vào tháng 3 năm sau.

Tham khảo: Wired