Netwerk trekt computer uit elkaar

Al het rekenwerk om de plaatjes van wel enkele honderden megabytes te bewerken en af te beelden, gebeurt echter real time op een speciale clustercomputer die staat opgesteld in de Science Park Amsterdam in Watergraafsmeer. Die stuurt de schermgegevens ongecomprimeerd via een 20 Gbps-verbinding over de oceaan. SARA’s Virtual Reality specialist Bram Stolk: "Net als wij nu de monitor loskoppelen van de rekeneenheid kun je ook de opslag loskoppelen van de verwerkingseenheid en geografisch ver weg plaatsen. Zo kun je centra met expertise in elk van de onderdelen creëren." Amerikaanse onderzoekers die met deze vorm van computergebruik zijn gestart, hebben er de naam OptIPuter aan gegeven, een samentrekking van de woorden Optical, IP (Internet Protocol) en computer. Paul Wielinga, divisiemanager High-Performance Computing van SARA, merkt op dat dit eigenlijk het omgekeerde fenomeen is van Grid-computing. Bij Grid-computing zet een eindgebruiker computerkracht uit het netwerk in zonder dat duidelijk is waar die processoren fysiek staan opgesteld. Bij de OptIPuter is de locatie van de computeronderdelen juist wel van belang, want het biedt voordelen de centra met de meeste expertise in de prestaties van een bepaald computeronderdeel te kiezen. Zichtbare details "Met een klein scherm kun je wel details zien door in te zoomen maar dan verlies je al snel overzicht", stelt Wielinga. "Een beamer vergroot alleen de pixels uit, waardoor de afbeelding weliswaar een wand kan vullen maar de details zijn niet beter zichtbaar. Een groot scherm met hoge resolutie geeft zowel overzicht als detail." Het scherm (tiled panel display) bestaat uit een reeks hoge resolutie 21-inch LCD-schermen (1600 x 1200 pixels) die als een tegeltjeswand tot een geheel zijn samengevoegd. De grootste variant die half september getoond wordt op de Grid 2005-conferentie in San Diego, telt 55 displays waardoor het samengestelde beeldscherm zo’n 100 miljoen pixels heeft om de afbeeldingen weer te geven. "Een wereldprimeur", zegt Stolk. Zo’n samengesteld scherm biedt de eindgebruiker het voordeel dat op een relatief simpele en goedkope manier de complexe gegevens overal geanalyseerd kunnen worden. Zowel de schermen als de pc’s die ze aansturen, zijn gewoon in de winkel te koop. Het belangrijkste onderdeel van de pc’s is een goede netwerkkaart die de stroom beeldinformatie soepel doorgeeft aan de eenvoudige videokaart die het signaal omzet in pixels. Stolk: "In feite zit de meeste engineering in de constructie waarin de schermen hangen zodat het geheel gemakkelijk vervoerbaar is en ze toch netjes uitgelijnd naast elkaar hangen." Capaciteit Organisaties die behoefte hebben aan het analyseren van complexe datasets, zoals universiteiten, ziekenhuizen maar ook de onderzoeksafdelingen bij bedrijven hebben voldoende aan het opstellen van zo’n scherm en een netwerkverbinding met een capaciteit van minimaal één Gigabit per seconde. Bij de universiteiten is dit geen probleem door hun aansluiting op het researchnetwerk SURFnet6. De verwerkingscapaciteit en de opslag kunnen de organisaties afnemen als dienst van een specialist. Wielinga: "Met name voor ziekenhuizen kan het uit privacy-oogpunt belangrijk zijn de presentatie van de opslag en verwerking te scheiden. Zo kunnen de patiëntgegevens binnen de ziekenhuismuren blijven maar het beeldmateriaal toch daarbuiten worden geanalyseerd." Voorbeelden van plaatjes die Stolk laat zien, zijn ondermeer een zeer gedetailleerde scan van rattenhersenen waar specifieke eiwitten zijn aangekleurd. Met het tiled-scherm zijn kleine details te bekijken en hun positie het grote geheel van het hersenweefsel. Zo laat hij ook zeer complexe schema’s zien van de activiteit van bepaalde kankergenen in verschillende typen weefsel. Door het grote scherm zijn op basis van kleurverschillen groepen genen aan te wijzen die mogelijk bij eenzelfde proces betrokken zijn. Door wat dichter op het scherm te kijken, is de identificatie van de individuele genen nog in detail te lezen. Specifieke problemen die moesten worden opgelost bij het werken op grote afstand, waren ondermeer de vertraging door de beperkte snelheid van het licht (latency). Over een afstand van 15.000 kilometer doet een lichtsignaal ongeveer 50 milliseconde, rekent Stolk voor. Voordat een aankomstbevestiging terug is bij de computer zijn dus minimaal 100 milliseconden voorbij, dat is voor een mens een waarneembare hapering. "Daarom is gekozen voor een communicatievorm waarin geen foutcorrectie plaatsvindt maar wel een hoge verversingsgraad van het beeld. Daardoor staat toch snel een foutloos beeld op het scherm". De handelsmissie High Tech Connections 2005, die het ministerie van Economische Zaken eind september in Boston organiseert, is een van de bijeenkomsten waar Stolk een kleinere variant van samengestelde scherm en de verwerking op afstand zal demonstreren. Bedrijven die aan de handelsmissie meedoen, kunnen zelfs eigen datasets aanleveren om aan hun Amerikaanse contacten te laten zien waar men mee bezig is. Verder demonstreert SARA het concept in november tijdens het congres Supercomputing 2005 in Seattle. Een bezoeker bekijkt details van een luchtfoto op een tiled panel display met zeer hoge resolutie. Het scherm staat in de Verenigde Staten maar het rekenwerk gebeurt op een clustercomputer in Amsterdam. FOTO: SARA