Terabyty na cestách aneb Golem už umí co ITER teprve zkouší

Nikdy si nebyly francouzské Cadarache a japonské Rokkasho tak vzdálené jako onoho slunného dopoledne roku 2005. Tehdy se rozhodlo, že tokamak ITER se postaví v Cadarache a v Rokkasho Muro bude „pouze“ komplex International Fusion Energy Research Centre (IFERC).  Japonsko bylo zklamané. Emoce však vyprchaly a zdánlivě nepřekonatelná vzdálenost se po deseti letech zkracuje na několik minut. Tak dlouho totiž bude trvat, než se data generovaná výstřelem v tokamaku ITER objeví v počítačích Remote Experimentation Centre (REC – Vzdáleného experimentálního střediska) patřících IFERC v původně zapomenuté rybářské vesničce Rokkasho Muro, deset tisíc kilometrů od tokamaku. Nicméně překonat vzdálenost čtvrtiny rovníku je i pro nehmotná data určitý problém…

Remote Experimentation Centre v japonském Rokkasho je jeden ze tří ústavů se sídlem v International Fusion Energy Research Centre. IFERC je součástí dohody podepsané mezi Evropskou unií a Japonskem v roce 2007 s cílem urychlit průmyslové uvolňování energie fúzí prostřednictvím moderního výzkumu. Remote Experimentation Centre v Rokkasho disponuje kopií ovládací místnosti tokamaku ITER v Cadarache a umožní japonským kolegům účast – ač „pouze“ na dálku – na experimentech na ITER. Experimentální data vyrobená během výstřelu  tokamaku v Cadarache budou japonským výzkumníkům v masivních databankách REC přístupná prakticky okamžitě.

Terabyte experimentálních dat krát padesát

Každé z prvních plazmat tokamaku ITER, ve kterém ještě nebude probíhat termojaderná fúze, představuje 1 terabyte (tera = 10¹²) experimentálních dat – ekvivalent plného komerčního hard disku. Jakmile ITER začne pracovat s termojadernou fúzí, tak se množství dat zvětší padesátkrát.

Přenos takového množství dat v čase odpovídajícím přestávkám mezi výstřely v tokamaku ITER, to je intervalu 30 až 60 minut,  zkoušeli letos v září informatici z ITER a jejich kolegové z japonských ústavů National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology (QST, Národní ústav pro kvantovou a radiologickou vědu a technologii),  National Institute for Fusion Science (NIFS, Národní ústav pro fúzní vědu) and National Institute of Informatics (NII, Národní ústav pro informatiku). Podrobné výsledky pokusu zveřejnila říjnová 26. konference IAEA o energii fúze (FEC) v Kyotu.

Výsledek experimentu – neuvěřitelný datový přenos

Od 30. srpna do 5. září se denně zkušebně z ITER do Rokkasho průměrnou rychlostí 7,9 Gbps (gigabitů za sekundu, 1 600krát rychleji, než je průměrné globální širokopásmové spojení) přenášelo 50 TB (terabytů). Tento přenos dosud největší mezikontinentální rychlostí přenosu dat, představuje v moderní informační vědě a technologii obrovský skok.

Úspěšné zvládnutí gigantického datového přenosu umožnil super-rychlý protokol Massively Multi-Connection File Transfer Protocol (MMCFTP) vyvinutý v japonském ústavu National Institute of Informatics. Tento ústav založil souběžně s panevropskou sítí pro výzkumnou a vzdělávací komunitu (GÉANT) soukromou, stabilní a vysoce bezpečnou virtuální síť, která používá nově ustavené přímé vysokorychlostní spojení mezi Evropou a Japonskem. Díky novému spojení se čas pro překonání vzdálenosti čtvrtiny zemského poledníku zmenšil o jednu třetinu.

Z důvodu co možná nejvěrnější simulace skutečných podmínek pro budoucí experimenty ITER se přenášela data získaná na skutečných fúzních zařízeních: z japonského stelarátoru Large Helical Device (LHD) a z již nefunkčního tokamaku JT-60.

Dálkově lze ovládat jen českého Golema

Původně se uvažovalo o tom, že bude možné tokamak ITER ovládat z Japonska. Konečně název Remote Experimentation Centre tomu napovídá. Nakonec se však od projektu upustilo. A tak první tokamak na světě, který můžete (ano, dokonce i vy) ovládat na dálku, je náš český Golem v Praze na fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT. V Japonsku by měl existovat „pouze“ okamžitý přístup k datům naměřeným na tokamaku ITER, což je u Golema již dnes samozřejmé. Ovšem samozřejmě nelze srovnávat nejdéle fungující (≈ 55 let) tokamak Golem a poslední výkřik fúzní vědy a technologie, který se teprve staví…

Ilustrace použity s laskavým svolením ITER Organization.