Big Data auf kleinen Chips: Spezialchip für Teilchenbeschleuniger
Die Datenflut ihrer Experimente droht Forschern über den Kopf zu wachsen. Nun hat das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zusammen mit dem Big-Data-Spezialisten Blue Yonder einen Chip entwickelt, der schon einmal aussortieren soll.
Bei den Experimenten an aktuellen Teilchenbeschleunigern nutzen die Forscher Algorithmen, die entscheiden, bei welchen Messungen die Wahrscheinlichkeit hoch genug ist, dass ein interessantes Teilchen vorhanden ist. Nur diese Messungen der Detektoren werden dann weiter analysiert, andere nicht.
Für eine neue, noch im Bau befindliche Anlage genügt die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Computer jedoch nicht mehr, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Im Belle-II-Experiment am japanischen Forschungszentrum KEK lösen hochauflösende 3D-Kameras 40 Millionen mal pro Sekunde aus. Es müssen zwei Milliarden Entscheidungen pro Sekunde getroffen werden
Die Menge der erzeugten Daten ist selbst für aktuelle Parallelrechencluster zu hoch. Zudem stoßen die an ihre Kapazitätsgrenzen. Die Forscher um Feindt verlegten die Algorithmen daher auf den Chip, der die Sensoren steuert. Der Chip entscheidet, was wichtig ist, und nur die interessanten Aufnahmen gelangen zur Auswertung. Die zu Grunde liegende Technologie ist zwar etabliert. "Allerdings hat bisher noch niemand einen komplexen Big Data-Algorithmus darauf gebaut", berichtet Feindt. "Das Design für solch eine Steuerung ist sehr kompliziert. Physiker aus unterschiedlichen Fachrichtungen haben dafür zusammengearbeitet."
Geht es nach ihm, würde die Nutzung des Chips über die Grundlagenforschung hinausgehen. "Unsere Vision ist, dass man einerseits lokale Intelligenz hat, andererseits aber auch Informationen austauschen kann, um sie in der Cloud oder in einer Zentrale weiter zu verwerten", erklärt Feindt. "Diese Intelligenz möchten wir wieder zurück an die dezentralen Intelligenzen schicken, so dass die Entscheidungen dort besser gefällt werden können."
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