пресс-центр

Почему крупнейший в мире телескоп полагается на GPU

Старейшие и наиболее отдаленные галактики во вселенной могут таить в себе разгадку будущего нашей собственной галактики. Но даже при помощи самого крупного в мире телескопа ученые не смогут четко разглядеть их без помощи GPU.

Телескоп E-ELT (European-Extremely Large Telescope), сможет захватывать в 15 раз более четкие изображения, чем самые поразительные снимки, полученные и отправленные на Землю телескопом «Хаббл» за последние три десятилетия. Телескоп должен начать работу в 2024 году на вершине одной из чилийских гор. Он будет способен собирать более чем в 200 раз больше света, чем «Хаббл», что позволит ученым взглянуть на очень отдаленные галактики и изучить вселенную с непревзойденным уровнем детализации.

«Он сможет рассказать нам о происхождении нашей вселенной, поможет понять, как развиваются галактики, и даже предсказать, что со временем произойдет с нашей галактикой, - рассказал Дэмиэн Гратадур (Damien Gratadour), профессор при Университете Париж Дидро и парижской обсерватории LESIA, в своем выступлении на конференции по GPU-технологиям.

artists rendition E-ELT in actionХудожественное изображение E-ELT в действии. Изображение предоставила Европейская организация астрономических исследований в Южном полушарии.

Фокус на заатмосферное космическое пространство

E-ELT – первый телескоп, оснащенный адаптивной оптической системой, которая способна снижать влияние турбулентности атмосферы на световые лучи и создавать изображения повышенного качества. Точно так же, как отсвечивающая дорога мешает водителю за рулем, эта турбулентность не позволяет ученым получать четкие изображения космического пространства.

«Строить чрезвычайно крупный телескоп без использования адаптивной оптики – это то же самое, что купить сверхбыстрый спортивный автомобиль и ездить на нем на первой передаче», - сказал Хатем Лтаиф (Hatem Ltaief), старший исследователь из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы, который работает вместе с Гратадуром.

По словам Лтаифа, именно здесь важную роль играют GPU.

Ученые, которые несколько лет назад познакомились на конференции GTC, проводят моделирование на GPU, чтобы узнать, как разные конфигурации E-ELT повлияют на качество изображений. Изменения угла обзора зеркал, разное количество камер и другие факторы могут повысить качество изображения.

«Мы ищем лучший компромисс между получаемыми результатами и ценой», - объяснил Гратадур.

Моделирование наблюдений за галактиками всего за несколько секунд

Чтобы параллельно проводить несколько моделирований и вносить изменения в реальном времени, Лтаиф и Гратадур используют два суперкомпьютера для задач искусственного интеллекта DGX-1. Один из них оснащен ускорителями Tesla P100, другой - Tesla V100.

«На DGX-1 моделирование наблюдения за несколькими галактиками занимает всего несколько секунд, - рассказал Лтаиф. - Несколько лет назад на выполнение этой задачи ушло бы несколько дней».

В дальнейшем ученые планируют использовать алгоритмы глубокого обучения для более точного прогнозирования, какие изменения конфигурации наиболее эффективно улучшат изображение. Однако они отказываются обсуждать свои планы подробнее, так как Лтаиф заявил, что они хотят в следующем году вновь выступить на GTC и обсудить это на конференции.

Основная иллюстрация этой статьи - изображение телескопа E-ELT, которое предоставили Европейская организация астрономических исследований в Южном полушарии (ESO), Научно-технологический университет имени короля Абдаллы (KAUST) и Парижская обсерватория.