تاخیر در ماموریت های ناسا به دلیل ضعف پردازنده های مرکزی

گزارش ویژه منتشر شده توسط دفتر بازرس کل ناسا نشان می دهد که ضعف در ابررایانه های قدیمی ناسا باعث تاخیر در ماموریت های این سازمان فضایی شده است.

گزارش کردن تنهاناسا با برخی از پیشرفته ترین فناوری های جهان کار می کند و برخی از مهم ترین اکتشافات تاریخ بشر را انجام داده است. با این حال، طبق گزارش ویژه‌ای که توسط دفتر بازرس کل ناسا انجام شده و توسط The Register کشف شده است، قابلیت‌های محاسباتی پیشرفته ناسا برای وظایفش کافی نیست و منجر به تاخیر در ماموریت‌ها می‌شود. ابرکامپیوترهای ناسا هنوز هم عمدتاً به واحدهای پردازش مرکزی (CPU) متکی هستند که یکی از برجسته‌ترین ابررایانه‌های آن از 18000 CPU و تنها 48 واحد پردازش گرافیکی (GPU) استفاده می‌کند.

تمژاردور گزارش می دهد که ناسا در حال حاضر دارای پنج دارایی اصلی محاسباتی با کارایی بالا (HEC) است که در مرکز محاسبات پیشرفته ناسا (NAS) در ایمز، کالیفرنیا و مرکز شبیه سازی آب و هوای ناسا (NCCS) در گودارد، مریلند قرار دارند. این لیست شامل موارد زیر است: Aitken (13.12 پتافلاپ، طراحی شده برای پشتیبانی از برنامه Artemis، که هدف آن بازگرداندن انسان به ماه و ایجاد حضور دائمی در آنجا است)، Electra (8.32 پتافلاپ)، Discovery (8.1 پتافلاپ، مورد استفاده برای آب و هوا و آب و هوا مدل سازی)، Pleiades (7.09 پتافلاپ، مورد استفاده برای شبیه سازی آب و هوا، مطالعات اخترفیزیکی، و مدل سازی هوافضا) و Andor (154.8 ترافلاپس).

این ماشین ها تقریباً به طور انحصاری از هسته های CPU قدیمی استفاده می کنند. به عنوان مثال، تمام ابررایانه های NAS از بیش از 18000 CPU و تنها 48 GPU استفاده می کنند و NCSS حتی از GPU های کمتری استفاده می کند.

مقامات محاسباتی با عملکرد بالا (HEC) نگرانی های متعددی را در مورد این موضوع مطرح کرده اند. آنها بیان می‌کنند که ناتوانی ناسا در مدرن‌سازی سیستم‌ها را می‌توان به عوامل مختلفی از جمله نگرانی‌های زنجیره تامین، الزامات زبان برنامه‌نویسی مدرن و کمبود پرسنل واجد شرایط برای پیاده‌سازی فناوری‌های جدید نسبت داد. در این گزارش آمده است: “در نهایت، این ناتوانی در مدرن سازی زیرساخت های فعلی HEC تاثیر مستقیمی بر توانایی آژانس برای دستیابی به اهداف کشف، علمی و تحقیقاتی خود خواهد داشت.”

بازرسی دفتر بازرس کل ناسا همچنین نشان داد که عملیات HEC این آژانس به صورت متمرکز مدیریت نشده است، که منجر به ناکارآمدی و فقدان یک استراتژی منسجم برای استفاده از منابع ابری در مقابل منابع داخلی شده است. این عدم قطعیت به دلیل عدم آگاهی از روش های زمان بندی و یا فرض هزینه های بیشتر، باعث ایجاد تردید در استفاده از منابع ابری شده است. برخی از ماموریت‌ها مجبور شده‌اند زیرساخت‌های خود را فراهم کنند تا از انتظار برای دسترسی به منابع ابر محاسباتی اصلی اجتناب کنند، که به‌دلیل عدم استفاده از آخرین فناوری‌های محاسباتی با کارایی بالا (HPC) به شدت تحت فشار قرار گرفته‌اند.

علاوه بر این، ممیزی نشان داد که کنترل‌های امنیتی برای زیرساخت‌های HEC اغلب دور زده می‌شوند یا اجرا نمی‌شوند و خطر حملات سایبری را افزایش می‌دهند.

این گزارش توصیه می کند که انتقال به واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) و نوسازی کد برای رفع نیازهای فعلی و آینده ناسا ضروری است. واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) قدرت محاسباتی بسیار بالاتری را برای کارهایی که شامل پردازش موازی می‌شوند، ارائه می‌دهند که در شبیه‌سازی‌ها و مدل‌سازی‌های علمی بسیار رایج است.