天堂里的极客

作者:Jon “maddog” Hall

就在前一年我才去过费米实验室,但是当Dan Yocum邀请我在芝加哥郊外的费米实验室设施会面时,我怎么能拒绝呢? 我骨子里就是一个极客。

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图1. 费米园区

费米实验室是“费米国家加速器实验室”的简称,位于伊利诺伊州巴达维亚。它占地约三英里见方(见图1),并设有多个加速器环,这些加速器环产生的能量(在非常集中的空间内)比太阳或银河系中任何其他地方的能量都大,更不用说地球表面了。 他们利用这些巨大的能量以极高的速度碰撞各种粒子,以寻找宇宙的基本组成部分。

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图2. G.P. Yeh博士(左起第三位)和Linux支持者:来自SuSE的Ruediger Oertel,费米实验室系统管理员,G.P. Yeh,来自Quant-X的Stefan Traby,来自VA Linux Systems的Larry Augustin,Norman Jacobowitz,Linus Torvalds,Dan Yocum,maddog和Matthew Cunningham

在古代,许多哲学家都声称我们最终会找到“最小的粒子”,并且有一段时间人们认为原子就是最小的粒子。 在发现核能的相对较近的时期,人们认识到最小的粒子不是原子,而是由质子、中子和电子等各种其他部分组成。(物理专业的学生们,请原谅我尝试用大多数读者都能理解的语言来解释这一点。)在过去四分之一世纪的时间里,越来越多的物理学家开始相信,质子是由更小的粒子组成的,这些粒子被称为夸克和胶子。 夸克(与深空九号的居民无关)被认为有六种不同的类型,1994年,最后一种夸克,即“顶夸克”,在费米实验室被发现。 不幸的是,顶夸克只存在非常短的时间(10 -24 秒),因此很难收集关于它的数据,尤其是在加速器运行一年中只看到六次的情况下。 因此,费米实验室决定增加其加速器的大小和功率,以便它可以观察到 20 到 300 倍的夸克数量。 不幸的是,这将需要 20 到 300 倍的电力,并产生 20 到 300 倍的原始数据供收集器查看,这意味着每秒将生成 1,000,000MB 的数据。 是的,那是每秒一百万兆字节的数据。

当然,存储如此大量的数据将非常困难,但幸运的是,费米实验室已确定他们能够过滤信息并存储其较小的子集(每秒仅 18 到 100MB 的数据)以供以后分析。 为了做到这一点,他们必须显著提高其计算系统的功率,而他们以前在工作站集群中使用昂贵工作站的模型将是负担不起的。 Linux应运而生。

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图3. 费米主楼。

去年,当Red Hat Software的人和我参加春季Comdex展会时参观费米实验室时,我很幸运地见到了G. P. Yeh,他是Linux的忠实粉丝,也是发现顶夸克的物理学家之一。 他非常友善地带领我们参观了费米实验室的设施,并解释了Linux在费米实验室中的作用。 他解释说,他们研究了Linux,并证明运行Linux的廉价PC能够以他们负担得起的价格出色地完成工作。 他们估计他们将需要大约2,000个CPU协同工作。

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图4. 对撞环

今年,当Dan Yocum听说Linus Torvalds将在春季Comdex上发表演讲时,他请求我帮忙说服Linus单独前往费米实验室,向物理学家及其家人发表演讲。 这并没有费太多力气,因为Linus对数学、物理和科学很感兴趣。

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图5. 计算机房 - 堆叠的Linux服务器

我们在Linus入住的酒店见面,并与一小群Linux支持者(见图2)一起开车前往费米实验室。 接近费米实验室非常有趣,因为加速器周围的土地是平坦的,只有主楼(见图3)从地面升起一定高度。 这绝对是科幻电影的绝佳场景。 我们停好车,走进里面,见到了G. P. Yeh博士(大家都称他为“G.P.”)。

G.P. 带我们进行了一次 extended tour,从主楼顶层开始,俯瞰对撞环。 “在您能看到的每个方向都是费米实验室”,G.P. 说。 那是一幅令人印象深刻的景象。 然后他带我们去看了对撞探测器(见图4)——“它重100吨,耗资约1亿美元。” 最后,我们参观了计算机房,Linux集群将被放置在那里(见图5和图6)。 费米实验室称他们的系统为“集群”而不是Beowulf系统。 它们具有主控机,可将工作委派给许多从属处理器,这些处理器通过高速网络和交换机连接。 他们不打算在非常接近需要它们的时间之前购买2000个CPU。 毕竟,价格不断下降,功能不断提高,那么为什么不等到最后一刻才获得最佳的“性价比”呢?

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图6. Linux集群:Larry Augustin,VA Linux Systems,Dan Yocum,费米实验室

参观结束后,我们去了主礼堂,Linus在那里发表了他的演讲。 对于那些听过Linus演讲的人来说,你们知道他不喜欢用预先准备好的幻灯片演讲,而是先做一个简短的准备好的演讲,然后回答问题。 这天晚上没有什么不同,除了问题的主题和复杂性。 从提出的问题中可以明显看出,听众比其他更普通的听众更倾向于计算机科学。 关于对称多处理以及在多个CPU上分配中断的现实性的问题被提了出来。

在花了大量时间回答问题和签名之后,我们这个小团队去了Jeff Gerhardt的家,享用披萨和“茶点”。 我们受到从前门滚滚而来的烟雾的迎接,提醒大家最好在将披萨放入烤箱加热之前将其从盒子中取出。 当烟雾消散后,一些有趣的自制啤酒被端了出来,每个人都享用了披萨和啤酒(见图7和图8)。

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图7. 派对时间:Linus在左边灯旁,G.P. Yeh在远处的椅子上,Stefan Traby在最右边

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图8. Jeff的厨房:Jeff Gerhardt的热情好客(和厨房)受到了所有人的喜爱。

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图9. G.P. Yeh向Linus Torvalds和Stefan Traby展示地图

我喜欢这种类型的计算,人们在其中突破人类思维可以构想的界限,我感谢美国政府帮助资助这样一项探索。

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Jon “maddog” Hall是Digital Equipment Corporation的Digital UNIX基础产品营销高级主管。 他是Linux International的执行董事。
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