I rummet skal hardware gå ned på en sikker måde

Der stilles særlige krav til hardware i rummet, og løsningerne har tidligere bestået af specialudviklet hardware. Nu søger Ben Bennet, der er HPE Director HPC Strategic Programs Hybrid IT Group, efter løsninger i standardhardware.

HPE samarbejder med NASA om projektet Spaceborne, der tester standardhardware i rummet. De håber at kunne afdække, om standardservere kan benyttes i rummet, eksempelvis på en rejse til Mars. Vi taler med Ben Bennett om, hvad det kan betyde.

Da standardhardware aldrig har været brugt i rummet, kan det medføre en potentiel revolution, understreger Bennett. Hardware til brug i rummet har indtil nu altid været specialbygget. Tanken har været, at maskinerne skal være langt mere pålidelige og robuste, end hardware på jorden, fordi man ikke kan risikere, at noget går galt i rummet. Derfor er det kun de mest driftssikre og robuste maskiner, der sendes ud i rummet. Men det betyder også automatisk meget tung og dyr hardware. Desuden er enhederne stort set antikke, allerede når de tages i brug, fordi det har taget så lang tid at udvikle dem, og man kan ikke tilføje noget nyt i denne type langsigtede projekter.

Men Bennett er ikke enig i, at hardwaren under ingen omstændigheder må indeholde fejl.
– Al hardware indeholder fejl. Der findes ingen hardware, der ikke gør, siger han bestemt.
– Alt går ned af og til. Men det er ikke nogen katastrofe, når blot det sker på en sikker måde. Og det er netop dét, Bennett vil fokusere på: hardware, der går ned på en sikker måde. Han mener, at man skal fokusere på softwaren i stedet for på hardwaren, der godt kan være en standardvare. Han er fortaler for et softwaredefineret system, der i forvejen styrer hardwaren i datacentre på jorden.

Tests på ISS

For at teste disse idéer har to standardservere fra HPE siden august 2017 befundet sig om bord på den internationale rumstation ISS.
– Vi valgte disse servere ud fra, hvad vi havde på lager på det pågældende tidspunkt. Vi tog fire servere, sendte to ud i rummet og lod to blive tilbage på jorden, fortæller Bennett. Serverne har været online på ISS siden september 2017. Da vi taler med Bennett, sidder han foran et panel, der viser de realtidsdata, serverne sender tilbage til jorden.

Serverne er i øjeblikket de kraftigste computere på ISS. Rumstationen blev sat i kredsløb i 1991 og har stadig systemer fra den tid. Men Bennett forsikrer, at dette blot er en videnskabelig test. Serverne sendes tilbage til analyse, og man vil her undersøge, hvordan tiden i rummet har påvirket dem, for eksempel solstrålingen. Bennett forklarer, at apparater i rummet ældes hurtigere end på jorden. Det har forsøg med tvillinger vist, når man har sendt en tvilling ud i rummet og ladet den anden blive på jorden. Når man har analyseret, hvordan serverne påvirkes, besluttes det, om der skal foretages justeringer.

Fordele ved standardservere

Ifølge Bennett er der flere gode grunde til, at det er en god idé med standardservere. For det første er det meget billigt sammenlignet med specialdesignet hardware.
– Det gælder om at tænke så økonomisk som muligt, siger han. Standardhardware koster kun en brøkdel. Det betyder hundredtusinder af dollars i stedet for millioner af dollars. I rummet skal man desuden tænke på pladsen.
– I et rumskib har man ikke nogen plads specielt dedikeret til servere, som man har i et datacenter. Der er et lille hjørne et eller andet sted, hvor man skal prøve at få plads til det hele. Det ser helt anderledes ud end på jorden.

Men Bennett synes, at de samme forudsætninger burde gælde både for hardware og for astronauter.
– Jeg plejer altid at sige, at min højde er den eneste grund til, at jeg ikke er blevet astronaut. Men det er naturligvis ikke korrekt. Jeg er for gammel og vejer for meget til at rejse ud i rummet. Det samme burde gælde for en server. Med de tidligere arbejdsmetoder påbegyndte man udviklingen af hardwaren tre år, før den skulle tages i brug. Standardhardware køber man tre måneder i forvejen, hvilket naturligvis betyder, at man får bedre og nyere udstyr til en billigere pris.

Rejsen til Mars

Ifølge Bennett er problemet faktisk først relevant, når bemandede rumskibe rejser længere væk fra Jorden, eksempelvis til Mars. Man kan stadig styre de fleste computere på ISS fra Jorden, men en bemandet rejse til Mars, som Bennet tror, bliver en mulighed inden for de kommende 15 år, vil ændre alt. På en sådan rejse er softwaredefinerede systemer og automatisk styring afgørende. Han mener, at vi fik en forsmag på det under månelandingen i forbindelse med den velkendte ”Error 1202”-hændelse. Da astronauterne landede på månen, fik de en fejlkode, som de ikke forstod. Armstrong spurgte Houston: ”Der står 1202, hvad er det? Hjælp os med at tolke programfejlen 1202.” Løsningen viste sig at være meget enkel, men fordi astronauterne aldrig var stødt på 1202 under uddannelsen, blev de nødt til at bede Houston om hjælp.

– Hvis sådan noget skulle ske under landingen på Mars, vil astronauterne have været døde i omkring 24 minutter, før meddelelsen når jorden, forklarer Bennett for at understrege alvoren.

På rejsen til Mars kan man altså ikke regne med hjælp fra jorden.
– Desuden skal man måske ikke have for store forhåbninger til den tilgængelige båndbredde, fortsætter Bennett.
– Det betyder, at man skal bearbejde alle data på stedet og styre alle processer om bord. At sende et rumskib til Mars er i sig selv ikke ekstremt kompliceret – det er nemt nok at beregne ruten. Men personerne om bord gør det kompliceret. De skal holde sig i live, have mad, have noget at beskæftige sig med – og så ødelægger de ting. Den eneste gang, computerne på ISS stødte på fejl, var for eksempel, da en astronaut kom til at ramme en knap med knæet.

Softwaren er det vigtigste

For at fejlsikre systemerne og sørge for, at de kan overkomme den menneskelige faktor, mener Bennett, at hændelser som 1202-alarmen og fejl og mangler i hardwaren skal kunne løses fuldstændigt i softwaren. Det fungerer fint, når man har tilstrækkelig hardware til fail-over.

– Om ikke andet betyder dette, at man ikke behøver at have en systemadministrator med til Mars. Alle, der har erfaring med systemadministratorer, vil helst undgå at have sådan én med på rejsen, fortsætter han.

For at overholde alle de nye krav og specifikationer i rummet udvikler HPE’s projektteam naturligvis særlige projekthåndteringssystemer. De udfylder også en funktion her på jorden, og det betyder, at ringen sluttes, fortæller Bennett. – Vi lancerer snart nogle nye projekthåndteringssystemer til datacentre med funktioner, der er specialudviklet til rummet.

Resultaterne analyseres på ISS

Planen var fra starten at sende serverne fra Spaceborne-projektet tilbage til analyse i november sidste år, men det er blevet udskudt. Selve testen er blevet forlænget, og fra og med november har serverne været tilgængelige for astronauterne. Det er en udvikling, der hilses velkommen på ISS, fordi mange beregninger tidligere har skullet foretages på jorden. De enorme dataopsætninger beslaglægger en stor del af båndbredden tilbage til jorden. Ved at bruge højtydende computere i rummet kan astronauterne holde båndbredden åben til nødsituationer. Det betyder, at Spaceborne allerede nu har været brugt på samme måde, som computerne skal kunne fungere på en rejse til Mars.

Læs mere om højtydende computing